Корректор напряжения

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз . СоветскихСоциалистическихРеспубликц 974546 А. Бабушкин и М.Я. Капла(72) Авторы изобретения гВсесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт электроагрегатови передвижных электростанций 71) Заявител 54) КОРРЕКТОР НАПРЯЖЕ егулиро-генера Изобретение относитсяванию возбуждения синхронторов. Известны регуляторы возбуждения синхронных генераторов, содержащие трансформатор фазового компаундирования и корректор напряжения, включающий в себя пороговый элемент, выход .которого присоединен непосредственно к исполнительному органу 1 1.Недостатком таких корректоров является то, что зона их работы приходится на вершины синусоиды напряжения где она вследствие зубцовых гармоник наиболее искажена, что снижает точность поддержания напряжения. Применение же релейного принципа управления исполнительным элементом, т. е. отсутствие зоны пропорционального регулирования, значительно снижает ус тойчивость системы регулирования.Для повышения точности и получения эоны пропорционального регулирования может быть использовано устройство,построенное по принципу формирования импульсов, длительность которых пропорциональна мгновенному, амплитудному значению напряжения2 ).Недостатком этого устройства является зависимость от значения частоты.Наиболее близким к предлагаемому является широтно-импульсное устройство для регулирования напряжения генератора переменного тока, содержащее генератор импульсов, счетчик, схему анализа состояний счетчика, датчикпреобраэователь, состоящий из известных устройств преобразования переменного напряжения в пропорционально зависимое напряжение и постоянного нап" ряжения в пропорционально зависимый временной интервал, два инвертора и две схемы совпадения3 .Недостатком указанного устройства является невысокое быстродействие, обусловленное преобразованием априорной информации о состоянии объекта (переменное напряжение преобразуется974546 этом вход порогового элемента соединен со входом формирователя прямоугольных импульсов, являющегося входом устройства,На фиг. 1 представлена структурнаясхема корректора напряжения; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Устройство содержит формирователь прямоугольных импульсов 1 по переходу синусоиды контролируемого напряжения через ноль, пороговый элемент 2, образующий входную синусоиду на заданном уровне амплитудного значения напряжения и формирующий по этому порогу прямоугольные импульсы (см, фиг. 2 а), генератор тактовых импульсов 3 с делителем частоты 4, две схемы совпадения 5 и 6, включенные на логическую схему ИЛИ 7, счетчик импульсов 8, имеющий вход начальной установки, управляемый схемой начальной установки 9,и счетный вход Т, реверсивный счетчик 10, имеющий входы прямого счета синхронизации записи информации повходам 0.О , схему начальнойустановки 11, синхронизирующей записьначального состояния в счетчик 10,делитель на два 12 (один счетный триггер) логическую схему И 13, схемуанализа 14 состояния счетчика 10 и выходную схему совпадения 15.Принцип работы устройства заключается в вычислении с помощью счетчика10 отклонения величины амплитуды напряжения О от номинального значенияО. Достигается это формированием изполуволны синусоиды по заданному порогу прямоугольного импульса. Величинапорога Оя должна быть выбрана или но.минальной амплитуды из соотношения . , += .2 (см. Фиг, 2 а), т. е. О=О ы п м/4,Очевидно, что при таком Оп и номинальном значении О величина З +С - -ь 2=0, а при отклонении О от О,пропорциональна величина отклонения напряжения. Кроме того, при номинальной амплитуде напряжения эта величина всегда, равна 0 независимо от значения частоты контролируемого напряжения и от стабильности генератора тактовыхимпульсов 3. Далее в зависимости отвеличины 7 +- Т, отсчитанной в первом полупериоде счетчиком 10, во втором полупериоде формируется пропорциональный этой величине угол начала реруиоуюшего импульса, предназначенно 3 4а постоянное и при этом теряется информация о мгновенном значении напряжения).Кроме того, точность регулированиянапряжения в большой степени зависитот стабильности генератора импульсов,что в реальных условиях эксплуатацииоборудования (измерение температуры,воздействие ионизирующих излучений ит, д.) не всегда обеспечивается в дол ржной мере.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия регулирования,Поставленная цель достигается тем, зчто устройство, содержащее генератортактовых импульсов, счетчик импульсов,схему анализа состояния счетчика итри схемы совпадения, снабжено реверсивным счетчиком импульсов со входамипараллельной синхронной записи, пороговым элементом, делителем частоты,делителем на дба, двумя схемами начальной установки счетчиков, формирователем прямоугольных импульсов, ло- д +Т, обратного счета -Т, и выход 6гическими схемами И и ИЛИ и схемойанализа состояния счетчика, причемвходы параллельной синхронной записиреверсивного счетчика подключены квыходам счетчика импульсов, к одномуиз входов которого подключена схеманачальной установки счетчика, соединенная с формирователем прямоугольных импульсов, со схемой совпаденияи с выходной схемой совпадения, другой вход которой подключен к схемеанализа состояния счетчика, котораясвоими входами соединена с выходамиреверсивного счетчика, входкоторогоподключен через схему начальной установки счетчика к инвертирующему выходу формирователя импульсов и к логической схеме И, другой вход которойсоединен с выходом генератора тактовых импульсов, третий - с прямым вы 43ходом формирователя прямоугольных импульсов, а выход соединен со входомпрямого счета реверсивного счетчикаимпульсов, вход обратного счета которого через логическую схему ИЛИ соединен с двумя схемами совпадения, ковходу одной из которых подключен формирователь прямоугольных импульсов,второй вход которой подключен черезделитель частоты к выходу генераторатактовых импульсов, подключенного так- фже ко входу второй схемы совпадения,другой вход которой подсоединен к прямому выходу порогового элемента, приФго для поступления на исполнительноеустройство и заканчивающийся по окончании второго полупериода, Независимость угла начала регулирующего импульса от частоты контролируемого напряжения обеспечивается измерениемдлительности каждого полупериода этойчастоты счетчиком 8 и введении этогозначения каждый период в счетчик 10в качестве его текущего исходного со рстояния, а независимость от стабильности тактового генератора обеспечивается отсчетом всех временных интервалов с помощью одной и той же тактовой частоты и использованием в качестЗве исходного состояния счетчика 1 О нефиксированной величины, а текущей, про.порциональной часто-е контролируемогонапряжения.Работа устройства осуществляетсяследующим образом,Пороговый элемент 2 по порогу Оп==Ц 1,з 1 пУ/4 формирует прямоугольный импульс длительностью , в,течении которого через схему совпадения 5 и схему ИЛИ 7 на вход Т счетчика 10 поступает с генератора 3 п 2= С/Си импульсов,где 1 и - период следования импульсовс генератора 3 В промежутках Г и 7;,определяемых схемой И 13 как иоментыщотсутствия импульса Г в первом полупериоде,т. е. как Т/2-ь через схемуИ 13 с генератора 3 .на +Т вход счетЬ 1+ ьчика 1 О поступает "импульсов. Виитоге за первый полупериод счетчик 1035отсчитывает пп -и импульсов и имеет к началу второго полупериода состояние, зависимое от отклонения значения напряжения от номинального. В слу"40. чае если это отклонение равно О, счетчик 1 О возвращается в исходное состояние.Исходная установка счетчика 10 осуществляется схемой 11, формирующей по45началу каждого периода импульс, по которому переписывается в счетчик 10код, хранящийся в этот момент временив счетчике 8 и пропорциональный вели- .чине периода контролируемого напряжения. Начальная установка счетчика 10производится раз за период импульсомсо схемы начальной установки в момент,начала второго полупериода. Во второмполупериоде открывается схема совпадения 6 и импульсы с генератора 3 через ффделитель 4 поступают на Т вход счетчика 10 и через делитель на Т входсчетчика 8. В течение второго полупеТриода на счетчик 1 О поступаетп: - .2 димпульсов, где Т - период контролируемого напряжения;- коэффициент деления делителя 4, а на счетчик 8 в/2ТПИ=импульсов. Во втором полупери 4 ти Ьоде уровнем с формирователя 1 открывается выходной вентиль 15 и на выходустройства проходит сигнал со схемыанализа 14, которая идентифицируетобласти отрицательных и положительныхзначений состояния счетчика 8. Такимобразом, на выходе устройства появля"ется начало регулирующего импульса вмомент, когда вычитающие импульсы йищеф, поступающие на вход Т счетчика 1 О,имеющего к началу второго полупериодакод щ/2+ппз-п, йереводят счетчик 1 Ов область отрицательнйх значений.При такой работе при номинальной.величине напряжения и+п-и =0 и начало регулирующего импульса появляется в момент отсчета счетчиком во втором полупериоде в/2 импульсов с периодом 1, т. е. совпадает с серединой второго полупериода независимоот значения периода Т и периода тактовых импульсов йем. фиг. 2 ц). Увеличение О, приводит к увеличениюпи уменьшению и+п (см. фиг. 26), врезультате чего для отсчета от а/2-п+п-п,2 до 0 потребуется меньшееколичество тактовых импульсов, т. е.,начало регулирующего импульса смещается влево, а сам импульс расширяется в пределе до значения Т/2,Уменьшение О, сопровождается уменьшением и 2 и увеличение п+и З, в результате чего регулирующий импульсукорачивается в пределе до нулевогозначения.Таким образом, достигается пропорциональное регулирование (импульс навыходе пропорционален отклонению Опот номинального значения) в заданнойзоне с быстродействием в один периодточностью, не зависящей от частотытактового генератора и частоты регулируемого напряжения, заданными дискретностью регулирующего импульса идискретностью измерения, а также крутизной и величиной зоны пропорционального регулирования. Зона и крутизнапропорционального регулирования, дискретности измерения и дискретностьрегулирующего импульса определяютсятолько взаимоэависимыми характеристиками генератора тактовых импульсов7 97454 (частота), счетчиков импульсов (емкости), делителя частоты (коэффициент деления).Предлагаемое устройство обеспечива ет при высоком быстродействии необхо димую устойчивость и точность регулирования напряжения.формула изобретенияКорректор напряжения, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, схему анализа состояния счетчика и три схемы совпадения, о т- И л и ч а ю щ и й с я тем, что, с Целью повышения точности и быстродействия регулирования напряжения, устройство снабжено реверсивным счетчиком импульсов со входами параллельной синхроннойЪВ записи, пороговым элементом, делителем . частоты, делителем на два, двумя схемами начальной установки счетчиков, формирователем прямоугольных импульсов, логическими схемами И и ИЛИ и схемой И анализа состояния счетчика, причем входы параллельной синхронной записи реверсивного счетчика подключены к выходам счетчика импульсов, к одному из входов которого подключена схема на- ЗЕ вуальной установки счетчика, соединенная с формирователем прямоугольных имПульсов, со схемой совпадения и с выходной схемой совпадения, другой вход которой подключен к схеме анализа состояния счетчика, которая своими входами соединена с выходами реверсивного счетчика, вход которого подключенчерез схему начальной установки счетчика к инвертирующему выходу формиройвателя импульсов и к логической схемеИ, другой вход которой соединен с выходом генератора тактовых импульсов,третий - с прямым выходом формирователя прямоугольных импульсов, а выходсоединен со входом прямого счета реверсивного счетчика импульсов, входобратного счета которого через логическую схему ИЛИ соединен с двумя схемами совпадения, ко входу одной из которых подключен формирователь прямоугольных импульсов, второй вход которой через делитель частоты подключенк выходу генератора тактовых импуль"сов, подключенного также ко входу второй схемы совпадения, другой вход которой подключен к прямому выходу порогового элемента, при этом вход порогового элемента соединен со входомформирователя прямоугольных импульсов,являющегося входом устройстваИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРН 684703, кл. Н 02 Р 9/30, 1978.2, Лукин Н. Н. и др, Система электроснабжения самолетов и вертолетов.И., "Транспорт", 1966, с 166,3 Авторское свидетельство СССРИ 369666, кл. Н 02 Р 9/30 1971