Корректор частоты электроагрегата

(19) П 1) Р 9/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нениях чабранной зоответствуюна выходах с оты, не пр ы нечувств ей заданно устройства вышающих вытельности (со точности),управляющиеисполнительныеизменном полоигналы от утствуют и таются в н элементы оженин. При алых отклонениях частоты ременного . электроагруемог о исто зобретения являетустойчивоса также полировани БлалоОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР В 562050, кл. Н 02 Р 9/04, 1973.Авторское свидетельство СССР У 928594, кл. Н 02 Р 9/04, 1980.(54) КОРРЕКТОР ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТА(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим регуляторам частоты пенапряжения, генери орегатом автономног чника электропитания. Целью ися повышение надежности ити регулирования частоты,вышение быстродействия регу япри больших отклонениях частотьгодаря введению двух инверторов идвух элементов совпадения при отк но выходящих за заданную зону нечувствительности, на соответствующем выходе устройства формируются импульсы постоянной заданной длительности с периодом следования, пропорциональным величине этого отклонения, и исполнительный электродвигатель вращается с пропорциональной величинеО отклонения скоростью в соответствующую сторону до тех пор, пока отклонение не войдет в заданную зону чувствительности. При больших отклонениях частоты на соответствующем по знаку этого отклонения выходе устройства формируется максимальный управляющий сигнал, по которому исполнительный электродвигатель вращается с максимальной скоростью в соответствующую сторону, осуществляя изменение частоты с максимальной скоростью.з.н. ф-лы, 5 ил.12888Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим регуляторам частоты переменного напряжения, генерируемого электроагрегатом, и может быть использовано для автоматического регулирования частоты автономных источников электропитания..Целью изобретения является повыше ние надежности и устойчивости регули-,0 рования частоты, а также повышение быстродействия отработки больших отклонений частоты.На фиг. 1 и 2 приведена структурная схема устройства; на фиг. 3-5 временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.Корректор частоты электроагрегата содержит одновибратор 1 (фиг. ), вход которого подключен к выходу фор мирователя 2 прямоугольных импульсов, синхронизированного с напряжением электроагрегата, а выход - к В-входу ВБ-триггера 3 и В-входу нулевой установки счетчика 4 импульсов эталонной 25 частоты, счетный Т-вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов эталонной частоты, первый б и второй 7 трехвходовые логические элементы И, первые входы которых объеди иены и подсоединены к выходу формирователя счетных импульсов, выполненного в виде генератора 8 счетных импульсов или делителя 9 частоты, входом соединенного с выходом формирова теля прямоугольных импульсов, а вторые входы подключены соответственно к инверсному выходу ВБ-триггера 3 и выходу формирователя 2 прямоугольных импульсов, первый 10 и второй 11 дополнительные счетчики импульсов, подсоединенные счетными Т-входами соответственно к выходам первого 6 и второго 7 логических элементов И, а выходами связаные каждый с входом своего расширителя 2 и 13 импульсов, выходы которых предназначены для связи с управляющими входами при. вода электроагрегата. Выход первого элемента 14 совпадения подключен к третьему входу второго логического элемента И и через первый инвертор 15 к Ч-входу разрешения счета счетчика импульсов эталонной частоты. Выход второго элемента 16 совпадения подсоединен к Б-входу ВБ-триггера 3, а входы элемента совпадения подключены к выходам счетчик 4 импульсов эталонной частоты. Выход формирователя 90 22 прямоугольных импульсов через второй инвертор 17 соединен с третьим входом первого логического элемента И 6, выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к В-входам нулевой установки второго и первого дополнительных счетчиков 10 и 11 импульсов. Выход каждого из мультиплексоров 18 и 19 подключен к входу своего расширителя 12 и 13 импульсов, первый вход - к выходу, а второй - к счетному входу соответствующего (первого 10 или второго 11) дополнительного счетчикаимпульсов, управляющие входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом Р-триггера 20, С-вход которого подсоединен к выходу одновибратора 1, а Р-вход - к инверсному выходу третьего элемента 21 совпадения с входом, подключенным к выходам третьего дополнительного счетчика 22 импульсов, соединенного В-входом нулевой установки через элемент 23 задержки с выходом одновибратора , счетным Т-входом через логический элемент ИЛИ 24 с выходами первого и второго логических элементов И, а Ч-входом разрешения счета - с Р-входом В-триггера.Каждый мультиплексор (фиг. 2) выполнен в виде первого 25 и второго 26 входных логических элементов И, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам мультиплексора, выходы - через выходной логический элемент ИЛИ 27 к выходу мультиплексора, а второй прямой вход первого входного логического элемента И 25 и второй инверсный вход второго входного логического элемента И соединены с управляющим входом мультиплексора.Корректор работает следующим образом.Электроагрегат вырабатывает напряжениес частотой Г (периодом Т= =/Г), которое преобразовывается формирователем 2 прямоугольных импульсов по переходу синусоиды через нулевое значение в прямоугольные импульсы длительностью Т/2. При выполнении формирователя 2 прямоугольных импульсов в виде триггера-формирова" теля сначала формируются импульсы с длительностью Т/2 и периодом Т и затем делятся на два триггером, в результате через триггер-формирователь88890 3 2 отформировывает импульсы длительностью Т и периодом 2 Т.По переднему фронту импульсов с выхода формирователя прямоугольных импульсов одновибратор 1 формирует короткий импульс, устанавливающий счетчик 4 импульсов эталонной частоты и ИБ-триггер 3 в нулевое состояние. В промежутке между двумя импульсами одновибратора 1 счетчик 4 импульсов эталонной частоты отсчитывает количество эталонных импульсов, приходящих на его счетный Т-вход с генератора 5 импульсов эталонной частбты. При отсчете количества импульсов, соответствующего заданной величине Т, на всех входах второго элемента 6 совпадения появляются сигналы логической единицы, на выходе второго элемента совпадения также формируется уровень логической единицы, устанавливающий НЯ-триггер 3 в единичное состояние. Таким образом, отформировывается импульс Т. При отсчете количества импульсов, соответствующего Т , на всех входах первого элемента 14 совпадения появ-. ляются сигналы логической единицы, а на его выходе устанавливается уровень логической единицы. Логический ноль, поступающий через первый инвертор 15 на вход разрешения счета счетчика импульсов эталонной частоты, запрещает отсчет импульсов, и поэтому указанный счетчик остается в состоянии, соответствующем Т , Таким образом, на выходе первого элемента совпадения отформировывается импульс ТиунЕсли элементы 14 и 16 совпадения выполняются в виде элементов И, то для получения заданных интервалов Т з и Тэ к их входам подключаются только те выходы разрядов счетчика импульсов эталонной частоты, которые принимают состояние логической единицы при достижении заданного числа, обусловленного значениями Т , и Тя .Интервал Т. =Т, -Т представляет собой заданную зону нечувствительности, При этом номинальное значение частоты связано с Ти Т очевидными соотношениями (для случая использования триггера-формирователя)Тэт 1 нТ ьт 1 ьтЭт Эт 5 ,О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 4йТ 1 ьРуувтаб эт 2 , 2Для определения интервала аТ отклонения периода Т генерируемого напряжения от заданного значения с учетом зоны нечувствительности А Т необходимо сравнить длительность Т с интервалами Т., и Т (на фиг.З диаграммы потенциалов в точках а, б, в, г, д, е, показанных на фиг. 1). Эта операция осуществляется логическими элементами И 6 и .В случае, если ТсТпервый логический элемент И 6 выделяет интервал , =Т-Та если ТъТ, то второй логический элемент И 7 выделяет интервалТТИнтервалы с, и о. стробируются импульсами с формирователя импульсов. На выходах логических элементов И 7 и 6 получаются, таким образом, пачки импульсов с числом счетных импульсов, соответствующихили. Эти пачки импульсов поступают на соответствующий выходной расширитель 13 или 12 импульсов либо без изменений, либо через дополнительные счетчики 11 и ,О импульсов в зависимости от того. какие каналы мультиплексоров открыты, В случае, если на расширители имйульсов при наличии отклонения , илипоступают импульсы непосредственно с выхода логических элементов И 6 и 7, на выходе соответствующих расширителей импульсов формируется сигнал, осуществляющий максимальное регулирующее воздействие. Так как импульсы на вход расширителей импульсов в этом случае поступают раз за период Т (или за два периода), то на выходе соответствующего расширителя импульсов формируется постоянный уровень логической единицы (фиг. 4, диаграммы потенциалов в точках д, ж, и, е, з, к, показанных на фиг. 1).В случае, если на расширитель импульсов поступают импульсы с выхода соответствующего дополнительного счетчика 1 О илн 11,расширитель импульсов формирует импульсы выбранной длительности с частотой следования, пропорциональной количеству импульс л сов в пачке на интервале , илиВ результате формируется выходной сигнал, пропорциональный величине отклонения.Управление мультиплексорами осуществляется от В-триггера 20, выход50 Формула 55 5 128889 которого указывает, превышает текущее значение отклонения ьТ заданную ве-. личину йТ . или нет (т.е. отклонение велико или мало).Для определения этих областей отклонения 6 Т пачки импульсов с логических элементов И 6 и 7 через логический элемент ИЛИ 24 поступают на счетный вход третьего дополнительного счетчика 22 импульсов, предвари- Ю тельно установленного в ноль по его В-входу импульсом с одновибратора 1, В случае, если й Т ьТ(фиг. 5, диаграммы потенциалов в точках б,н,о,п, л,м, обозначенных на фиг, 1), третий дополнительный счетчик 22 импульсов . достигает состояния, соответствующего 6 Тэ, и на выходе третьего элемента 21 совпадения формируется в этот момент уровень логического нуля, 20 запрещающий дальнейший счет импульсов до очередного обнуления указанного счетчика, Перед очередным обнулением третьего дополнительного счетчика 22 импульсов состояние выхода третьего элемента 21 совпадения записывается в Р-триггер 20 импульсом с одновибратора 1. Для надежной записи информации в Р-триггер импульс на сброс третьего дополнительного счетчика ЗО импульсов поступает с кратковременной задержкой, для чего используется элемент 23 задержки.В случае, если ЬТсаТ д на выходе Р-триггера 20 формируется уровень 35 логической единицы, по которому мультиплексоры 18 и 19 пропускают на расширители импульсов сигналы с дополнительных счетчиков 1 О и 11 импульсов, а в случае Ь Т 6 Т на выходе Р-триггера 20 - уровень логического нуля и муль 1 иплексоры 18 и 19 пропускают на соответствующий расширитель12 или 13 импульсов импульсы непосредственно с выходов логических эле- ф 5ментов И 6 и 7. Таким образом, при отклонениях частоты генерируемого напряжения, не превышающих выбранную зону нечувствительности (соответствующую заданной точности), на выходах устройства управляющие, сигналы отсутствуют и исполнительные элементы остаются в неизменном положении. При малых отклонениях частоты, но выходящих за заданную зону нечувствительности (ЬТЬТ ), на соответствующем выходе устройства формируются импульсы 0 опостоянной заданной длительности с периодом следования, пропорциональным величине этого отклонения, и исполнительный электродвигатель вращается с пропорциональной величине отклонения скоростью в соответствующую сторону до тех пор, пока отклонение не войдет в заданную зону нечувствительности. При больших откло-. нениях частоты (ВТьТ ) на соответствующем по знаку этого отклонения выходе устройства формируется максимальный управляющий сигнал (по" стоянный уровень), по которому исполнительный электродвигатель вращается с максимальной скоростью в соответствующую сторону, осуществляя в конечном итоге изменение частоты с максимальной скоростью.Для обеспечения снижения или полного исключения чувствительности к попеременно меняющим знак небольшим отклонениям (колебаниям) частоты вокруг выбраньой зоны нечувствительности дополнительные счетчики 10 н 11 выполнены с взаимным сбросом,В случае .возникновения колебательного процесса, выходящего за задан" ную зону нечувствительности дополнительные счетчики импульсов попеременно сбрасываются, не успев выдать на своем выходе счетный импульс, и устройство не осуществляет никаких регулирующих воздействий, по существу отключая тем самым обратную связь до успокоения колебательного процесса. Это так же, как и обеспечение заданной зоны нечувствительности, позволяет исключить возможность возникновения неустойчивых режимов, а также значительно снизить количество перемещений механических элементов системы регулирования подачи топлива и тем самым повысить надежность системы, При этом обеспечивается предельная скорость отработки больших отклонений частоты, что повышает бы-. стродействие регулирования. изобретения 1, Корректор частоты электроагрегата, содержащий одновибратор, вход которого подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, синхронизированного с напряжением электроагрегата, а выход - к Б-входу ВЯ- триггера и входу нулевой установки7 2888 счетчика импульсов эталонной частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, первый и второй трехвходовые логические элементы И, первыевходы которых объединены и подсоединены к выходу формирователя счетных импульсов, а вторые входы подключены соответственно к инверсному выходу ВЯ-триггера и к выходу формировате- Ю ля прямоугольных импульсов, первый и второй дополнительные счетчики импульсов подсоединены счетными входами соответственно к выходам первого и второго логических элементов И, а 5 выходами связаны каждый с входом своего расширителя импульсов, выход которого предназначен для связи с управляющими входами привода электро- агрегата, о т л и ч а ю щ и й с я 20 тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности в работе, в него дополнительно введены два инвертора, два элемента совпадения, причем выход первого элемента совпадения подключен к третьему входу второго логического элемента И и через первый инвертор к входу разрешения счета счетчика импульсов эталонной частоты, выход второго элемента совпадения ЗО подсоединен к В-входу ВБ-триггера, а входы элементов совпадения подключены к выходам счетчика импульсов эталонной частоты, выход формирователя прямоугольных импульсов через 35 второй инвертор соединен с третьим 90входом первого логического элемента И, выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к входам нулевой установки вто-, рого и первого дополнительных счетчиков импульсов.2. Корректор частоты по п. , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия отработки больших отклонений частоты, в него дополнительно введены два мультиплексора, логический элемент ИЛИ, элемент задержки, Р-триггер, третий дополнительный счетчик импульсов и третий элемент совпадения, причем выход каждого иэ мультиплексоров подключен к входу своего расширителя импульсов, первый вход - к выходу, а второй - к счетному входу соответственно первого или второго дополнительного счетчика импульсов, управляющие входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом Э-триггера, С-вход которого подсоединен к выходу одновибратора, а 0 вход - к инверсному выходу третьего элемента совпадения с входом, подключенным к выходам третьего дополнительного счетчика импульсов, соединенного входом нулевой установки через элемент задержки с выходом одновибратора, счетным входом через логический элемент ИЛИ - с выходами первого и второго логических элементов И, а входом разрешения счета - с Р-входом Э-триггера.1288890 Составитель А. АкимовСоставитель О. Юрковецкая Техред И.Верес Корректор Г. Решетник Тираж 683Государственного комитета СССРделам изобретений и открытий