Импульсный синхронизатор

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения-повышение точности и расширение области использования синхронизатора . Триггер 31 со счетным входом. схемы 32 и 33 и электронные ключи 26, 261 совместно с RC-триггерами 27, 27 образуют элементы памяти, определяющей последовательность совпадения основных и вспомогательных импульсов синхронизируемых напряжений, а тем самым и запомина- ЮЩРЙ, какое из напряжений имеет большую частоту. Схемы И 24, 32, 34 и схема НЕ 30 обеспечивают управление регулятором возбуждения обратимых электрических машин для уравнивания частот синхронизируемых напряжений. Генератор 39 импульсов и схема И 42 позволяют повысить точность работы синхронизатора. Возможность изменения частоты в процессе синхронизации расширяет диапазон использования синхронизатора, т. к. обеспечивает желаемое изменение частот напряжений для их выравнивания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РесПуБлик (я)5 Н 02 J 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/) (21) 4664202/07 (22) 20.03.89 (46) 07.09.91. Бюл, N. 33 (72) А. С. Виксман, Н, И. Григоров, Л. Г. Гуревич, С, С, Егоров, Б. Т. Кононов, Г. Х.

Левин и А. В. Орлов (53) 621.316.729(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Р 739688, кл, Н 02 J 3/42, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 862314, кл, Н 02 J 3/42, 1979. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ СИНХР0НИЗАТ0Р (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение точности и расширение области использования синх-. ронизатора. Триггер 31 со счетным входом. схемы 32 и 33 и электронные ключи 26, 26

„„SU„„1676002 А1 совместно с RC-триггерами 27,27 образу1 ют элементы памяти, определяющей последовательность совпадения основных и вспомогательных импульсов синхронизируемых напряжений, а тем самым и запоминающей, какое из напряжений имеет большую частоту. Схемы И 24, 32, 34 и схема НЕ 30 обеспечивают управление регулятором возбуждения обратимых электрических машин для уравнивания частот синхронизируемых напряжений, Генератор 39 импульсов и схема

И 42 позволяют повысить точность работы синхронизатора. Возможность изменения чаcToTbl в процессе синхронизации расширяет диапазон использования синхронизатора, т, к. обеспечивает желаемое изменение частот напряжений для их выравнивания. 2 ил.

1676002

15

25

40

50

Изобретение относится к электротехнике, в час".ности к области автоматической синхронизации синхронных генераторов повышенной частоты„установленных в системах гарантированного питания с обратимыми электрическими машинами, Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и расширение области использования синхронизатора.

На фиг. 1 приведена схема системы бесперебойного питания; на фиг. 2 — схема импульсногоо синхронизатора.

Синхронизатор содержит сетевые вводы 1,1, выключатель 2,2 сетевых вводов, 1 1 шины гарантио1ованного питания 3,3, вы1 кл ючател и 4 4, обратимые э1лектрические машины 5,5, маховики 6,6, муфты 7,7 сцепления, приводные двигатели 8,8 обра1 тимых электрических машин, обмотки 9,9

1 возбуждения обратимых электрических машин, регуляторы 10,10 возбуждения обра1 тимых электрических машин, выключатели

11,11 приводных электродвигателей для ге1 нераторов повышенной частоты, приводной электродвигатель 12,12 для генератора по1 вышенной частоты, синхронные генераторы

13, 13 повышенной частоты, выключатель

14,14 синхронных генераторов повышенной частоты, тиристорные коммутаторы

15,15 выключателей генераторов, шины бесперебойного питания повышенной частоты 16, входные блоки 17,17 синхрониза.1 тара, переключатель 18 каналов, выявители

19,19 знака скольжения, блок 20 сбрасывающих импульсов блок 21 включения, формирователи 22, 22 основных прямоугольных импульсов постоянной длительности, формирователи 23, 23 вспомогательных импульсов постоянной длительности, первую схему И 24 переключателя каналов, схемы И 25,25 вы1 явителя знака скольжения, электронные ключи 26,26 выявителей знака скольжения, 1

RS-триггеры 27,27 выявителей знака скольжения, схему ИЛИ 28 блока сбрасывающих импульсов, генератор 29 сбрасывающих импульсов, схему НЕ 30 переключателя каналов, триггер 31 со счетным входом переключателя каналсв, вторую, третью, четвертую и пятую схемы И переключателя каналов 32-35, схему ИЛИ 36 блока включения, RS-триггер 37 блока включениях первая схема И 38 блока включения, генератор 39 импульсов, счетчик 40, дешифратор 41, вторую схему И 42 блока включения, размыкающие блок-контакты 43 выключателя генератора, выход 44 синхронизатора для подключения к электромагниту включения выключателя генератора и к управляющим электродам тиристорного коммутатора выхпючатапп ганаратора, выход 45 синхронизатора для подключения к входу "Уменьшить частоту", выход 46 синхронизатора для подключения к входу "Увеличить частоту".

Для определенности будем считать, что работает генератор 13, а включается генератор 13 . Сетевой ввод 1 (1 ) с помощью выключателя 2 (2 ) подключен к шинам гарантированного питания 3 (3 ). Параллель1 но сетевому вводу к шинам гарантированного питания через выключатель 4 (4 ) подключена обратимая электрическая машина 5 (51) с инерционным маховиком 6 (6 ), связанная через разобщительную муфту 7 (7 ) с приводным двигателем 8 (8 ). Обмотка

9 (9 ) возбуждения обратимой электриче1 ской машины подключена в регулятору 10 (10 ) возбуждения, у которого предусмотрена воэможность изменения напряжения цепей возбуждения, К шинам гарантированного питания через выключатель 11 (11 ) подключен привод1 ной электродвигатель 12 (12 ) синхронного генератора 13 (13 ) повышенной частоты.

Синхронный генератор повышенной частоты через выключатель14(14 ), параллельно которому включен тиристорный коммутатор 15 (15 ), подключен к шинам 16 бесперебойного питания. Синхронизатор осуществляет включение генератора 13. на параллельную работу с генератором 13.

Напряжение Ос (фиг, 2) работающего генератора подано на вход формирователя 22 основных импульсов прямоугольной формы и постоянной длительности, выход этого формирователя подключен к входу формирователя 23 вспомогательных импульсов, к входу первой.24 схемы И переключателя каналов и к входу схемы И 25 выявителя знака скольжения генератора. Напряжение

Ог (фиг. 2) включаемого генератора подано на вход формирователя 22 основных им1 пульсов, выход этого формирователя подключен к входу формирователя 23 вспомогательных. импульсов 23", к второму входу первой 24 схемы И переключателя каналов и к входу схемы И 25 выявителя знака скольжения сети. К второму входу этой схемы И подключен выход формирователя 23 вспомогательных импульсов, а к второму входу схемы И 25 подключен выход формирователя 23 вспомогательных им1 пульсов.

Ьыход схемы И 25 подключен через электронный ключ 26 к S-входу RS-триггера

27, а выход схемы И 25 подключен через электронный ключ 26 к R-входу RS-триггера

27 ° Кроме того, выходы схем И 25 и 25 подключены к входам схемы ИЛИ 28 блока

20 сбрасывающих импульсов, к входам схемы ИЛИ 36 блока 21 включения 21, к входу. 1676002 пятой 35 и четвертой 34 схем И переключателя каналов 19, причем выход схемы И 25 подключен к входу схемы И 35, а выход схемы И 25 подключен к входу схемы И 34, Выход электронного ключа 26 (26 ) подклю- 5 чен к S-входу RS-триггера 27 (27 ) выявителя

1 знака скольжения, к RS-входу триггера 27 (27 ) подключен выход генератора 29 сбрасывающих импульсов, вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ 28, третий вход 10 которой подключен к выходу первой 24 схемы И переключателя 19 каналов.

Единичный выход RS-триггера 27 подключен к входу второй 32 и четвертой

34 схем И переключателя каналов, еди- 15 ничный выход RS-триггера 27 под1 ключен к входу третьей 33 и пятой 35 схем

И переключателя каналов, вторые входы второй 32 и третьей 33 схем И подключены к выходу триггера 37 со счетным входом, 20 выход второй 32 схемы И подключен к запирающему входу электронного ключа 26, а выход третьей 33 схемы И подключен к запирающему входу электронного ключа 26, S-вход RS-триггера 37 блока 21 включения 25 подключен к выходу первой 24 схемы И переключателя 18 каналов, R-вход этого триггера подключен к выходу схемы ИЛИ 36.

Единичный выход RS-триггера 37 подключен к одному из входов первой 38 схемы 30

И блока. включения и к входу триггера 31 со счетным входом. Другой вход первой 38 схемы И блока включения подключен к выходу генератора 39 импульсов, а выход этой схе.мы И подключен к записывающему входу 35 счетчика 40, установочный в "0" вход этого счетчика, равно как и установочные в "0" входы RS-триггера 37 и триггера 31 со счетным входом подключены к выходу генератора 29 сбрасывающих импульсов. 40

Выход счетчика 40 через дешифратор

41 подключен к входам схемы НЕ 30,и.второй 42 схемы И блока включения. Второй вход этой схемы И подключен к нулевому выходу RS-триггера 37, а выход схемы И 42 45 через размыкающие блок-контакты 43 выключателя 14 (14 ) подключен к электромаг1 ниту включения выключателя .14 (14 ) и к управляющим электродам тиристорного коммутатора 15 (15) выключателя генерато- 50 ра. Выходсхемы HE 30 подключен ктретьим входам четвертой 34 и пятой 35 схем И переключателя каналов. Выход четвертой 34 схемы И подключен к вхоач "Уменьшить напряжение " регулятора 10 возбуждения и 55 по ходу "Увеличить напряжение" регулятора

10 возбуждения. Выход пятой 35 схемы И подключен к входу "Увеличить напряжение" регулятора 10 возбуждения и по ходу

"Уменьшить напряжение" регулятора возбуждения 10.

Синхронизатор работает следующим образом.

В формирователях 22 (22 ) в момент перехода синусоидальных напряжений U и Ur через нуль образуются пямоугольные импульсы постоянной длительности. В форми- . рователях 23 (23 ) образуются также прямоугольные импульсы. постоянной длительности, передний фронт которых жестко привязан.к заднему фронтч импульса с выхода формирователя 22 (22 ). Длительность основных и вспомогательных импульсов одинакова. Допустим, что частота fr напряжения генераторов Ur больше частоты fc напряжения в сети Uc (фиг. 2). В этом случае импульсные последовательности с выходов формирователей 22 и 23 перемещаются в сторону задних фронтов импульсных последовательностей формирователей 221 и 23 .

При этом основной импульс большей частоты сначала встретится с вспомогательным импульсом меньшей частоты, затем произойдет встреча основных импульсов большей и меньшей частот и, наконец, встреча вспомогательного импульса большей частоты с основным импульсом меньшей частоты.

В процессе совпадений импульсов происхо,1ит следчющее, При совпадении основных импульсов большей частоты fr с вспомогательными импульсами меньшей частоты первой срабатывает схема И 25 выявителя знака скольжения сети, сигнал с выхода которой через электронный ключ 26 поступает на

S-вход RS-триггера 27 и переводит этот триггер в единичное состояние. Затем имеют место совпадения основных импульсов большей и меньшей частоты, в результате которых срабатывает первая 24 схема И и переключателя каналов, сигнал с выхода которой переводит RS-триггер 37 блока включения 19 в единичное состояние. При этом появляется сигнал на выходе счетного триггера 31, а значит и сигнал на выходе второй

32 схемы И переключателя каналов. Этот сигнал подается на запирающий вход электронного ключа 26, что предотвратит сра1 батывание RS-тригггера 27 после совпадения основных импульсов меньшей частоты .с вспомогательными импульсами большей частоты. что фиксируется схемой И

25" выявителя знака скольжения генератора.

Таким образом, в случае, когда частота

fr > fc. имеется сигнал на выходе RS-триггера 27, подготавливающий включение четвертой 34 схемы И переключателя каналов, 1676002

Eerie e fc > fr, то вначале произойдет сра- ключателя 14, который после замыкания батывание схемы И 25, запуск через элект- своих контактов разрывает цепь питания упронный ключ 261 RS-триггера 271, равляющих электродов тиристорного комсрабатывание третьей 33 схемы И переклю- мутатора 15, а тем самым и отключение его.

1 чателя каналов, запирание электронного 5 В случае, когда частота скольжения ключа 26 и подготовка к включению пятой больше допускаемой, в счетчике 40 задан35 схемы И переключателя каналов. ное число не появляется, дешифратор 41 не

В синхронизаторе команда на включе- срабатывает, вторая схема И 42 к срабатыние выключателя генератора и.тиристорно- ванию не готовится, но в связи с тем, что на го коммутатора формируется следующим 10 выходе схемы НЕ 30 сигнал есть, осуществобразом. ляется уравнивание частот синхронизируеВ процессе совпадений основных им- мых напряжений. Производится это пульсов большей и меньшей частот проис- следующим образом. ходит определение числа совпадений Если fr > 1„то подготовлена к включе(длительности прохождения основного им- 15 нию четвертая 34 схема И переключателя пульса большей частоты по.основному им- каналов, включение этой схемы происхопульсу меньшей чатсоты). Измерение дит после появления сигнала на выходе схе1 длительности совпаденияосуществляется с мы И 25, т. е. тогда, когда вначале помощью счетчика 40, определяющего чис- произошло совпадение основных импульло импульсов, поступающих с генератора 39 20 сов большей частоты с вспомогательными импульсов через первую схему И 38 блока импульсами меньшей частоты, затем совпавключения за время, в течение которого на дение основных импульсов и, наконец, совединичном выходе RS-триггера 37 имеется падение основных импульсов меньшей сигнал. Чем меньше частота скольжения, частоты с вспомогательными импульсами тем больше время совпадения основных им- 25 большей частоты, т. е. тогда, когда заведомо пульсов большей и меньшей частот. Допу- определен порядок следования импульса и скаемая при синхронизации частота осуществлен контроль частоты скольжения. скольжения опредеяется заранее заданным Управляющее воздействие осуществляется всчетчике40числом. Есличастота скольже- на регулятор возбуждения обратимой эления меньше допускаемой, Tî после появле- 30 ктрической машины.. При этом дляувеличения в счетчике 40 заданного числа ния частоты увеличивается напряжение срабатываетдешифратор41, подготавливая к возбуждения, увеличивается напряжение включению вторую42схему И блока включе- на шинах гарантированного питания и ния. Срабатываниеэтойсхемы И происходит уменьшается скольжение приводного в момент первого совпадения основных им- 35 электродвигателя генератора повышенной пульсов меньшей частоты с вспомогательны- частоты, для уменьшения частоты уменьшами импульсами большей частоты, т. е. вется напряжение возбуждения,,следовамомент, непосредственно следующий за сов- тельно, уменьшается напряжение на шинах падением по фазе синхронизируемых напря- гарантированного питания и увеличивается

40 скольжение приводного электродвигателя

Происходит это следующим образом. генератора повышенной частоты.

При первом совпадении основных им- Установка "0" RS-триггеров 27 (27 ) выпульсов меньшей частоты со вспомогатель- явителей знака скольжения, RS-триггера 37 ными импульсами большей частоты блока включения, счетного триггера 31, пепоявляется сигнал на выходе схемы ИЛИ 36 45 реключателя каналов и счетчика 40 осущестблока включения, при fr > fc эта схема запу- вляется сигналом с выхода генератора 29 стится после появления сигнала на выходе сбрасывающих импульсов, который запусхемы И 25, а при f > frэта схема запустит- скается в момент расхождения основных и ся после появления сигнала на выходе схе- вспомогательных прямоугольных импуль-. мы И 25. Появление сигнала на выходе 50 сов. При этом нетсигналов на входахсхемы схемы ИЛИ 36 приводит к переводу ВБ-триг- ИЛИ 28 блока сбрасывающих импульсов, а гера 37 в нулевое состояние, при котором значит есть сигналы на выходе генератора срабатывает вторая схема И 42 в случае, 29 сбрасывающих импульсов. В синхрониесли частота скольжения меньше требуе- заторе предусмотрена защита от ложных мой. Срабатывание второй схемы И 42 55 срабатываний переключателя канала в слуобеспечит включение тиристорного комму- чае, когда после включения синхронизатора татора15, подключающего генератор13 к зафиксировано начало расхождения имшинам 16 бесперебойного питания. Од- пульсов, т. е. имеет место совпадение вспоновременно подается команда и «а могательных импульсов большей частоты с включение электромагнита включения вы- основными импульсами меньшей частоты.

16 76002

10

20

30

50

Ложная команда об увеличении большей частоты подана не будет, так как выявители. знака скольжения не подготовили к включению четвертую 34 или пятую 35 схемы И.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность работы синхронизатора; так как на величину угловой ошибки не оказывают никакого влияния возможный разброс времени включения выключателя генератора; в связи с этим обеспечивается качество напряжения на шинах бесперебойного питания в. процессе синхронизации синхронных генераторов повышенной частоты.

Применение предлагаемого синхронизатора расширяет его функциональные возможности пп сравнению с известным за счет того, что в нем предусмотрена воэможность подгонки частот синхронизируемых напряжений. с Формула изобретения

Импульсный синхронизатор, содержащий входные блоки для подключения на напряжение сети и напряжения генератора в составе последовательно включенных -основных и вспомогательных формирователей прямоугольных импульсов постоянной длительности, переключатель каналов в составе двух выявителей знака скольжения, каждый из которых состоит из схемы И и

RS-триггера, причем входы схемы И выявителя знака скольжения сети подключены к выходам формирователей вспомогательных импульсов сети и основных импульсов генератора, а входы схемы И выявителя знака скольжения генератора подключены к выходам формирователей вспомогательных импульсов генератора и основных импульсов сети, блок сбрасывэющих импульсов, состоящий из последовательно включенных схемы ИЛИ и генераторов сбрасывающих импульсов причем входы схемы ИЛ11 подключены к выходам схем И выявителей знака скольжения и блок включения, состоящий из схемы ИЛИ, схемы И, RS-триггера, счетчика и дешифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области:использования синхронизатора, в состав синхронизатора введены: в переключатель каналов — первая, вторая, третья, четвертая и пятая схемы И, схема

HE и триггер со счетным вводом, в каждый из выявителей знака скольжения — электронный ключ, в блок включения — генератор импульсов и вторая схема И, причем выходы схем И выявителей знака скольжения подключены через .электронный ключ к S-входу RS-триггера выявителя знака скольжения своего канала. к входам схемы ИЛИ блока включения, выход схемы И выявителя знака скольжения сети подключен к входу пятой схемы И переключателя каналов, а выход схемы И выявителя знака скольжения генератора подключен к входу четвертой схемы

И переключателя каналов, R-входы RS-триггеров выявителей знака скольжения через генератор сбрасывающих импульсов подключены к выходу схемы ИЛИ блока сбрасывающих импульсов, трет,:й вход которой через первую схему И переключателя каналов подключен к выход . Мрмировэтелей основных импульсов, един",нный выход RSтриггера выявителя знака скольжения сети подключен к одному из входов второй и четвертой схем И переключателя каналов, а единичный выход RS-триггера выявителя знака скольжения генератора подключен к одному из входов третьей и пятой схем И переключателя каналов, вторые входы второй и третьей схем. И переключателя каналов подключены к выходу триггера со счетным входом, выход второй схемы И переключателя каналов подключен к запирающему входу электронного ключа выявителя знака скольжения генератора, э выход третьей схемы И переключателя каналов подключен к запирающему входу электронного ключа выявителя знака скольжения сети, S-вход RS-триггера блока включения подключен к выходу первой схемы И переключателя каналов, а R-вход этого триггера подключен к выходу схемы ИЛИ блока включения, единичный выход RS-триггера блока включения подключен к одному из входов первой схемы И этого блока и входу счетного триггера переключателя каналов, нулевой выход RS-триггера блока включения подключен к одному из входов второй схемы

И этого блока, второй вход первой схемы И блока включения подключен к выходу генератора импульсов этого блока, а выход этой схемы И подключен к записывающему входу счетчика, установочный в "0" вход которого, равно как и установочные в "0" входы первого RS-триггера блока включения и счетного триггера переключателя каналов, подключены к выходу генератора сбрэсывающих импульсов, выход счетчика через дешифратор подключен к входу схемы НЕ переключателя каналов и второму входу второй схемы И блока включения, выход этой схемы И через размыкэющие контакты выключателя генератора подключен к ээжимам для подключения к средствам для включения генератора, выход схемы НЕ подключен к третьим входам четвертой и пятой схем И переключателя каналов, выход четвертой схемы И переключателя каналов подключен к зажимам для подключения к

1676002

Составитель К.Фотина

Техред M.Moðãåíòàë Корректор M.Øàðîøè

Редактор G.Хрипта

Заказ 3009 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 средствам для уменьшения частоты генератора, вклочаемого на параллельную работу и к зажимам для подключения к средствам для увеличения частоты сети, выход, пятой схемы И переключателя каналов подклк)чен к зажимам для подключения к средствам для увеличения частоты генератора, включаемого на параллельную работу и к зажимам для подключения к средствам для

5 уменьшения частоты сети.