Устройство для измерения угла устойчивости синхронной машины

 

О П И C. А "Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ к.овз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. G 01г 25 04

Заявлено ЗО.IY.1971 (№ 1654586, 18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 27.1Х.1973. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 18.11.1974

Гасударственный комитет

Совета Министров гССр оо делам изаоретений

II открытий

> ДК 621.317(088.8) Авторы изобретения

Э. П. Страшинин и И. А. Шваб

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА УСТОЙЧИВОСТИ

СИНХРОННОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к устройствам для измерения фазового сдвига двух синусоидальных напряжений, которые используются для измерения и регистрации угла устойчивости синхронной машины при изменении частоты питающего напряжения в статических и динамических режимах.

Известно устройство для измерения фазового сдвига между напряжением сети и напряжением, снимаемым с датчика углового положения вала, содержащее датчик, фаза э.д.с. которого зависит от углового положения вала, регистраторы перехода синусоидального напряжения через нуль, дифференцирующие цепи, ждущие мультивибраторы, управляемый генератор пилообразного напряжения и тахогенератор, подключенный через выпрямительный мост к конденсатору памяти и дающий возможность изменять амплитуду напряжения на конденсаторе пропорционально углу в течение времени заряда один раз за период изменяющейся частоты, т. е. осуществить амплитудную модуляцию выходных импульсов.

Однако известное устройство для измерения угла устойчивости синхронной машины при изменении частоты питающего напряжения (частотно-управляемые синхронные машины) сложно и ненадежно, поскольку вал тахогенератора должен быть соединен с валом испытуемой машины, и имеет низкую точность измерения — не более 5 .

Кроме того, соединение вала тахогенератора с валом испытуемой машины требует дополнительных приспособлений и не всегда возможно, так как синхронная машина не всегда имеет свободный конец вала.

Цель изобретения — упростить устройство, повысить его надежность и точность измере10 ния в широком диапазоне частот.

На фиг. 1 схематически изображена блоксхема устройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема цепочки АРУ и вольтметра.

15 Блок-схема устройства состоит из двух каналов — опорного и сигнального и включает в себя следующие основные элементы: датчик 1 (электромагнитный, оптический и т. п.). фаза выходного напряжения которого харак20 теризует угловое положение ротора синхронной машины, пороговые элементы 2 и 3 на основе триггера Шмитта с диодпой связью, дифференцирующие цепи 4 н 5, ждущие мультивибраторы 6 и 7, управляемый генератор 8 пи25 лообразного напряжения высокой линейности, синхронизированный импульсами опорного канала (фантастронные генераторы н интеграторы Миллера), электронный ключ 9, включающий на время действия импульса, ха30 рактеризующего положение оси ротора син398888

60 хронной машины, блок памяти 10 под линейно изменяющееся опорное напряжение, фильтр

11 нижних частот, выделяющий среднее значение линейно изменяющегося напряжения, цепочка 12 автоматической регулировки усиления (ЛРУ) .

Цепочка 12 включена между базой регулируемого транзистора 13 вольтметра и его эммитером и состоит из последовательно соединенных резистора 14, диода 15 и дозирующего конденсатора 16. Точка соединения конденсатора 16 и диода 15 подключена через резистор 18 — к делителю источника постоянного напряжения 19, а через диод 20 — к генеpaiopy лице i>io убывающего напряжения.

Конденсатор 16 заряжается от генератора линейно убыв-;;on

Устройство работает следующим образом.

13 моменты прохождения опорного напряжения U через нуль в положительном направлении на выходе порогового элемента 2 появляются прямоугольные импульсы напряжения, которые после дифференцирования цепью 4 подаются на ждущий мультивибратор 6, генерирующий отрицательные импульсы малой длительности с большой крутизной переднего фронта, положение которых соответствует началу периода опорного сигнала. Эти импульсы управляют генератором 8, создающим линейно убывающий сигнал, начало и конец которого совпадают с началом и окончанием периодов опорного напряжения.

Измеряемый сигнал U„„характеризующий положение оси ротора синхронной машины, после преобразования пороговым элементом

3 в прямоугольные импульсы и дифференцирования цепью 5 подается на мультивибратор

7, генерирующий в начале периода измеряемого сигнала нормированные по длительности импульсы, которыми открывается быстродействующий электронный ключ 9, включающий на время действия импульса блок памяти 10 под линейно изменя|ощееся опорное напряжение. Постоянная времени заряда блока памяти выбирается такой, чтобы за время действия импульса, соответствующего началу периода измеряемого сигнала U„„, он успел зарядиться до мгновенного значения линейно изменяющегося опорного напряжения. Это напряжение удерживается на нем до начала следующего периода измеряемого сигнала U» когда быстродействующий ключ вновь откроется и заряд емкости изменится в соответствии со значением фазы в этот период сигнала.

Напряжение на блоке памяти при помощи вольтметра сравнивается со средним значением линейно изменяющегося напряжения, выделяемым фильтром 11 нижних частот.

Показание вольтметра прямо пропорционально углу сдвига фаз и не зависит от изменения частоты опорного сигнала, так как при увеличении или уменьшении периода пилообразного напряжения увеличивается или уменьшается отрицательное напряжение на дозирующем конденсаторе. Это напряжение будучи подано на базу регулируемого транзистора 13, изменяет ее потенциал, что в конечном итоге приводит к соответствующему изменению токов эмиттеров транзисторов 21 и 22 и тем самым — к изменению коэффициента усиления дифференциального вольтметра.

Использование данного устройства для измерения угла устойчивости синхронной машины при частотном пуске исключает необходимость применения тахогенератора, что позволяет упростить и повысить надежность устройства.

Предмет изобретения

Устройство для измерения угла устойчивости синхронной машины, содержащее пороговые элементы, ко входу одного из которых подключен датчик, а выходы пороговых элементов через дифференцирующую цепочку соединены со входами мультивибраторов, выход одного из которых подключен к генератору напряжения. оглияаю иееся тем. что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в него введены фильтр нижних частот, ключ, блок памяти, вольтметр и блок автоматической регулировки усиления, выполненный ца диодах, конденсаторе и резисторах и делителе на резисторе, подкл|оченным через два резистора к конденсатору и анодам диодов, катод одного из которых соединен с генератором напряжения, а катод другого через третий резистор — к общей точке двух резисторов и к одному из входов вольтметра, другой вход которого соединен через фильтр нижних частот с генератором напряжения, подключенным к одному из входов ключа, другой вход которого соединен с выходом второго мультивибратора, а выход — со входом блока памяти, выход которого подключен к третьему входу вольтметра.

398888 к жнч

Составитель Н. Ваганова

Текрсд Т. Миронова

Редактор Э, Шибаева

Корректор А. Дзесова

Типография, пр, Сапунова, 2

Заказ 259/8 Изд. ¹ 2035 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5