Устройство для контроля чередования фаз @ -фазной сети

Устройство для контроля чередования фаз @ -фазной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ m -ФАЗНОЙ СЕТИ по авт.св. № 1029301, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы путем уменьшения времени восстановления, оно дополнительно снабжено счетчиком циклов , формирователем переднего фронта и элементом НЕТ, первый прямой вход которого подключен к четвёртому управляющему выходу блока управления, второй прямой вход - к первому выходу тактового блока, инверсный вход - к второму управляющему выходу устройства, а выход соединен с вторым управляющим входом блока управления, при этом вход счетчика циклов подключен к последнему выходу тактового блока, а выход - к входу формирователя , выход которого соединен с третьим управляющим входом блока управления . 2. Устройство по n.t, отличающееся тем, что, в блоке управления дополнительный вход установки в 1 элемента памяти является вторым управляющим входом блока управления, вход установки в О W элемента памяти - третьим управляющим входом, а выход первого элемента ИЛИ с четвертым управляющим выходом

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИН

Q9) 01) у() Н 02 Н 3/24, 7/097

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОВСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ 4э1 . с

Я (61) 1029301 (21) 3566274/24-07 (22) 21.03.83 (46) 15.08.84, Бюл. М 30 (72) В.А.Мясоедов (53) 621.316 ° 925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 1029301, кл. Н 02 H 3/24, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ TA -ГЛАЗНОЙ СЕТИ по авт.св. It 11002299330011, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем умень1 шения времени восстановления, оно дополнительно снабжено счетчиком циклов, формирователем переднего фронта и элементом НЕТ, первый прямой вход которого подключен к четвертому управляющему выходу блока управления, второй прямой вход - к первому выходу тактового блока, инверсный вход . — к второму управляющему выходу устройства, а выход соединен с вторым управляющим входом блока управления, при этом вход счетчика циклов подключен к последнему выходу тактового блока, а выход — к входу формирова" теля, выход которого соединен с третьим управляющим входом блока управления.

2. Устройство по п. 1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что, в блоке управления дополнительный вход установки н "1" элемента памяти является вторым управляющим входом блока I управления, вход установки в "0" элемента памяти — третьим управляющим входом, а выход первого элемента ИЛИ . четвертым управляющим выходомс

f т 1085

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для кантроля ассиметрии фаэ с целью последующего использования контрольной информации в цепях регулирования реактивной мощности нагрузок, а также

5 для защиты потребителей от неправильного чередования и обрыва фаз.

По основному авт.св. И- т029301 известно устройство, которое содержит формирователи палумеандров, входы которых подключены к контролируемым. фазам, блок логического контроля, функционально связанный с формирователями палумеандров и состоящей из и субблоков (где и — число, кратное шести), каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента И и элемента памяти и элемента неравнозначности,на первый вход которо го подается О, второй вход подключен к тт тт

Выходу "О" элемента памяти и связан с информационным выходом субблока, а выход — к управляющему входу субблока, комбинационные входы которого соединены с входами элемента И, тактовый вход связан с входом синхронизации элемента памяти, вход установки в исходное состояние - с входом установки в "1" элемента памяти. Кроме того, устройство снабжено дешифратором, тактовым.блоком и блоком управ ления, при этом входы дешифратора и информационные входы блока управле" ния подключены к выходам формирователей палумеандров, выходы дешифрато- З5 ра, сгруппированные по три, подключены соответственно к комбннационным.входам субблаков логического контроля, управляющие выходы которых пад" соединены к входам обратной связи 4О блока управления, а информацион"" ные выходы связаны с информационными выходами устройства, входы установки

В исходное состояние обьединены с входом сброса тактового блока и подклю- 45 чены к выходу установки в исходное состояние блока управления, выходы установки в начальное состояние которого соответственно соединены с входами начала отсчета. тактового блока, выходы последнего подключены к тактовым входам субблоков, первый управляю. щий выход блока управления подключен к первому управляющему выходу устрой" стват второй управляющий выход — к 55 входу запуска тактового блока, третий управляющий выход — к второму управляющему выходу устройства, а уп2 ход — к управляющему

= — =3,3(3) О, С, ()

Т -3

Kb 6 где Т вЂ” период следования сигналов полумеандров одной из фаз, При этом Ф вЂ” иррациональное число.

Чтобы просканировать каждую из шести комбинаций в течение периода Т необходимо, чтобы период следования тактовых импульсов генератора бып не более величины, кратной длительности комбинации: т один раз ь (т, Î1 г т

02-Т т (pc/

3 п= 12, два раза— п= 18 (2) три раза—

1 ом- М

М раз т.е. период следования тактовых импульсов как величина, кратная длительности комбинации также является иррациональным числом. Однако фактический период следования есть число радиональное с заранее выбранной точностью числа Т до определенного знака .после запятой. Поэтому за один цикл сканирования (длительность цик. ла = T) накапливается погрешность

Т"- ) -A ty (3)

Тогда количество циклов, в течение которых будет просканиравана каждая комбинация M раз, Т Т

К„„= —, т= —, 2n Яп(Т-пь (Ф/

Расчетные данные по количеству циклов для различных и согласно фар47 равляющий в входу устройства.

Однако известное устройство имеет. низкую надежность работы, обусловленную большим временем восстановления Т, которое возникает из-за невозможности настройки генератора на период следования тактовых импульсов, кратный длительности каждой комбинации сигналов полумеандров.

Количественную оценку времени восстановления в известном устройстве на примере трехфазной сети промышленной частоты (Х = 50 Гц ) находят следующим образом.

Длительность каждой комбинации сигналов полумеандров

1108547 мулам (2-4), когда длительность каждой комбинации сигналов полумеандров = 3,3 мс приведены в таблице.

T h1c мс расч

3,3 81

1,65 46

12

18

Таким обРазом К (К ч<К+1(где

К - ближайщее целое чйсло, меньшее Kpacu)

В каждом К+1 "ом цикле в результате накопления погрешности за К„ц „ циклов одна из комбинаций сигналов полумеандров будет просканйрована

И+ 1 раз. Из-за несоответствия возникшей комбинации ее заданному значению происходит останов устройства.

Допустим, что останов устройства из-за накопления погрешности являет" ся отказом, а время от момента останова устройства до момента его включения — временем восстановления Т так как в течение останова комбинации сигналов полумеандров не контролируются.

Для нахождения Т графически определяют моменты останова и включения известного устройства. Рассмотрим (К+1)-й цикл его работы для различных и (6, 12, 18). На фиг.За представлена временная диаграмма для п=б; на фиг.Зб — для п=12; на фиг.Зв - для п=18.

Римскими цифрами обозначены (1,11,...,У1) комбинации сигналов полумеандров, разделенные штрихом,. длин ными вертикальными линиями показаны сигналы передних фронтов полумеандров, а короткими вертикальными линиями — такты (моменты сканирования комбинаций).

Останов устройства происходит при

1 п=б через 8 — цикла, при п=12 че3

/ 1 5 рез 4- цикла, прн п=18 через 26 6 цикла.

Так как включение устройства производится следующим сигналом переднего фронта полумеандра, то можно оценить время восстановления Т для различных и, т.е. при п=б (фиг.3e)

Т„ = Т/3, при п=12 (фиг.38) T=T/6, при п=18 (фиг.38) Т =Т/б, Таким образом известное устройство имеет значительное время восста1 новления и, как следствие соответствующий неконтролируемый диапазон

10 входной информации.

Цель изобретения — повышение надежности работы путем уменьшения времени восстановления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля чере15 дования фаз w — фазной сети дополнительно снабжено счетчиком циклов, формирователем переднего фронта и элементом АКТ, первый прямой вход которого подключен к четвертому управляю20 щему выходу блока управления, второй прямой вход — к первому выходу тактового блока, инверсный вход — к второму управляющему выходу устройст25 ва, а выход соединен с вторым управляющим входом блока управления, при этом вход счетчика циклов подключен к последнему выходу тактового блока, а выход — к входу формирователя, выход которого соединен с третьим управляющим входом блока управления.

Кроме того, в блоке управления

30 дополнительный вход установки "1" элемента памяти является вторым уп35 равляющим входом блока управления, вход установки в "U элемента памяти — третьим управляющим входом, а вы. ход первого элемента ИЛИ вЂ” четвертым управляющим выходом.

40 На фиг.1 представлена структурная схема устройства для контроля чередования фаэ трехфазной сети (для п=б); на фиг.2 а - К- временные диаграммы работы предлагаемого устройства.

4S Устройство содержит (фиг.1) формирователи 1. 1, 1.2 и 1.3 полумеандров, входы которых подключены к контролируемым фазам, а, 6, с, дешифратор 2, блок логического контроля, 5р состоящий из субблоков 3.1 — 3.6, блок 4 управления и тактовый блок 5.

Выходы А, В и С формирователей

1.1, 1.2 и 1.3 подключены соответственно к входам дешифратора 2 и ин55 формационным входам блока 4 управления.

Дешифратор 2 содержит элементы

ЦЕ 6-8, входы которых подключены к входам А, В и С. Выходы дешифратора 2 собраны в шесть групп (1, 11, 111, S 11085

1У, У, Ó1) по три выхода (согласно количестВу фаз) в каждой и образуют следующие комбинации сигналов полумеандров: Ы, В, С, П-А, В, С, Ш-А, В,С, 1Ó-А, В,С,У-А,B,С, У1-A,Â,Ñ.

При этом первый вход А подключен к первым выходам первой, второй и третьей групп непосредственно, а к первым выходам четвертой, пятой и шестой групп через первый элемент 10

НЕ6,. второй вход В подсоединен к вторым выходам первой, второй и шестой групп через второй элемент НЕ?, а к вторым выходам третьей, четвертой и пятой групп непосредственно, а третий вход С подключен к третьим. выходам первой, пятой и шестой групп . непосредственно, а к третьим выходам второй, третьей. и четвертой групп через третий элемент HE8. (Каждый субблок З.N (где N=1,...,6) содержит: элемент И 9, входы которого подключены к комбинационным входам субблока, элемент .10 ° N памяти и элемент 11.И неравнозначности, выход которого соединен с- управляющим выходом 12 N субблока. Выход элемента

И9.N подключен к информационному входу элемента 10.N памяти, вход синхронизации которого соединен с тактовым входом 13.И субблока. На первый вход элемента 11.N неравнозначности подан логический "0", а второй вход подключен к нулевому выходу элемента 1.0.N памяти. Кроме того,,нулевой вьход последнего связан с ин- .

35 формационным выходом 14.N субблока, а вход установки в "1" - e входом 15 установки в исходное состояние.

40 Блок 4 управления содержит первый 16, второй 17 и третий 18 формирователи сигналов переднего фронта, входы которых подключены соответствен но к информационным входам А,В и С блока элементы И 19-21 установки

Э

45 выходы которых соединены с выходами 22, 23 и 24 установки в начальное состояние, последовательно соединенные первый элемент ИЛИ 25, входы. которого связаны соответственно с первыми входами элементов И 19-21 и подключены к выходам формирователей 16-18, элемент И 26 управления элемент 27 памяти и элемент 28 задержки, последовательно соединенные второй элемент ИЛИ, 29 и четвертый формирователь 30 сигнала переднего фронта и пятый формирователь 31 сигнала переднего фронта. Входы эле47 . б мента 29 ИЛИ подключены к входам 12.1-12.6 обратной связи блока 4.

Выход четвертого формирователя 30 сое. .динен с первым входом установки в "0" элемента 27 памяти, первый вход установки в "1" которого подключен к выходу элемента И 26 управления. Первый вход последнего связан с выходом первого элемента ИЛИ 25, второй вход — с входом пятого формирователя 31 и первым управляющим входом 32 блока 4, Нулевой выход элемента 2? памяти подключен к объединенным вторым входам элементов И 19-2 1 и первому управляющему выходу 33 блока 4, а единичный выход — через элемент 28 задержки к второму управляющему выходу 34 блока 4. Выход пятого формирователя 31 соединен с выходом установки в исходное состояние. Выход второго элемента ИЛИ 29 подключен к третьему управляющему выходу 35 блока 4.

Выход пятого формирователя 31 является выходом установки в исходное состояние, а выход элемента ИЛИ 25 четвертым управляющим выходом блока 4

Второй. вход установки в "0" элемента 27 памяти является вторым управляю щим входом блока 4, а второй вход установки в "1" — третьим управляющим Входоме

Тактовый блок 5 содержит генератор Зб тактов и кольцевой счетчик 37.

Вход генератора 36 подключен к входу запуска блока 5, а выход — к входу сдвига счетчика 37. Входы сброса последнего соединены с входом сброса блока 5, входы нечетных разрядов— с входами начала отсчета, а выходыс выходами тактового блока 5.

Вход запуска блока 5 подключен к цторому управляющему выходу 34 блока 4 управления. Вход сброса связан с входами 15 установки в исходное состояние сублоков 3. 1-3.6 и подсоединен к выходу установки в исходное состояние блока 4 управления. Выходы тактового блока 5 соединены соответственно с тактовыми входами 13.1-13.6 субблоков 3. 1-3,6 логического контроля. Комбинационные входы последних подключены к выходам дешифратора 2: субблока 3. 1 - к выходам 1 (ABC), 3.2 - к выходам 11 (АВС), 3,3 — к выходам 111 (АВС), 3.4 — к выходам 1У (АВС), 3.5. " к выходам У (АВС), 3,6 — к выходам У1 (АВС).

7 1108

Кроме того, устройство до: олнитель но содержит элемент НЕТ 38 и последовательно соединенные счетчик 39 циклов и формирователь 40 переднего фронта. При этом первый прямой вход элемента НЕ 38 подключен к четвертому управляющему выходу 41 блока 4 управления, второй прямой вход соединен с первым выходом 13.1 тактового блока 5

1 инверсный вход — с третьим управляю10 щим выходом 35 блока 4 (вторым управляющим выходом устройства)„ а выход связан с его вторым управляющим входом 42. Выход формирователя 40 переднего фронта соединен с третьим уп15 равляющим входом 43 блока 4 управления, а вход — с выходом к-ro разряда счетчика 39 циклов, счетный вход которого подключен к последнему выходу 13.6 тактового блока 5.

Элемент НЕТ 38, счетчик 39 цик20 лов и формирователь 40 фронта совмесч но с блоком 4 управления выполняют функцию синхронизации генератора 36 тактового блока 5.

Первый управляющий вход 32 блока 71 подсоединен к управляющему входу устройства, первый управляющий выход 33 блока 4 — к первому управляющему выходу устройства, третий управляющий выход 35 блока 4 — к второму

30 управляющему выходу устроиства.

Счетчик 3 циклов содержит К разрядов, где К вЂ” целое число (К < К,„см. таблицу). Элемент HET выполняет функцию запрета У = Х„Х Х расч, —,3

1 2 3

Устройство для контроля чередова-ния фаз шестифазной сети реализуется наращиванием элементов в схеме соответственно количеству фаз, На фиг.2а-в даны изменения сигна-40 лов полумеандров Л,В,С, соответствующих фрезам, а,в,с, на фиг.2г — сигналы передних фронтов полумеандров

А,В,С; на фиг.2д — сигнал установки в исходное состояние субблоков 3, 45 блока 5 и счетчика 39 циклов на выходе 15 блока 4 управления; на фиг.2е — тактовая серия на выходе генератора 36 блока 5, на. фиг.2ж-з состояние 1-ro и 2-го разрядов коль- 0 цевого счетчика 37 блока 5; на фиг.2и — состояния единичного выхода элемента 27 памяти блока 4; на фиг.2к — состояния второго управляющего выхода 34 блока 4. 55

Принцип работы предлагаемого устройства аналогичен принципу работы известного устройства, основывается

547 8 на формировании сигналов полумеапдров фаз, сканировании пх и заданные моменты времени и сравнении результата с заданным значением и отличается лишь периодической синхронизацпей генератора 36 тактов тактового бцока,5.

Расчетным путем по приведенной методике определяют количество циклов I, по окончании которых требуется синхронизация. Hpè этом К округляют в меньшую сторону до целого числя.

Синхронизаций осуществляют следующим образом.

По окончании последного цикла K формируют. импульсный сигнал, с помощью которого отключают генератор 36 тактов. Включение его в работу произ водят„ используя сигнал переднего фронта полумеандра, который приходит первым после отключения. Тем самым компенсируют отставание следования тактов изменения комбинаций сигналов полумеандров.

Устройство работает следующим образом.

Приемник информации (не показан) посылает на первый управляющий вход

32 устройства сигнал включения (фиг 2д), который поступает в блок 4 управления на элемент 11.26 и формирователь 31 сигнала переднего фронта.

Последний формирует сигнал :тановки в исходное состояние, который обпуляет кольцевой счетчик 37 в тактовом блоке 5, элементы памяти 10.110,6 субблоков логического контроля

3.1-3.6 и счетчик 39 циклов. На один из информационных входов блока 4 управления от соответствующего формирователя полумеандров, например 1.1, приходит сигнал (фиг.2а), поступающий ца вход формирователя 16. Последний формирует сигцал переднего фронта на выходе (фиг.2г), который проходит через открытый элемент И 19 на выход 22 блока 4 и через элемент ИЛИ 25 и открытый элемент И 26 на вход установки в "1" элемента памяти. Так как первая цепь содержит только один элемент И 19, то на вход 22 кольцевого счетчика 37 так тового блока 5 сигнал. переднего фронта поступает с ойережением.

По этому сигналу в первый разряд (фиг.2ж) счетчика 37 записывается

"1". Затем устанавливается в "1" элемент 27 памяти (фиг.2и), а на управляющем выходе 33 появляется сиг.

1108547 нал "О", подтверждающий прием сигнала включения. Последний снимается йриемником с входа 32 (фиг.2д), а элементы И 19-21 закрываются. С единичного выхода элемента 27 памяти сигнал "1" через элемент 28 задержки проходит на вход 34 тактового блока 5 и запускает генератор 36 который начинает вырабатывать тактовую серию (фиг.2е). Первым тактом .

os сдвигает "I" записанную в первый разряд счетчика 37, во второй разряд (фиг.2ж,з). Рдновременно с образованием сигнала переднего фронта полумеандра А на информационных входах субблока 3,1 появляется комби" нация АВС (фиг.2а-в1) сигналов полумеандров. Сигналы по совладению ("1") ироходят через элемент И 9.1 на вход элемента 10. l памяти. Когда на вход

Синхронизации последнего с тактового входа 13. субблока 3. 1 приходит сигнал заднего фронта, образованный при сдвиге",1" из первого разряда (фиг.2ж) .s0 второй разряд (фиг.2з) счетчика 37, 25 то",l ", соответствующая комбинации

АВС, с выхода элемента И 9.1 запишется в элемент 10.1 памяти и на его нулевом выходе появится "0". Заданяое значение ("0"), присутствующее иа нервоМ входе элемента 11.1 неравйо зйачиости, и "О" на втором его входе

Сравниваются. Так как сигналы одинайбвы,тб состоянйе выхода.("0") элеЫеята 11.1 не изменяется. Следующим З5 тактом генератора 36 "1" сдвигается в третИЙ разряд и производится контроль соответствия комбинации ABC (4игьйа в 11) в субблаке 3.2 и так даМе. При сдвиге "1" из последнего 4О (X1-Го) разряда Кольцевого счетчика

37 в его первый разряд производится контроль соответствия комбинации

АЙС (фиг.2а-в, У1). При этом по заднему фронту .сигнала с выхода l3.6 так4 тового блока 5 в счетчик 39 циклов

Занисывается "1". Счетчик 39 циклов заполняется таким образом до К-го цикла включительно. По окончании за. йолнения. сйгнал с выхода счетчика 39 50 посылается на вход формирователя 40.

Формируется сигнал переднего фронта, который поступает через третий уйравляющий вход блока 4 на .второй вход установки в "О" элемента 27 ss йаияти и сбрасывает последний

:(фиг,2И). При этомечерез элемент 28 задержки на второй управляющий выход 34 блока 4 посылается "0" (фиг.2к) который поступает на вход запуска тактового блока 5 и останавливает генератор 36, прерывая формирование тактовых импульсов. Одновременно с другого выхода элемента 27 памяти на вторые входы элементов

И 19-21 и первый управляющий выход 33 устройства подается "1".

Затем в первый разряд кольцевого счетчика 37 заносится "1" (фиг.2ж) по цепи: вход а — формирователь 1.1 полумеандров — формирователь 16 фрон. та - элемент И 19 — первый разряд счетчика 37. (Если имеет место обрыв фазы на входе а, то "1" записывается в третий разряд счетчика 37, но уже с входа в через элемент И 20, если же произошел обрыв на входах а и в, то "1" записывается в пятый разряд счетчика 37 с входа с через элемент И 21. Запуск генератора производится по цепи . вход a " "формирователь 1.1 полумеандров (фиг.2а) формирователь 16 фронта (фиг.2г) элемент ИЛИ 25, четвертый управляющий выход 41 блока 4 - элемент НЕТ 38" второй управляющий вход 42 блока 4 второй вход установки в "1" элемента 27 памяти — единичный выход элемента 27 памяти (фиг.2и) — элемент

28 задержки (фиг.2к) — второй управляющий выход 34 блока 4 — вход 34 запуска тактового блока 3 - генератор 36 (фиг.2е).

Далее устройство работает аналогично.

Таким образом, в устройстве осуществляется синхронизация генератора 36 сигналами, поступающими от сети.

Если произошел останов устройства (на втором управляющем выходе 35— сигнал прерывания), то произвести его запуск возможно только по инициативе приемника, так как элемент НЕ 38 закрыт сигналом с выхода 35. В таком слу чае приемник запускает устройство подачей сигнала на управляющий вход 32 устройства и снимает его, получив подтверждение на первом управляющем выходе 33.

В предлагаемом устройстве время восстановления отсутствует вследствие того, что суммарная погрешность за К циклов (где К К „-ближайшее

11 целое число) не выходит за пределы комбинации, т.е.

1108547 работы в результате уменьшения времени восстановления. дТ < T/2

При этом по истечении К циклов производится синхронизация генератора с помощью сигналов передних фронтов полумеандров.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет повышенную надежность

Кроме того, устройство имеет возмо><ность контроля его работы приемным устройством по инициативе,.гго.следнего (если устройство работает„ то на его первом управляющем выходе 33 будет импульсная последовательность, последняя отсутствует в случае останова).

1108547

g qu n h. ил л

Фиа 3

ЗНИИПИ Заказ 5878 40 Тиоаа á14 . Поумсное

Н

Филиал QGH Батеит, r.Ужгород, ул,Проектная, 4