Устройство для уравнивания частот синхронных генераторов

Устройство для уравнивания частот синхронных генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 788271 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.02.79 (21) 2722859/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51),ч Кл з

Н 02 1 3/40

Государственный комитет (53) У Д К 621.316..729 (088.8) Опубликовано 15.12.80. Бюллетень Л 46

Дата опубликования описания 25.12.80 па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. Б. Вандер и В. Н. Корнеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНИВАНИЯ ЧАСТОТ

СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к технике регулирования частоты синхронных генераторов и может быть использовано при синхронизации генераторов переменного тока, в частности судовых синхронных генераторов.

Известны устройства для уравнивания частот синхронных генераторов в процессе их синхронизации, в которых определение знака разности частот и формирование импульса на уравнивание частот производится при определенной разности фаз один раз за период разностной частоты (1) и (2).

Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому устройство, содержащее формирователи импульсов с входами для подключения на напряжения генераторов, выходы которых включены на входы блока знака разности частот, генератор низкочастотных импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадения, схемы сравнения по минимальному и максимальному уровням разности частот и усилители уменьшения и увеличения частоты на выходе, цифровой решающий блок. Устройство реализует алгоритмы регулирования генераторов с помо2 щью цифоовых решающих блоков по заданной программе (3).

Однако его схема сложна и поэтому недостаточно надежна для автономных судовых электроэнергетических установок.

Цель изобретения — упрощение схемы и повышение ее надежности.

Эта цель достигается тем, что устройство для уравнивания частот синхронных генераторов, содержащее формирователи импульсов с входами для подключения на

10 напряжения синхронных генераторов, выходы которых включены на входы блока знака разности частот, генератор низкочастотных импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадения, схемы сравнения по минимальному и

15 максимальному уровням разности частот и усилители уменьшения и увеличения частоты на выходе, снабжено второй и третьей схемами совпадения, логической схемой ИЛИ и цепью выявления непрерывного значения щ величины разности частот, состоящей из интегрирующего усилителя, вход которого подключен к импульсному выходу блока знака разности частот, дифференцирующего усилителя, вход которого подключен к выходу

788271 интегрирующего усилителя, инвертора, подключенного к выходу дифференцирующего усилителя, суммирующего усилителя, входы которого подключены к выходам инвертора и дифференцирующего усилителя, и фильтрующего элемента на выходе суммирующего усилителя, причем выход фильтра подключен ко входам схем сравнения по минимальному и максимальному уровню разности частот, выход схемы сравнения по минимальному уровню разности частот подключен ко второму входу первой схемы сов- to падения; парафазные выходы блока разности частот соединены с первыми входами второй и третьей схем совпадения, ко вторым входам которых подключен выход схемы сравнения по максимальному уровню разности частот; выход второй схемы совпадения подключен к первому входу схемы

ИЛИ, ко второму входу которой подключен выход первой схемы совпадения, выход схемы ИЛИ соединен со входом усилителя увеличения частоты, а к входу усилителя умень- 2р шения частоты подключен выход третьей схемы совпадения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство состоит из блоков 1 и 2 формирования, ко входам которых подключены напряжения синхронизируемых генераторов, а выходы этих блоков соединены с соответствующими входами блока 3 знака разности частот, импульсный выход которого подключен к входу интегрирующего усилителя 4, подключенного выходом к входу дифференцирующего усилителя 5, а выход дифференцирующего усилителя подключен одновременно к входу инвертора 6 и к первому входу суммирующего усилителя 7. Выход суммирующего усилителя 7 через фильтрующий элемент 8 соединен с входами схем 9 и 10 сравнения по максимальному и минимальному уровням разности частот. Выход схемы 9 сравнения подключен к первым входам схем 11 и 12 совпадения, ко вторым входам которых подключены парафазные выходы блока 3 знака разности частот. Выход схемы 11 совпадения подключен к первому входу схемы 13 ИЛИ, ко второму входу которой подключен выход схемы 14 совпадения, на входы которой подключены генератор 15 низкочастотных импульсов и схема 10 сравнения по минимальному уровню разности частот. Выход схемы 13 ИЛИ подключен ко входу усилителя 16 канала увеличения частоты, а выход схемы 12 совпадения подключен ко входу усилителя 17 канала уменьшения частоты.

Устройство работает следующим образом

Напряжения синхронизируемых генераторов U < и U > преобразуются с помощью формирователей 1 и 2 в серии прямоугольных импульсов, следующих с частотой входных напряжений. Эти импульсы поступают

ЗО з

4Р

4$

56

$3 на вход блока 3 знака разности частот, который преобразует их в последовательность импульсов переменной длительности, пропорциональной разности фаз входных напряжений. Блок 3 знака разности частот имеет также два потенциальных парафазных канала, чередование наличия и отсутствия напряжения на которых соответствует изменению знака разности частот синхронизируемых генераторов. Сигналы знака разности частот поступают на входы схем

11 и 12 совпадения, которые являются входными элементами каналов увеличения и уменьшения частоты регулируемого генератора.

Для формирования знака регулирования частоты служит схема, содержащая интегрирующий усилитель 4, дифференцирующий усилитель 5, инвертор 6, суммирующий усилитель 7, фильтрующий элемент 8, две схемы 9 и 10 сравнения, схему 14 совпадения и генератор 15 импульсов, которая работает следующим образом.

На вход интегратора 4 от блока знака разности частот поступает последовательность импульсов, длительность которых пропорциональна мгновенному значению разности фаз входных напряжений. Интегрирующий усилитель 4 преобразует эту последовательность в напряжение пилообразной формы V+ изменение амплитуды которого соответствует текущему значению разности фаз, а период соответствует периоду разности частот. Это напряжение поступает на вход дифференцирующего усилителя 5, который вырабатывает сигнал U q, пропорциональный по амплитуде значению разности частот. Напряжение поступает непосредственно на первый вход суммирующего усилителя 7 и через инвертор 6 на второй вход этого же усилителя. Суммарный сигнал U q через фильтр 8 поступает одновременно на входы схемы 9 и 10 сравнения, которые настроены таким образом, что срабатывание схемы 9 происходит при максимальном допустимом для синхронизации значении разности частот, а срабатывание схемы 10 происходит при минимальном допустимом значении этой разности. Если значение разности частот выше максимальной допустимой, то схема 9 сработает и выдает разрешающий сигнал на схемы 11 и 12 совпадения, при этом на выходе одной из них появится непрерывный сигнал на увеличение или уменьшение частоты регулируемого генератора, что зависит от состояния выходных каналов блока 3 знака разности частот. Этому случаю соответствует участок временной диаграммы U > q. Если значение разности частот ниже минимальной допустимой, то срабатывает схема 10 сравнения и выдает разрешающий сигнал на схему 13 совпадения, на второй вход которой поступают импульсы низкой частоты от генератора 14, которые передаются через элемент 15 и вы788271

5 ходной усилитель 16 в канал увеличения частоты регулируемого генератора.

В результате указанного воздействия происходит увеличение разности частот синхронизируемых генераторов до значения, допустимого для включения их на параллельную работу, причем частота подключаемого генератора оказывается выше частоты работающего, что обеспечивает быстрое втягивание в синхронизм и автоматическое распределение нагрузок.

Установка схемы 9 сравнения по мак- о симальному уровню разности частот выбирается из условия устойчивости процесса синхронизации, а уставка схемы 10 сравнения по минимальному уровню разности частот — из условия повышения быстро15 действия уравнивания частот.

Таким образом, устройство позволяет существенно повысить скорость уравнивания частот путем выбора оптимального закона регулирования, при этом схема устройства значительно проще известного, и 2о надежность ее выше.

Формула изобретения

Устройство для уравнивания частот сини хронных генераторов, содержащее формирователи импульсов с входами для подключения на напряжения синхронных генераторов, выходы которых включены на входы блока знака разности частот, генератор низ- зр кочастотных импульсов, выход которого подключен к первому входу первой схемы совпадения, схемы сравнения по минимальному и максимальному уровням разности частот и усилители уменьшения и увеличения частоты на выходе, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения

его надежности, устройство снабжено второй и третьей схемами совпадения, логической схемой ИЛИ и цепью выявления непрерывного значения величины разности частот, состоящей из интегрирующего усилителя, вход которого подключен к импульсному выходу блока знака разности частот, дифференцирующего усилителя, вход которого подключен к выходу интегрирующего усилителя, инвертора, подключенного к выходу дифференцирующего усилителя, суммирующего усилителя, входы которого подключены к выходам инвертора и дифференцирующего усилителя, и фильтрующего элемента на выходе суммирующего усилителя, причем выход фильтра подключен ко входам схем сравнения по минимальному и максимальному уровню разности частот, выход схемы сравнения по минимальному уровню разности частот подключен ко второму входу первой схемы совпадения; парафазные выходы блока разности частот соединены с первыми входами второй и третьей схем совпадения, ко вторым входам которых подключен выход схемы сравнения по максимальному уровню разности частот; выход второй схемы совпадения подключен к первому входу схемы ИЛИ, ко второму входу которой подключен выход первой схемы совпадения, выход схемы ИЛИ соединен со входом усилителя увеличения частоты, а к входу усилителя уменьшения частоты подключен выход третьей схемы совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 146838, кл. Н 02 J 3/42, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 394890, кл. Н 02 J 3/42, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР № 519821, кл. Н 02 J 3/40, 1974.

788271

А 1

Ьг

16 фиг. Р

Составитель К. Фотина

Редактор Ф.Муха Техред А. Бойкас Корректор Ю.Макаренко

Заказ 8369/64 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4