SU663021A1 - Датчик несимметрии - Google Patents

Description

Предлагаемый датчик несиммегрии трехфазных напр жений предназначен дл  использовани  в автоматических регул то рах напр жени  автономных статических или электромашинных преобразователей, широко примен емых в качестве источников питани  электрооборудовани  судов и самолетов. Известны датчики несимметрии, работающие по принципу сравнени  мощностей , токов или сдвига фаз fj. Из известных датчиков несимметрии наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  датчик несимметрии трехфазного напр жени  2. Известный датчик несимметрии содержит три автономно действующих измерительных органа линейных напр жений-пре образовател , каждый из которых состоит из понижающего однофазного трансформатора , к вторичной обмотке которого подключен однопо упериодны и выпр митель, емкостный фильтр и нелинейный измерительный мост, собранный на резисторах и кремниевых опорных диодах-стабилитронах . Выходные цепи этих измерительных органов нагружены на соответствующие входные цепи трех подгрузочных устройств реактивного типа, выравнивающих тганейные напр жени  симметрируемого преобразовател . Общий регул тор напр жений преобразовател  св зан своей входной цепью с выходом диодной разделительной схемы ИЛИ, подключаемой так же к выходам трех измерительных органов датчика несимметрии. В статическом установившемс  режиме работы измерительные органы датчика несимметрии производ т оценку величин линейных напр жений преобразовател , при этом выходной сигнал одного из измерительных органов, соответствующий минимальному линейному напр жению, поступает тербз разделительную схему ИЛИ на общего регул тора напр жени , довод щего напр жение в этой контролируемой фазе до заданного уровн  3 стабилизации. Две другие фазы иреобраэовагел  с избыточными величинами лиi- - - -Vfc S ..V:- -b---i -: ----.-..---,нейных напр жений, нагружаемь1е токами поагрузочных усгройсгв, управл емых вы ходньши сигналами датчика несимметрии, так же симметрируютс  относительно заданного уровн  линейных напр жений, но с большей величиной статических ошибок, чем напр жение контрольной фазы, стабилизируемой обшим регул тором. Недостатками известного датчика не .симметрии  вл ютс  ограниченна  точность симметрировани  по услови м устойчивости, иэ-за инерционности измерительных органов датчика несимметрии и отсутстви  каких-либо корректирующих цепей, трудность настройки датчика-несимметрйи на заданный уровень стабилизации выходных линейных напр жений преобразовател , а тем более его перестройки в обычно задаваемых пределах +2% что объ сн етс  автономностью работы трех независимо действующих измерительных органов датчика несимметрии, не имеющих общего устройства регулировки уровн  выходных сигналов. Цель изобретени  - улучщение статических и динамических характеристик дат чика несимметрий выходных линейных напр жений трехфазного преобразовател , обеспечивающего так же расширение функ циональных возможностей и упрощение настройки регул тора симметрии. Поставленна  цель достигаетс  тем чго датчик несимметрии трехфазного статического или электромашинного преобразовател  с регул тором выходных линейных напр жений и подгрузочными устройствами , содержащий измерительные транс форматоры напр жени  фаз преобразовател  и промежуточные усилители сигналов ошибок симметрировани , воздейстByiciiimef на подгрузочные устройствй, дополнительно снабжен трем  вентильными мостами, шестью резисторами, трем  потенциометрами и трем  цепочками коррекции ,, выполненными из последовательн соединенных резистора и конденсатора, вывопь одной диагонали каждого вентиль --- --agiir &if i ii-fiia ii j- iS.a saias st . ..-,-.,-.,-.. ... ного KiocTa подсоединены ко вторичным обмоткам соответствующего измерительного трансформатора, к выводам второй диагонали каждого моста подсоединены резисторы, причем каждые два резистора , присоединенные к разнопол рным выводам соседних венгильнь х мостов соеди нены между собой посредством потенцио метра, Еыводы движков потенциометров. пЫйсоединены ко входам усилителей сип14 налов ошибок симметрирО ани , 1 торич1П 1ё обмотки {эмеригель 1ых гf)al cфopмaтopo(. выполнены с выводом срепних точек, укада (П1ые выводы соепиненг., между собой и попсоепинены iv выпопу резистора не- ггочки коррекции и к земле. Кроме того, с целью измерени  несимметрии действующих значений линейных напр жений, последовательно с резисторами , подключеиньтми к, вентильным мое- , там, включены вновь введенные диоды, а указанные резисторы выполнены нелинейными . На чертеже приведена функциональна  блок-схема симметрируемого преобразовател  с принципиальной схемой предлагаемого датчика несимметрии.. Трехфазный статический или электромаш нный преобразователь 1 с выходными фазами А, В, С имеет общий регул тор напр жени  2, св занный своим внут ренним измерительным органом с линейным напр жением контролируемой фазы А-В. Линейные напр жени  всех фаз измер ютс  однофазными трансформаторами 3, 4, 5. Общее соединение средних точек вторичных обмоток этих трансформаторов образует общую выходную клемму (землю датчика. Однофазные вентильные мосты б, 7, 8 осуществл ют преобразование средних значений линейных нацр жений по каждой фазе в два раэнопол р ых выходных напр жешш, снимаемых с выходных клемм вентильных М.рстрв относительно общей клеммы датчика . Попарное подключение к выходным разнопол рным клеммам соседних вентильных мостов 6-ти одинаковых ограничительных сопротивлений 9, 10, 11, 12у 13 и 14, попарно св зываемых потенциометрами настройки 15, 16 и 17, образует три дифференциальных резисторных ЙёНи сра6йё И  средних значений линейных напр жений преобразовател . Последовательные резисторно-емкостные цепочки коррекцииjвыполненные из резисторов 18, 19 и 20 и конденсаторов 21, 22, 23, шунтируют выходные цепи.датчика, св занные так же с выходными цеп ми промежуточных полупроводниковых усилителей 24, 25, 26, работающих в рюжиме переключени  и широтно-импульсной модул ции в соответствии с возникающими соогнрщени ми посто нной и переменной пилообразной составл ющих напр жений сигналов ошибок датчика несимметрии. Подгрузоч ые устройства реактивного типа 27, 28, 29, управл емые выходными . сигналами усилителей 24, 25 и 26, осуглеспуг юг апгомагическое рчлравнипамие линейных напр жений фаз В-С и С-А с запанной точностью симметрировани  относительно линейного напр жени  А-В, стабилизированного обшим регул тором 2 5 преобразовател  1.

Датчик работает следуюшим образом. Дл  вы влени  ошибок несимметрии соседние разнопол рные выходные клеммы однофазных вентильных мостов попарно Q соедин ютс  6-тью равными ограничительными сопротивлени ми, св зываемыми между собой трем  потенциометрами насг ройки уровн  выходных сигналов трех каналов регулировани  симметрии линей- 15 ных напр жений преобразовател . Такое попарное сравнение средних значений линейных напр жений, одно из которых уже застабилизировано на заданном уровне общим регул тором напр жени  преобразова- jo тел , позвол ет вы вить пофазные ошибки несимметрии, причем выходные сигналы датчика несимметрии, снимаемые относи- . тельно его обшей выходной клеммы с движков потенциометров настройки, содер- 25 жат, нар ду с посто нной составл ющей сигнала ошибки гого или иного знака, так же переменньте составл ющие пилообразной формы, образованные несовпадением мгновенных значений выпр мленных выходных напр жений .однофазных вентильных мостов, нормально сдвинутых по фазе на бО . Эта особенность предлагаемого датчика несимметрии расшир ет его функциональные возможности, позвол ет . автоматически осуществл ть режйм широт- но-импульсной модул ции в трех подклю- . ченных полупроводниковых промежуточных усилител х сигналов ошибок несимметрии.

Жесткое подключение общего регул -,

тора напр жени  преобразовател  с его внутренним измерительным органом существенно упрощает настройку заданного уровн  симметриробани выходных линейных напр жений преобразовател  или его подстройку в ., необходимых йределах, осуществл емых простым изменением эталонного напр жени  в измерительном органе общего регул тора . Наличие потенциометров настройки в каналах измерени  предлагаемого датчика у. несимметрии позвол ет устранить начальную несиммегрию преобразовател  и осуществить правильный выбор. рабочих точек пофазных нагрузочных устройств - выставить начальные токи подгрузочных сим- jj мегрирующих устройств.

Отсутствие внутреннихнелинейных элементов (кремниевых стабилитронов в цеnfljc датчика несиммегрии ) не ограничивает уровень сравниваемых средних значений линейных напр жений в предлагаемой схеме датчика несимметрии. Величины пофазных коэффициентов передачи сигналов ошибок предлагаемого датчика могут быть существенно большими, чем у датчика npof 6№па, ч опо зволйет, нар ду с применением промежуточных усилителей , работающих в режиме переключени , улучшить статическую точность регул тора симметрии. При этом дл  обеспечени  необходимых запасов устойчивости регул тора несиммегрии к выходным клеммам предлагаемого датчика несимметрии достаточно подключить три последовательных резисторно-емкостных цепбчг и коррекции, соедин ющих движки потенциометров настройки с общей выходной клеммой датчика. Образующиес  при этом интегрирующие-дифференцирующие цепи последовательной поканальной коррекции придают устройству симметрировани  свойства ПИ-регул тора.

В статическом установившемс  режиме работы общий регул тор напр жени  2 стабилизирует на заданном уровне линейное напр жение контролируемой фазы А-Е с высокой степенью точности (iO, 1% Линейные напр жени  всех трех фаз, в общем случае случайно несимметричные вследствии внутренней несимметрии ЭДС преобразовател  1 и несимметрии его внешней нагрузки, поступают на трансформаторы 3, 4, 5 и после выпр млени  мостами 6, 7, 8 и взаимного попарного дифференциального сравнени  резисторными цеп ми 9, 10, 15,- 11, 12, 16; 13, 14, 17 образуют три вьтходных напр жени  сигналов ошибок симметрировани , пода- , ваемых на входы промежуточных усилителей 24, 25, 26.

Выходные сигналы усилителей 24, 25, 26 управл ют подгрузочными устройствами 27, 28, 29, которые, будучи подключенными соответственно к фазам В-С, А-В и С-А, осуществл ют их подгрузку или разгрузку реактивными токами, обеспечива  симметрирование линейных напр - жений фаз Р-С и С-А относительно стабилизированного напр жени  фазы А-В с меньшей степенью точности (+0,5%). Общее увеличение статической точности такого регул тора симметрии обеспечиваеч с  (по сравнению с регул тором, оснащенным изшстным дат«1иком несимметрии ) повыше ными значени ми коэффициентов передачи каналов сравнени  датчика несимметрии, благопри тным соотношением посто нных и переменных пилообраэных составл ющих выходных напр жений датчика, амплитуда которых определ етс соотношением резисторов дифференциальных цепей сравнени  и соответствущих резисторов цепочек, а также применением промежуточных усилителей 24, 25, 26 с обеспечением необходимых запасов .устойчивости регул тора симметри корректирующими цеп ми Последовательной поканальной коррекции (18, 21; 1 И 22; 2О, 23).

Положительный технико-экономический эффект предлагаемого изобретени  определ етс :

а)улучшением статических и динамических характеристик регул тЪра симметрии , обусловленного применением предлагаемого датчика несимметрии с его повыщенными значени ми коэффициентов передачи и внутренними цеп ми динамической коррекции;

б)упрощением наладки и настройки уровн  стабилизации симметрируемых напр жений, обусловленным исключением

в предлагаемом датчике несимметрии

внутреннего эталона и наличием в его схеме поканальных потенциометров настройки;

в)расширением функциональных возможностей регул тора симметрии, обусловлённым наличием пилообразных переменных составл ющих в выходных напр жени х сигналов ощибок предлагаемого датчика несимметрии, что дает возможность осущестбить желательный режим переключений и широтно-импульснрй модул ции промежуточных полупроводниковых усилителей сигналов ошибок,.

При необходимости датчик несимметрии может работать и на измерении несимметрии действующих значений линейных напр жений преобразовател . Дл  этго к выходным клеммам его вентильных мостов 6, 7, 8 достаточно подключить нелинейные дйодно-резне торные непочки с квадратичными передаточными характеристиками .

Claims (2)

1. Датчик неснммегрии трехфазного статического или электромашинного преобразовател  с регул тором выходных линейных напр жений и подгрузочными устройствами , содержащий измерительные трансформаторы напр жени  фаз преобразовател  и промежуточные усилители сигналов ошибок симметрировани , воздействующие на подгрузочные устройства, о тличающийс  тем, что, с целью улучшени  статических и динамических характеристик и упрощени  настройки регул тора, он дополнительно снабжен трем  вентильными мостами, шестью резисторами , трем  потенциометрами и трем  цепочками корре.кций, выполненными из последовательно соединенных резистора и конденсатора, выводы одной диагонали каждого вентильного моста подсоединены ко вторичным обмоткам- соответству1Ощего измерительного трансформатора, к выводам второй диагонали каждого моста подсоединены резисторы, причем каждые два резистора, присоединенные к разнопол рным выводам соседних вентильных мостов соединены между собой посредством потенциометра, выводы движков потенциометров подсоединены ко входам усилителей сигналов ощибок симметрировани , вторичные обмотки измерительных трансформаторов выполнены с выводом средних точек, указанные выводы соединень между собой и подсоединены к выводу резистора цепочки коррекции и к земле .

2. Датчик несимметрии по п. 1, о т личающийс  тем, что, с целью измерени  несимметрии действующих значений линейнь{х напр жений, последовательно с резисторами, подключенными к вентильным мостам, включены вновь введенные диоды, а указанные резисторы выполнены нелинейными. .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1,Гитгарц Д. А. и Мнухин Л. А. Симметрирование трехфазной сети при питании однофазных электротермических установок . М., Информэлектро, 1969,

с. 98-1СИ.

2.Грлубев П. В. и др. Проектирование статических преобразователей, М., Энерги , 1974, с. 246.

. L«./oAj

-fiS

4

27 Z8 23