SU1264271A1 - Device for generating the synchronizing voltage - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах управлени  тиристорами преобразователей. Цель изобретени  повьппение точности. Устройство содержит включенный между входными выводами Г-образный индуктивно-емкостной фильтр из дроссел  1 и конденсатора 4, а также дополнительно введенные Г-образный активно-емкостный фильтр из резистора 7 и конденсатора 8-, включенный между входными вьшода-1 У ми, и операционный усилитель-6. Точка соединени  дроссел  1 и конденсатора 4 подключена непосредственно или через резистор 5 к инвертирующему входу операционного усилител  6. Последовательно в цепь дроссел  1 включены резисторы 2, 3. Точка соединени  резистора 7 и конденсатора 8 подключена непосредственно или через резистор 9 к неинвертирующему входу операционного усилител  6. Выход операционного усилител  6 образует один из выходных выводов. Благодар  введению индуктивно-емкостного фильтра и операционного усилител  фазочастот-на  погрешность устройства поддерживаетс  на достаточно низком уровне (/) и не превьпиает 0,25 градуса на один процент изменени  частоты. Это достигаетс  тем, что при отклонени х частоты сети от номинального значени  квадратурные составл недие напр жений на конденсаторах 4, 8, как и модули этих напр жений, измен ютс  в одном направлении, т.е. или увеличиваютс  при снижении частоты, или уменьшаютс  при ее увеличении. 3 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in devices controlling thyristors of converters. The purpose of the invention is accuracy. The device contains connected between the input terminals of the L-shaped inductive-capacitive filter from Drossel 1 and capacitor 4, as well as the additionally introduced L-shaped active-capacitive filter from resistor 7 and capacitor 8- connected between the input W-1 and M, and operational amplifier-6. The connection point of the throttle 1 and the capacitor 4 is connected directly or through a resistor 5 to the inverting input of the operational amplifier 6. Resistors 2, 3 are connected in series to the throttle 1. The connection point of the resistor 7 and the capacitor 8 is connected directly or through a resistor 9 to the non-inverting input of the operational amplifier 6 The output of the operational amplifier 6 forms one of the output pins. Due to the introduction of an inductive capacitive filter and a phase-frequency op-amp, the error of the device is kept at a fairly low level (/) and does not exceed 0.25 degrees by one percent frequency change. This is achieved by the fact that when the network frequency deviates from the nominal value, the quadrature components of the voltages on the capacitors 4, 8, as well as the modules of these voltages, change in one direction, i.e. or increase with decreasing frequency, or decreasing with increasing frequency. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах управлени  тиристорами преобразователей. Цель изобретени  - повышение точности . На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - векторна  диаграмма дл  основных гармонических составл нщих напр жений и токов; на фиг. 3 - график дл  выбора резистора активно-емкостного фильтра. Устройство дл  формировани  синхронизирующего напр жени  содержит Г-образный индуктивно-емкостный фильтр низких частот, состо щий из линейного дроссел  1, термост бильного резистора 2, регламентирующего величину добротности этого фильтра, термистора 3, компенсирующего температурные изменени  активно го сопротивлени  обмотки дроссел , и конденсатора А. Обща  соединени  обмотки дроссел  1 и конден.сатора 4 подключена непосредственно ил через резистор 5 к неинвертирующему входу операционного усилител  6. Сво бодный вывод резистивной цепи из резистора 2 и термистора 3 соединен с первым входным выводом. ВторойL входной и один из выходных выводов объединены, образу  общий вывод,с которым соединен свободный вывод конденсатора 4. Кроме того, в устройств дополнительно введен Г-образный активно-емкостной фильтр низких частот включенный между входными выводами и состо щий из резистора 7 и конденсатора 8, обща  точка соединени  которых подключена непосредственно или через резистор 9 к неинвертирующему входу операционного усилител  6, выход которого образует другой выходной вывод. Устройство работает следующим образом . Индуктивно-емкостной фильтр вместе с источником входного напр жени , подключенным, например, через разделительный трансформатор, обладает резонансными свойствами, при этом собственна  частота фильтра .С (где Ь - величина индуктивности , С - величина емкости конден сатора 4), приблизительно равна  час тоте резонанса, может быть как вьше, так и ниже рабочей частоты со , т.е. частоты питаинцей сети. При использовании устройства в сет х с искаженным напр жением собственна  частота индуктивно-емкостного фильтра должна быть, как правило , ниже частоты сети в два и более раз, а добротность фильтра как резонансного контура дл  улучшени  фильтрации высших гармоник - не ниже трехчетырех , что обеспечиваетс  соответствуюнщм выполнением дроссел  и подбором сопротивлений резисторов 2 и 3. При этом результирующее входное сопротивление индуктивно-емкостного фильтра имеет индуктивный характер и потребл емый ток Д, (фиг. 2)  вл ,етс  отстающим с фазовым углом, близ ким к 90° . Соответственно, фазовый угол напр жени  на конденсаторе 4 близок к 180. Результирующее сопротивление активно-емкостного фильтра имеет емкостный характер и ток Э,, потребл емый этим фильтром, опережает входное напр жение {J . При этом напр жение ) на конденсаторе 8 оказЬюаетс  приблизительно синфазным с током 3. Дл  компенсации квадратурной составл ющей напр жени  на конденсаторе 4 сопротивление резистора 7, например, дл  случа  равных емкостей конденсаторов 4 и 8, должно удолетвор ть условию: )(-)-2Ь1, R - суммарное активное сопротивгпе ление последовательной ветви индуктивно-емкостного фильтра , включающее сопротивлени  резисторов 2 и 3, обмотки дроссел  1 и обмоток разделительного трансформатора, приведенных к вторичной об- , мотке; tO L/ftj - добротность индуктивно-емкостного фильтра на собственной частоте. График 3 рассчитан по приведенной формуле. Так как напр жени  с конденсаторов 4 и 8 подаютс  на взаимно инверсные входы операционного усилител  6, эти напр жени  в входном каскаде усилител  вычитаютс  и выходное напр жение усилител  при точной подстройке активно-емкостного фильтра под индуктивно-емкостный ,  вл етс  точно синфазным основной гармонике входного напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in devices controlling thyristors of converters. The purpose of the invention is to improve accuracy. FIG. 1 shows a circuit diagram of the device; in fig. 2 is a vector diagram for the main harmonic component stresses and currents; in fig. 3 is a graph for selecting an active capacitive filter resistor. A device for generating a synchronizing voltage contains an L-shaped inductive-capacitive low-pass filter consisting of a linear droplet 1, a thermal-resistance resistor 2 that regulates the figure of merit of this filter, a thermistor 3 that compensates for temperature changes in the resistance of the windings of the choke and A capacitor The common connections of the winding of the throttles 1 and the capacitor 4 are connected directly to the non-inverting input of the operational amplifier 6 via a resistor 5. A chain of resistor 2 and thermistor 3 is connected to the first input terminal. The second input and one of the output pins are combined to form a common output to which the free output of capacitor 4 is connected. In addition, the devices additionally have an L-shaped active-capacitive low-pass filter connected between the input pins and consisting of a resistor 7 and a capacitor 8 whose common connection point is connected directly or through a resistor 9 to the non-inverting input of the operational amplifier 6, the output of which forms another output terminal. The device works as follows. An inductive capacitive filter together with an input voltage source connected, for example, via an isolating transformer, has resonant properties, and the natural frequency of the filter .С (where b is the inductance value, С is the capacitor capacitance value 4) is approximately equal to the frequency resonance, can be either higher or lower than the operating frequency of co, i. network frequency. When using the device in grids with distorted voltage, the intrinsic frequency of the inductive-capacitive filter should be, as a rule, two or more times lower than the mains frequency, and the filter quality factor as a resonant circuit to improve the filtration of higher harmonics should be no less than three-four, which is ensured performing chokes and selecting resistances of resistors 2 and 3. At the same time, the resultant input resistance of an inductive-capacitive filter is inductive in nature and the current consumed D, (Fig. 2) is lagging with a phase angle close to 90 °. Accordingly, the phase angle of the voltage on the capacitor 4 is close to 180. The resulting resistance of the active-capacitive filter has a capacitive nature and the current E, consumed by this filter, is ahead of the input voltage {J. In this case, the voltage on the capacitor 8 is approximately in phase with current 3. To compensate for the quadrature component of the voltage on the capacitor 4, the resistance of the resistor 7, for example, for equal capacitors 4 and 8, should satisfy the condition:) (-) - 2b, R is the total active resistance of the serial branch of the inductive-capacitive filter, including the resistances of resistors 2 and 3, the windings of the choke 1, and the windings of the isolation transformer reduced to the secondary winding; tO L / ftj is the Q-factor of the inductive-capacitive filter at its own frequency. Graph 3 is calculated by the above formula. Since the voltages from capacitors 4 and 8 are fed to the mutually inverse inputs of operational amplifier 6, these voltages in the input stage of the amplifier are subtracted and the output voltage of the amplifier when finely adjusting the active-capacitance filter under inductive-capacitive input harmonics tension

Вследствн  наличи  однонаправленных температурных изменений емкости конденсаторов 4 и 8 фазово-темпе-;ратурна  составл юща  погрешности устройства от нестабильности емкости становитс  соизмеримой с фазово-температурной составл ющей погрешности от нестабильности индуктивности качественно выполненного дроссел . При этом результирующа  фазово-температурка  погрешность устройства может не превышать 0,01 эл.град. на один гардус изменени  температуры. Технологические отклонени  индуктивности дроссел  и емкости конденсаторов от расчетных значений не оказывают вли ,ни  на фазовую точность фильтра, так как полностью нейтрализуютс  в процессе настройки с помощью резистора 7 активно-емкостного фильтра, а также резистора 2 индуктивно-емкостного фильтра.Due to the unidirectional temperature changes in the capacitance of the capacitors 4 and 8, the phase-temperature component of the device from the instability of the capacitance becomes commensurate with the phase-temperature component of the error in the instability of the inductance of a quality made throttle. At the same time, the resulting phase-temperature error of the device may not exceed 0.01 electrical degrees. one gardus temperature change. Technological deviations of the inductance of the throttles and the capacitance of the capacitors from the calculated values do not affect either the phase accuracy of the filter, since they are completely neutralized during the adjustment process with the help of the resistor 7 of the active-capacitive filter, as well as the resistor 2 of the inductive-capacitive filter.

При возможных в зксплуатации отклонени х частоты сети от номинального значени  квадратурные составл ю еще напр жений на обоих конденсатора 4 и 8 («как и модули этих напр жений) Измен ютс  в одном направлении, т.е. или обе увеличиваютс  при снижении частоты, или обе уменьшаютс  при ее увеличении. Благодар  этому фазовочастотна  погрешность устройства дл  формировани  синхронизирующего напр жени  поддерживаетс  на достаточно низком уровне и даже при неблагопри тных (с точки зрени  данной погрешности ) параметрах фильтра, напримерWith possible network frequency deviations from the nominal value, the quadrature components still have voltages on both capacitors 4 and 8 (like modules of these voltages) vary in one direction, i.e. or both increase with decreasing frequency, or both decrease with increasing frequency. Due to this, the phase-frequency error of the device for forming the synchronization voltage is maintained at a sufficiently low level and even with unfavorable (from the point of view of this error) filter parameters, for example

10001000

KzKz

и 0,5сО и Q 5, обеспечивающих удовлетворительные фильтрующие свойства , не превьш1ает 0,25 град, на один процент изменени  часототы.and 0,5СО and Q 5, which provide satisfactory filtering properties, do not exceed 0.25 degrees, by one percent change in frequency.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  формировани  синхронизирующего напр жени , содержаще включенный между входными зьшодами Г-образньй индуктивно-емкостный фильтр изких частот, состо щий из дроссел , соединенного последовательно с резистивной цепью, и конденсатора , причем свободный вывод резистивной цепи соединен с первым входным выводом, а другой входной вывод и один из выходных выводов объединены , образу  общий вьтод, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, дополнительно введены включенный между входными выводами Г-образный активно-емкостный фильтр низких частот, состо щий из резистора и конденсатора, и операционный усилитель, причем свободный вьшод резистора активно-емкостного фильтра соединен с первым входным вьшодом, обща  точка соединени  конденсатора и обиотки дроссел  индуктивно-емкостного фильтра подключена к инвертирующему входу операционного усилител , обща  точка соединени  конденсатора и резистора актийко-ем костного фильтра подключена к неинвертирующему входу операционного усилител , выход которого соединен с другим выходным выводом.A device for generating a synchronization voltage, comprising an L-shaped inductive-capacitive filter of ordinary frequencies connected between the input pins of the module, consisting of droplets connected in series with the resistive circuit and a capacitor, the free output of the resistive circuit being connected to the first input terminal and the other input the output and one of the output pins are combined to form a common pin, characterized in that, in order to improve the accuracy, an L-shaped active-capacitive switch between the input pins is additionally introduced A low-pass filter consisting of a resistor and a capacitor, and an operational amplifier, the free output of the resistor of the active-capacitive filter connected to the first input, the common connection point of the capacitor and the connecting cable of the inductive-capacitive filter connected to the inverting input of the operational amplifier, common point the connection of the capacitor and the resistor to the bone filter is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, the output of which is connected to another output terminal. WW Q-SQ-S tf Vettf vet hh