Генератор синусоїдальної напруги, синхронізований з мережею перемінного струму
Формула / Реферат
1. Генератор синусоїдальної напруги, синхронізований з мережею перемінного струму, що містить еталонний генератор, автономний інвертор, перемикач, блок збігу, інтегратор, тригер, який відрізняється тим, що еталонний генератор виконаний у вигляді генератора нормованих імпульсів, автономний інвертор виконаний у вигляді генератора синусоїдальної напруги з імпульсним стабілізатором постійної напруги, перемикач виконаний у вигляді першого суматора, що виділяє різницеву частоту мережі і генератора синусоїдальної напруги, блок збігу виконаний у вигляді другого суматора, що підсумовує рівність частот і рівень напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, інтегратор виконаний у вигляді лічильника нормованих імпульсів з дешифратором тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги, тригер виконаний у вигляді тригера керування включенням виходу генератора синусоїдальної напруги в мережу, і додатково введені формувач імпульсів установки в нуль, вузол контролю напруг мережі і генератора синусоїдальної напруги і релейно-транзисторний вузол, при цьому на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, а вихід першого суматора з'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів, на рахунковий вхід якого надходять імпульси з виходу генератора нормованих імпульсів, вихід лічильника нормованих імпульсів з'єднаний зі входом дешифратора, вихід якого з'єднаний з S-входом тригера керування, R- вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів, а вихід з'єднаний з першим входом другого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом вузла контролю різниці напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, на входи якого надходять випрямлені і відфільтровані напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, при цьому вихід другого суматора з'єднаний із входом релейно-транзисторного вузла, вихід якого з'єднаний з мережею і виходом генератора синусоїдального сигналу.
2. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що генератор синусоїдальної напруги містить квадратурний генератор синусоїдальних коливань, що складається з двох операційних підсилювачів, охоплених загальним зворотним зв'язком, при цьому на першому операційному підсилювачі реалізований регульований фазообертач, а на другому - інвертор, причому вихід інвертора з'єднаний із входом фазообертача зворотним зв'язком, що складається з послідовно включених конденсатора і резистора, при цьому вихід фазообертача підключений до ланцюга стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу, що складається з емітерного транзисторного повторювача, навантаженням якого є послідовно з'єднані лампи розжарювання і підстроювальний резистор, що виконує функцію регулятора амплітуди вихідного сигналу, крім того вихід фазообертача підключений до входу пристрою синхронізації частоти і фази генератора, вихід якого підключений до входу парафазного підсилювача потужності, що включає фазоінверсний каскад попереднього підсилювача, навантаженням якого є парафазний підсилювач потужності, виконаний на складених транзисторах за схемою півмостового інвертора на транзисторах різної провідності, вихідному богатообмотковому трансформаторі і двох конденсаторах, а коло стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу містить три послідовно з'єднаних лампи розжарювання.
3. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що імпульсний стабілізатор постійної напруги містить двотактний двотранзисторний регульований перетворювач із силовим трансформатором, вихідний випрямляч і фільтр, задавальний генератор і формувач імпульсів, широтно-імпульсний модулятор, перетворювач зворотного зв'язку, при цьому задавальний генератор виконаний у вигляді функціонального генератора, що включає генератор трикутних імпульсів, виконаний за схемою інтегратора, і синхронізований з ним генератор прямокутних імпульсів, виконаний за схемою компаратора, формувач імпульсів виконаний за схемою фазоінвертора, виконаного на цифрових мікросхемах, широтно-імпульсний модулятор виконаний на операційному підсилювачі, а перетворювач зворотного зв'язку включає оптоелектронний перетворювач вихідного сигналу стабілізатора, транзисторний емітерний повторювач і підсилювач зворотного зв'язку на операційному підсилювачі, при цьому вихід генератора трикутних сигналів з'єднаний з першим входом генератора прямокутних імпульсів і з першим входом широтно-імпульсного модулятора, вихід генератора прямокутних імпульсів підключений до рахункового входу тригера фазоінвертора, вихід перетворювача зворотного зв'язку підключений до другого входу широтно-імпульсного модулятора, вихід якого підключений до входів логічних елементів фазоінвертора, два виходи якого підключені до двох входів попереднього двотранзисторного підсилювача, виходи яких навантажені на бази силових транзисторів двотактного двотранзисторного регульованого перетворювача, а схема керування стабілізатора живиться від вхідного параметричного стабілізатора, при цьому вихідний випрямляч виконаний за мостовою схемою, вихідний фільтр виконаний за схемою LC-фільтра зі штучною нульовою точкою, а вхідний параметричний стабілізатор виконаний за схемою зі штучною нульовою точкою.
4. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що лічильник нормованих імпульсів і дешифратор тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги виконані з можливістю підрахунку не менш 5000 нормованих імпульсів.
5. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що генератор нормованих імпульсів виконаний з можливістю генерування нормованих імпульсів тривалістю 2 мс.
6. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, а перший суматор виконаний у вигляді триобмоткового підсумовуючого трансформатора, вхідні обмотки якого з'єднані з мережею і генератором синусоїдальної напруги, а вихідна обмотка з'єднана з першим мостовим випрямлячем, вихід якого з'єднаний з конденсатором, до виводів якого підключений індикатор «нульових биттів», виконаний у вигляді послідовно з'єднаних першого світлодіода і струмообмежувального резистора, точка з'єднання яких підключена до прямого входу першого інвертувального компаратора, вхід якого підключений до резистивного подільника випрямленої і стабілізованої мережної напруги.
7. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що формувач імпульсів виконаний на цифрових мікросхемах у вигляді першого інвертора, вихід якого навантажений на диференціююче коло з послідовно включених конденсатора і резистора, загальна точка яких підключена до входу другого інвертора, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів і до входу третього інвертора, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми збігу на логічному елементі «1», другий вхід якого з'єднаний з виходом дешифратора.
8. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що вузол контролю різниці напруг виконаний у вигляді другого мостового випрямляча, вхід якого підключений до генератора синусоїдальної напруги, а вихід навантажений на конденсатор і резистивний подільник, середня точка якого підключена до прямого входу другого інвертувального компаратора, вхід якого з'єднаний з резистивним подільником, підключеним до виводів конденсатора і виходу третього мостового випрямляча, вхід якого підключений до напруги мережі.
9. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що другий суматор виконаний у вигляді схеми збігу на логічному елементі «1».
10. Генератор синусоїдальної напруги за п. 1, який відрізняється тим, що релейно-транзисторний вузол виконаний у вигляді транзистора, у колекторне коло якого через перемикач режиму включена обмотка реле, зашунтована діодом, крім того у колекторний ланцюг транзистора включений індикатор підключення генератора синусоїдальної напруги до мережі, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних другого світлодіода і струмообмежувального резистора.
11. Генератор синусоїдальної напруги за пп. 1, 4, 5, 7, 9, який відрізняється тим, що формувач імпульсів, лічильник і генератор нормованих імпульсів, дешифратор, тригер керування і другий суматор об'єднані в блок логічної обробки сигналу.
Текст
1 Генератор синусоїдальної напруги, синхронізований з мережею перемінного струму, що містить еталонний генератор, автономний інвертор, перемикач, блок збігу, інтегратор, тригер, який відрізняється тим, що еталонний генератор виконаний у вигляді генератора нормованих імпульсів, автономний інвертор виконаний у вигляді генератора синусоїдальної напруги з імпульсним стабілізатором постійної напруги, перемикач виконаний у вигляді першого суматора, що виділяє різницеву частоту мережі і генератора синусоїдальної напруги, блок збігу виконаний у вигляді другого суматора, що підсумовує рівність частот і рівень напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, інтегратор виконаний у вигляді лічильника нормованих імпульсів з дешифратором тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги, тригер виконаний у вигляді тригера керування включенням виходу генератора синусоїдальної напруги в мережу, і додатково введені формувач імпульсів установки в нуль, вузол контролю напруг мережі і генератора синусоїдальної напруги і релейно-транзисторний вузол, при цьому на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, а вихід першого суматора з'єднаний зі входом формувача імпульсів, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів, на рахунковий вхід якого надходять імпульси з виходу генератора нормованих імпульсів, вихід лічильника нормованих імпульсів з'єднаний зі входом дешифратора, вихід якого з'єднаний з Sвходом тригера керування, R- вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів, а вихід з'єднаний з першим входом другого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом вузла контролю різниці напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, на входи якого надходять випрямлені і відфільтровані напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, при цьому вихід другого сума тора з єднаний із входом релеино-транзисторного вузла, вихід якого з'єднаний з мережею і виходом генератора синусоїдального сигналу 2 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що генератор синусоїдальної напруги містить квадратурний генератор синусоїдальних коливань, що складається з двох операційних підсилювачів, охоплених загальним зворотним зв'язком, при цьому на першому операційному підсилювачі реалізований регульований фазообертач, а на другому - інвертор, причому вихід інвертора з'єднаний із входом фазообертача зворотним зв'язком, що складається з послідовно включених конденсатора і резистора, при цьому вихід фазообертача підключений до ланцюга стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу, що складається з емітерного транзисторного повторювача, навантаженням якого є послідовно з'єднані лампи розжарювання і підстроювальний резистор, що виконує функцію регулятора амплітуди вихідного сигналу, крім того вихід фазообертача підключений до входу пристрою синхронізації частоти і фази генератора, вихід якого підключений до входу парафазного підсилювача потужності, що включає фазошверсний каскад попереднього підсилювача, навантаженням якого є парафазний підсилювач потужності, виконаний на складених транзисторах за схемою півмостового інвертора на транзисторах різної провідності, вихідному богатообмотковому трансформаторі і двох конденсаторах, а коло стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу містить три послідовно з'єднаних лампи розжарювання 3 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що імпульсний стабілізатор постійної напруги містить двотактний двотранзисторний регульований перетворювач із силовим трансформатором, вихідний випрямляч і фільтр, задавальний генератор і формувач імпульсів, широтно-імпульсний модулятор, перетворювач зворотного зв'язку, при цьому задавальний генератор виконаний у вигляді функціонального генератора, що включає генератор трикутних імпульсів, виконаний за схемою інтегратора, і синхронізований з ним генератор прямокутних імпульсів, виконаний за схемою компаратора, формувач імпульсів вико О ю 57401 наний за схемою фазоінвертора, виконаного на цифрових мікросхемах, широтно-імпульсний модулятор виконаний на операційному підсилювачі, а перетворювач зворотного зв'язку включає оптоелектронний перетворювач вихідного сигналу стабілізатора, транзисторний емітерний повторювач і підсилювач зворотного зв'язку на операційному підсилювачі, при цьому вихід генератора трикутних сигналів з'єднаний з першим входом генератора прямокутних імпульсів і з першим входом широтно-імпульсного модулятора, вихід генератора прямокутних імпульсів підключений до рахункового входу тригера фазоінвертора, вихід перетворювача зворотного зв'язку підключений до другого входу широтно-імпульсного модулятора, вихід якого підключений до входів логічних елементів фазоінвертора, два виходи якого підключені до двох входів попереднього двотранзисторного підсилювача, виходи яких навантажені на бази силових транзисторів двотактного двотранзисторного регульованого перетворювача, а схема керування стабілізатора живиться від вхідного параметричного стабілізатора, при цьому вихідний випрямляч виконаний за мостовою схемою, вихідний фільтр виконаний за схемою LC-фільтра зі штучною нульовою точкою, а вхідний параметричний стабілізатор виконаний за схемою зі штучною нульовою точкою 4 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що лічильник нормованих імпульсів і дешифратор тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги виконані з можливістю підрахунку не менш 5000 нормованих імпульсів 5 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що генератор нормованих імпульсів виконаний з можливістю генерування нормованих імпульсів тривалістю 2 мс 6 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, а перший суматор виконаний у вигляді три об моткового підсумовуючого трансформатора, ВХІДНІ обмотки якого з'єднані з мережею і генератором синусоїдальної напруги, а вихідна обмотка з'єднана з першим мостовим випрямлячем, вихід якого з'єднаний з конденсатором, до виводів якого підключений індикатор «нульових б и т в » , виконаний у вигляді послідовно з'єднаних Винахід відноситься до електротехніки і призначений для керування перетворювачами, синхронізованими з мережею і може бути використаний при розробці перетворювачів нетрадиційних джерел напруги постійного струму в перемінну напругу промислової частоти ВІДОМІ ВІДОМІ мережею інвертори (Енергетична електроніка, довідковий посібник, М , Энергоатомиздат, 1987 р, с 97-100), служачі для передачі енергії з мережі постійного струму в мережу перемінного струму, основою яких є керовані напівпровідникові вентилі -тиристори першого світлодюда і струмообмежувального резистора, точка з'єднання яких підключена до прямого входу першого швертувального компаратора, вхід якого підключений до резистивного подільника випрямленої і стабілізованої мережної напруги 7 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що формувач імпульсів виконаний на цифрових мікросхемах у вигляді першого інвертора, вихід якого навантажений на диференціююче коло з послідовно включених конденсатора і резистора, загальна точка яких підключена до входу другого інвертора, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів і до входу третього інвертора, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми збігу на логічному елементі «1», другий вхід якого з'єднаний з виходом дешифратора 8 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що вузол контролю різниці напруг виконаний у вигляді другого мостового випрямляча, вхід якого підключений до генератора синусоїдальної напруги, а вихід навантажений на конденсатор і резистивний подільник, середня точка якого підключена до прямого входу другого швертувального компаратора, вхід якого з'єднаний з резистивним подільником, підключеним до виводів конденсатора і виходу третього мостового випрямляча, вхід якого підключений до напруги мережі 9 Генератор синусоїдальної напруги за п 1, який відрізняється тим, що другий суматор виконаний у вигляді схеми збігу на логічному елементі «1» 10 Генератор синусоїдальної напруги за п 1,який відрізняється тим, що релейно-транзисторний вузол виконаний у вигляді транзистора, у колекторне коло якого через перемикач режиму включена обмотка реле, зашунтована діодом, крім того у колекторний ланцюг транзистора включений індикатор підключення генератора синусоїдальної напруги до мережі, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних другого світлодюда і струмообмежувального резистора 11 Генератор синусоїдальної напруги за пп 1, 4, 5, 7, 9, який відрізняється тим, що формувач імпульсів, лічильник і генератор нормованих імпульсів, дешифратор, тригер керування і другий суматороб'єднані в блок логічної обробки сигналу ВІДОМІ також інвертори, ВІДОМІ мережею (В С Руденко й ш Промислова електроніка, К , Техніка, 1979 р , с 457-462), які передають енергію з мережі постійного струму в мережу перемінного струму, основою схемотехніки яких є керовані тиристорні КЛЮЧІ Недоліками відомих пристроїв є невисока точність перетворення постійної напруги в перемінну синусоїдальну напругу і наявність вищих гармонік у ВИХІДНІЙ перемінній напрузі Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, і обраним як прототип є 57401 «Пристрій для керування автономним інвертором струму, синхронізованого з мережею перемінного струму» (Ас СРСР № 1791942, МПК -5Н 02 М 7/48, БИ-4-93 р), якій містить генератор, що задає, з'єднаний з першим входом перемикача, вихід якого підключений до розподільника імпульсів, призначеному для підключення до автономного інвертора струму, еталонний генератор, з'єднаний із другим входом перемикача, блок збігу і тригер, причому виходи генераторів, що задає й еталонного, ВІДПОВІДНО підключені до першого і другого входів блоку збігу, крім того, у нього введені послідовно з'єднані інтегратор і компаратор, вихід якого підключений до входу тригера, вузол затримки, через який вихід тригера з'єднаний з керуючим входом перемикача, вузол скидання, вхід якого з'єднаний з виходом генератора, що задає, а вихід - з керуючим входом інтегратора, причому вихід блоку збігу підключений до входу інтегратора Недоліком прототипу є вузька область його використання - тільки для тиристорних інверторів, відомих мережею Задачею дійсного винаходу є розробка нової схемотехніки генератора синусоїдальної напруги, відомого мережею з досягненням технічного результату - розширенням області використання пристрою стосовно до транзисторних інверторів, відомим мережею Поставлена задача досягається тим, що в «Генераторі синусоїдальної напруги, відомого мережею», якій містить еталонний генератор, автономний інвертор, перемикач, блок збігу, інтегратор, тригер, еталонний генератор виконаний у вигляді генератора нормованих імпульсів, автономний інвертор виконаний у вигляді генератора синусоїдальної напруги з імпульсним стабілізатором постійної напруги, перемикач виконаний у вигляді першого суматора, що виділяє різницеву частоту мережі і генератора синусоїдальної напруги, блок збігу виконаний у вигляді другого суматора, що підсумовує рівність частот і рівень напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, інтегратор виконаний у вигляді лічильника нормованих імпульсів з дешифратором тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги, тригер виконаний у вигляді тригера керування включенням виходу генератора синусоїдальної напруги в мережу, і додатково уведені формувач імпульсів установки в нуль, вузол контролю напруг мережі і генератора синусоїдальної напруги і релейно-транзисторний вузол, при цьому на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, а вихід першого суматора з'єднаний із входом формувача імпульсів, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів, на рахунковий вхід якого надходять імпульси з виходу генератора нормованих імпульсів, вихід лічильника нормованих імпульсів з'єднаний із входом дешифратора, вихід якого з'єднаний з S-входом тригера керування, R- вхід якого з'єднаний з виходом формувача імпульсів, а вихід з'єднаний з першим входом другого суматора, другий вхід якого з'єднаний з виходом вузла контролю різниці напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, на входи якого надходять випрямлені і відфільтровані напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, при цьому вихід другого суматора з'єднаний із входом релейнотранзисторного вузла, вихід якого з'єднаний з мережею і виходом генератора синусоїдальної напруги, причому генератор синусоїдальної напруги містить квадратурний генератор синусоїдальних коливань, що складає з двох операційних підсилювачів, охоплених загальним зворотним зв'язком, причому на першому операційному підсилювачі реалізований регульований фазообертач, а на другому - інвертор, причому вихід інвертора з'єднаний із входом фазообертача зворотним зв'язком, що складається з послідовно включених конденсатора і резистора, при цьому вихід фазообертача підключений до ланцюга стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу, що складає з емітерного транзисторного повторювача, навантаженням якого служать послідовно з'єднані лампи накалювання і підстроєчний резистор, що виконує функцію регулятора амплітуди вихідного сигналу, крім того, вихід фазообертача підключений до входу пристрою синхронізації частоти і фази генератора, вихід якого підключений до входу парафазного підсилювача потужності, що складає з фазошверсного каскаду попереднього підсилювача, навантаженням якого є парафазний підсилювач потужності, реалізований на складених транзисторах за схемою напівмостового інвертора на транзисторах різної провідності, вихідному багатообмоточном трансформаторі і двох конденсаторах, а ланцюг стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу містить три послідовно з'єднаних лампи накалювання, крім того, імпульсний стабілізатор постійної напруги містить двотактний двухтранзисторний регульований перетворювач із силовим трансформатором, ВИХІДНІ випрямляч і фільтр, генератор, що задає, і формувач імпульсів, широтно-імпульсний модулятор, перетворювач зворотного зв'язку, причому генератор, що задає, виконаний у вигляді функціонального генератора, що включає генератор трикутних імпульсів, виконаний за схемою інтегратора, і синхронізований з ним генератор прямокутних імпульсів, виконаний за схемою компаратора, формувач імпульсів виконаний за схемою фазоінвертора, виконаного на цифрових мікросхемах, широтно-імпульсний модулятор виконаний на операційному підсилювачі, а перетворювач зворотного зв'язку включає оптоелектроний перетворювач вихідного сигналу стабілізатора, транзисторний емітерний повторювач і підсилювач зворотного зв'язку на операційному підсилювачі, причому вихід генератора трикутних сигналів з'єднаний з першим входом генератора прямокутних імпульсів і з першим входом широтно-імпульсного модулятора, вихід генератора прямокутних імпульсів підключений до рахункового входу тригера фазоінвертора, вихід перетворювача зворотного зв'язку підключений до другого входу широтно-імпульсного модулятора, вихід якого підключений до входів логічних елементів фазоінвертора, два виходи якого підключені до двох входів попереднього двохтранзисторного підсилювача, виходи яких навантажені на бази силових транзисторів двотактного двохтранзисторного регульованого перетворювача, а схема ке 57401 рування стабілізатора живиться від вхідного параметричного стабілізатора, при цьому вихідний випрямляч виконаний по мостовій схемі, вихідний фільтр виконаний за схемою LC-фільтра зі штучною нульовою крапкою, а вхідний параметричний стабілізатор виконаний за схемою зі штучною нульовою крапкою, при цьому на входи першого суматора надходять напруги мережі, а лічильник нормованих імпульсів і дешифратор тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги виконані з можливістю підрахунку не менш 5000 нормованих імпульсів, а генератор нормованих імпульсів виконаний з можливістю генерування нормованих імпульсів тривалістю 2 мс, на входи першого суматора надходять напруги мережі, а перший суматор виконаний у вигляді трьохобмоточного підсумовуючого трансформатора, ВХІДНІ обмотки якого з'єднані з мережею і генератором синусоїдальної напруги, а вихідна обмотка з'єднана з першим мостовим випрямлячем, вихід якого з'єднаний з конденсатором, до виводів якого підключений індикатор «нульових б и т в » , виконаний у вигляді послідовно з'єднаних першого світлодюда і струмообмежувального резистора, крапка з'єднання яких підключена до прямого входу першого компаратора, що інвертує, вхід якого підключений до резистивного дільника випрямленої і стабілізованої сіткової напруги, при цьому формувач імпульсів виконаний на цифрових мікросхемах у вигляді першого інвертора, вихід якого навантажений на ланцюжок, що диференціює, з послідовно включених конденсатора і резистора, загальна крапка яких підключена до входу другого інвертора, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів і до входу третього інвертора, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми збігу на логічному елементі «1», другий вхід якого з'єднаний з виходом дешифратора, крім того, вузол контролю різниці напруг виконаний у вигляді другого мостового випрямляча, вхід якого підключений до генератора синусоїдальної напруги, а вихід навантажений на конденсатор і резистивний дільник, середня крапка якого підключена до прямого входу другого компаратора, що інвертує, вхід якого з'єднаний з резистивним дільником, підключеним до виводів конденсатора і виходу третього мостового випрямляча, вхід якого підключений до напруги мережі, другий суматор виконаний у вигляді схеми збігу на логічному елементі «1», релейно-транзисторний вузол виконаний у вигляді транзистора, у колекторний ланцюг якого через перемикач режиму включена обмотка реле, зашунтована діодом, крім того, у колекторний ланцюг транзистора включений індикатор підключення генератора синусоїдальної напруги до мережі, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних другого світлодюда і струмообмежувального резистора, а формувач імпульсів, лічильник і генератор нормованих імпульсів, дешифратор, тригер керування і другий суматор об'єднані в блок логічної обробки сигналу Новим у «Генераторі синусоїдальної напруги, відомого мережею» є нова схемотехніка генератора, що дозволяє реалізувати транзисторні варіанти генераторів синусоїдальної напруги, ВІДОМІ ме 8 режею Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки - еталонний генератор, - автономний інвертор, - перемикач, - блок збігу, - інтегратор, -тригер ВІДМІТНИМИ ВІД прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки - еталонний генератор виконаний у вигляді генератора нормованих імпульсів, - автономний інвертор виконаний у вигляді генератора синусоїдальної напруги з імпульсним стабілізатором постійної напруги, - перемикач виконаний у вигляді першого суматора, що виділяє різницеву частоту мережі і генератора синусоїдальної напруги, - блок збігу виконаний у вигляді другого суматора, що підсумовує рівність частот і рівень напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, - інтегратор виконаний у вигляді лічильника нормованих імпульсів з дешифратором тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги, - тригер виконаний у вигляді тригера керування включенням виходу генератора синусоїдальної напруги в мережу, - формувач імпульсів установки в нуль, - вузол контролю напруг мережі і генератора синусоїдальної напруги, - релейно-транзисторний вузол, - на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, - вихід першого суматора з'єднаний із входом формувача імпульсів, - вихід формувача імпульсів підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів, - на рахунковий вхід лічильника нормованих імпульсів надходять імпульси з виходу генератора нормованих імпульсів, - вихід лічильника нормованих імпульсів з'єднаний із входом дешифратора, - вихід дешифратора з'єднаний з S-входом тригера керування, - R- вхід тригера керування з'єднаний з виходом формувача імпульсів, - вихід тригера керування з'єднаний з першим входом другого суматора, - другий вхід другого суматора з'єднаний з виходом вузла контролю різниці напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, - на входи вузла контролю різниці напруг надходять випрямлені і відфільтровані напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, - вихід другого суматора з'єднаний із входом релейно-транзисторного вузла, вихід релейно-транзисторного вузла з'єднаний з мережею і виходом генератора синусоїдального сигналу Приватними ВІДМІТНИМИ від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки 57401 - генератор синусоїдальної напруги містить квадратурний генератор синусоїдальних коливань, що складається з двох операційних підсилювачів, охоплених загальним зворотним зв'язком, - на першому операційному підсилювачі реалізований регульований фазообертач, а на другому - інвертор, - вихід інвертора з'єднаний із входом фазообертача зворотним зв'язком, що складається з послідовно включених конденсатора і резистора, - вихід фазообертача підключений до ланцюга стабілізації амплітуди синусоїдального сигналу, що складається з емітерного транзисторного повторювача, навантаженням якого служать послідовно з'єднані лампи накалювання і підстроєчний резистор, що виконує функцію регулятора амплітуди вихідного сигналу, - вихід фазообертача підключений до входу пристрою синхронізації частоти і фази генератора, - вихід пристрою синхронізації підключений до входу парафазного підсилювача потужності, - парафазний підсилювач потужності складається з фазошверсного каскаду попереднього підсилювача, навантаженням якого є парафазний підсилювач потужності, реалізований на складених транзисторах за схемою напівмостового інвертора на транзисторах різної провідності, вихідному багатообмоточному трансформаторі і двох конденсаторах, - ланцюг стабілізаціїамплітуди синусоїдального сигналу містить три послідовно з'єднаних лампи накалювання, - імпульсний стабілізатор постійної напруги містить двотактний двохтранзисторний регульований перетворювач із силовим трансформатором, ВИХІДНІ випрямляч і фільтр, генератор, що задає, і формувач імпульсів, широтно-імпульсний модулятор, перетворювач зворотного зв'язку, - генератор, що задає, виконаний у вигляді функціонального генератора, що включає генератор трикутних імпульсів, виконаний за схемою інтегратора, і синхронізований з ним генератор прямокутних імпульсів, виконаний за схемою компаратора, - формувач імпульсів виконаний за схемою фазоінвертора на цифрових мікросхемах, - широтно-імпульсний модулятор виконаний на операційному підсилювачі, - перетворювач зворотного зв'язку включає оптоелектронний перетворювач вихідного сигналу стабілізатора, транзисторний емітерний повторювач і підсилювач зворотного зв'язку на операційному підсилювачі, вихід генератора трикутних сигналів з'єднаний з першим входом генератора прямокутних імпульсів і з першим входом широтноімпульсного модулятора, - вихід генератора прямокутних імпульсів підключений до рахункового входу тригера фазоінвертора, - вихід перетворювача зворотного зв'язку підключений до другого входу широтноімпульсного модулятора, вихід широтно-імпульсного модулятора підключений до входів логічних елементів фазоінвертора, 10 - два виходи фазоінвертора підключені до двох входів попереднього двохтранзисторного підсилювача, - виходи двох попередніх двохтранзисторних підсилювачів навантажені на бази силових транзисторів двотактного двохтранзисторного регульованого перетворювача, - схема керування стабілізатора живиться від вхідного параметричного стабілізатора, - вихідний випрямляч виконаний за мостовою схемою, - вихідний фільтр виконаний за схемою LCфільтра зі штучною нульовою крапкою, - вхідний параметричний стабілізатор виконаний за схемою зі штучною нульовою крапкою, - лічильник нормованих імпульсів і дешифратор тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги виконані з можливістю підрахунку не менш 5000 нормованих імпульсів, - генератор нормованих імпульсів виконаний з можливістю генерування нормованих імпульсів тривалістю 2 мс, - на входи першого суматора надходять напруги мережі і генератора синусоїдальної напруги, - перший суматор виконаний у вигляді трьохобмоточного підсумовуючого трансформатора, ВХІДНІ обмотки якого з'єднані з мережею і генератором синусоїдальної напруги, а вихідна обмотка з'єднана з першим бруківкам випрямлячем, вихід першого мостового випрямляча з'єднаний з конденсатором, до виводів якого підключений індикатор «нульових б и т в » , - індикатор «нульових биттів» виконаний у вигляді послідовно з'єднаних першого світлодюда і струмообмежувального резистора, - крапка з'єднання першого світлодюда і струмообмежувального резистора підключена до прямого входу першого компаратора, вхід, що інвертує, якого підключений до резистивного дільника випрямленого і стабілізованої сіткової напруги, - формувач імпульсів виконаний на цифрових мікросхемах у вигляді першого інвертора, - вихід першого інвертора навантажений на ланцюжок, що диференціює, з послідовно включених конденсатора і резистора, - загальна крапка конденсатора і резистора підключена до входу другого інвертора, - вихід другого інвертора підключений до входу установки в нуль лічильника нормованих імпульсів і до входу третього інвертора, - вихід третього інвертора з'єднаний з першим входом схеми збігу на логічному елементі «1», - другий вхід схеми збігу з'єднаний з виходом дешифратора, - вузол контролю різниці напруг виконаний у вигляді другого мостового випрямляча, вхід другого мостового випрямляча підключений до генератора синусоїдальної напруги, - вихід другого мостового випрямляча навантажений на конденсатор і резистивний дільник, - середня крапка резистивного дільника підключена до прямого входу другого компаратора, - вхід другого компаратора, що інвертує, 57401 12 11 з'єднаний з резистивним дільником, тексту - БЛОС) - резистивний дільник підключений до виводів Структурна схема блоку імпульсного стабілізаконденсатора і виходу третього мостового виптора напруги 1 (далі по тексту- ІСН 1) складається рямляча, з функціонального генератора (далі по тексту - ФГ) 4, фазоінвертора (формувача модульованих імпувхід третього мостового випрямляча льсів керування, далі по тексту - ФМІК) 5, поперепідключений до напруги мережі, днього двохтранзисторного підсилювача (далі по - другий суматор виконаний у вигляді схеми тексту- ПДП) 6, підсилювача потужності (вихідного збігу на логічному елементі «1», інвертора) 7, випрямляча 8, фільтра 9, і перетво- релейно-транзисторний вузол виконаний у рювача зворотного зв'язку (далі по тексту - ПЗЗ) вигляді транзистора, 10 і широтно-імпульсного модулятора (далі по тек- у колекторний ланцюг транзистора через песту-Ш ЇМ) 11 ремикач режиму включена обмотка реле, - обмотка реле зашунтована діодом, Перший вихід ФГ 4 з'єднаний з першим входом ФМІК 5, вихід якого з'єднаний із ПДП 6, вихід - у колекторний ланцюг транзистора включеякого з'єднаний із входом вихідного інвертора 7, на ний індикатор підключення генератора синувиході якого установлений випрямляч 8 з фільтсоїдальної напруги до мережі, ром 9 - індикатор підключення виконаний у вигляді послідовно з'єднаних другого світлодюда і струмоВихід фільтра 9 через ПЗЗ 10 з'єднаний із друобмежувального резистора, гим входом ШІМ 11, на перший вхід якого подана пилкоподібна напруга з другого виходу ФГ 4 - формувач імпульсів, лічильник і генератор нормованих імпульсів, дешифратор, тригер керуВихід ШІМ 11 з'єднаний із другим входом ФМІК вання і другий суматор об'єднані в блок логічної 5 обробки сигналу ПЗЗ 10 включає оптоелектронний перетворюМіж суттєвими ознаками винаходу, що заяввач вихідного сигналу стабілізатора, зібраний на ляється, і технічним результатом, який досядюдній оптопарі VS 1, транзисторний емітерний гається, існує наступний причинно-наслідковий повторювач на транзисторі VT 5 і підсилювач звозв'язок ротного зв'язку на операційному підсилювачі DA 22 Дійсно, ТІЛЬКИ використання усіх ВІДМІТНИХ суттєвих ознак винаходу, що заявляється, дозволяє ФГ 4 є замкнутої релаксаційною системою, що виконати задачу, поставлену у винаході - розробку складається з інтегратора DA1-1 і компаратора нової схемотехніки генератора синусоїдальної DA1-2 Постійна часу інтегратора і, отже, частота напруги, відомого мережею з досягненням технічгенеруємих коливань визначаються ємністю конного результату - розширенням області викорисденсатора СЗ, включеного в ланцюг негативного тання пристрою стосовно до транзисторних інверзворотного зв'язку торів, відомим мережею Напруга з виходу інтегратора DA1-1 подається А приватні суттєві ознаки лише конкретизують на вхід двохполярного компаратора DA1-2 через один з можливих варіантів практичної реалізації резистор R3 і, по досягненні порога спрацьовуванпристрою, що заявляється ня DA1-2, полярність напруги на виході компаратора DA1-2 змінюється на протилежну, і цикл поСуть пристрою, що заявляється, пояснюється вторюється Плавне регулювання частоти кресленнями здійснюється резистором R 7 На фіг 1 зображена структурна схема пристрою, на фіг 2 показана функціональноЯкщо на виході компаратора DA1-2 є присутпринципова електрична схема блоку імпульсного нім позитивна напівхвиля, то на виході інтегратора стабілізатора напруги (далі по тексту ІСН), на фіг З DA1-1 - наростання фронту трикутного імпульсу - принципова електрична схема функціонального напруги, а при переключенні компаратора DA1-2 генератора, на фіг 4 - принципова електрична на виході інтегратора DA1-1 є присутнім негативсхема формувача імпульсів ІСН, на фіг 5 - принциний спад трикутного імпульсу пова електрична схема широтно-імпульсного моТрикутні імпульси, стабільні по амплітуді, наддулятора (виділена жирними ЛІНІЯМИ) І перетворюходять через буферний резистор R4 на перший вача зворотного зв'язку блоку ІСН, на фіг 6 вхід LUIM11, виконаного на мікросхемі DA2-1 На принципова електрична схема двохтранзисторного другий вхід LUIM11 подається напруга з виходу попереднього підсилювача, на фіг 7 зображені П3310, виконаного на операційному підсилювачі принципова блок-схема генератора 2 (далі по текDA2-2 сту - ГСН 2) і принципова електрична схема Дільник еталонної напруги на резисторах R11 і вихідного каскаду парафазного підсилювача поR12 і дільник на резисторах R15 і R14 забезпечутужності ГСН 2, на фіг 8 зображена принципова ють такий коефіцієнт підсилення на DA2-2, що електрична схема квадратурного генератора синунеобхідний для регулювання коефіцієнта стабілісоїдального сигналу, на фіг 9 зображена принцизації імпульсного стабілізатора за рахунок підбора пова електрична схема верхнього плеча підстроєчного резистора R14 підсилювача потужності ГСН 2, на фіг 10 - те ж, Установка вихідної напруги імпульсного нижнього плеча ГСН 2, на фіг 11 зображена стабілізатора иВЫх виробляється резистором R 9 функціональна блок-схема пристрою синхронізації Емітерний повторювач, виконаний на VT5, генератора 3 (далі по тексту - ПСГ 3), на фіг 12 R13, R8, R10 необхідний для узгодження високого зображена принципова електрична схема привихідного опору оптоелектронного перетворювача строю, на фіг 13 зображена принципова електричVS 1 (який розв'язує ланцюга вихідної напруги імна схема блоку логічної обробки сигналу (далі по пульсного стабілізатора і нетрадиційного джерела 57401 14 13 живлення постійного струму) з низькоомним вхоШІМ11, ФМІК5 дом п з з У блоці ФМІК5 виробляються імпульси керуПовний цикл формування трикутного імпульсу вання ПДП6, модульовані по ширині за допомогою у ФГ 4 відбувається протягом одного періоду пряПЗЗ 10 і ШІМ11 мокутних імпульсів на виході компаратора DA1-2 Ці імпульси надходять на ПДП6, керуючи роДля одержання двохполярных імпульсів керування ботою транзисторів попереднього підсилювача необхідно розділити на «2» частоту проходження ПДП6 VT3 і VT4 Ці транзистори ПДП6 підсилюють імпульсів з виходу компаратора ФГ4, щоб у кожен позитивні і негативні імпульси, що керують робонапівперюд отриманих прямокутних імпульсів синтою транзисторів двотактного вихідного каскаду 7 хронно входив один цикл трикутних імпульсів з ІСН1, зібраного за схемою напівмостового інвервиходу інтегратора DA -1 ФГ4 тора на транзисторах різної провідності VT1 і VT2, Для цього в схему ФМІК 5 уведений D-тригер трансформаторі TV1 і конденсаторах С1, С2 DD1 у режимі розподілу на «2» 3 виходу DD1 При надходженні на базу транзистора VT1 попрямокутні імпульси з частотою перетворення зитивного імпульсу, останній відкривається і через надходять на вхід мікросхеми DD2, що виділяє обмотку трансформатора TV1 розряджається С1 і імпульси керування позитивної і негативної полярзаряджається С2 ності Імпульси позитивної полярності формуються По обмотці трансформатора TV1 протікає на елементі DD2-1 шляхом підсумовування струм позитивної напівхвилі імпульсного імпульсів з виходу ШІМ 11, що випливають кожні стабілізатора напруги напівперюд частоти перетворення з позитивним При надходженні на базу транзистора VT2 ненапівперюдом частоти перетворення гативні імпульси, останній відкривається і через Елемент DD2-3 виконує роль інвертора обмотку трансформатора TV1 розряджається С2 і Інвертовані імпульси необхідні для виділення заряджається С1 По обмотці трансформатора імпульсів негативної полярності, для чого в схему TV1 протікає струм негативної напівхвилі введені елементи DD2-3 і DD2-4 На виході DD2-4 імпульсного стабілізатора напруги виходять негативні імпульси для негативної Отже, трансформатор TV1 працює в двотактнапівхвилі ІСН1 ному режимі, без підмагнічування, по повній петлі З виходу DD2-1 знімають позитивні імпульси, пстерезиса модульовані по ширині для позитивних напівперіВторинна обмотка трансформатора TV1 одів ІСН1 підключена до схеми двопівперюдного випрямляЗ виходу DD2-4 знімають негативні імпульси, ча із середньою крапкою 8, зібраного на модульовані по ширині для негативного напівперіімпульсних діодах 2Д213А оду ІСН1 Випрямлена напруга подається на LC - фільтр Позитивні імпульси через резистор R17 над9, до виходу якого підключений оптоелектронний ходять у ПДП6 на базу транзистора зворотної проперетворювач вихідного сигналу стабілізатора, відності VT3, що служить для узгодження низької зібраний на дюдній оптопарі VSI напруги на виході Кмоп-логики з високою напругою Розглянемо структуру і роботу ГСН 2 від НДХ постійного струму ГСП 2 складається з квадратурного генератоНегативні імпульси через резистор R18 надхора синусоїдального сигналу 12, двох пліч - верхдять у ПДП6 на базу транзистора прямої провіднього 13 і нижнього 14 парафазного попереднього ності VT4, що служить для узгодження низької напідсилювача потужності і підсилювача потужності пруги на виході КМОП-логики з високою напругою синусоїдального генератора 15, зібраного за схевід НДХ постійного струму мою напівмостового інвертора на транзисторах Двотактний вихідний каскад 7 ІСН 1 зібраний різної провідності VT6 VT7, вихідному багатообмоза схемою напівмостового інвертора на транзиточному трансформаторі TV2 і двох конденсатосторах різної провідності VT1 і VT2, трансформарах С4 і С 14 торі TV і конденсаторах С1, С2 Квадратурний генератор 12 зібраний на Біполярний випрямляч 8 зібраний на силових здвоєній мікросхемі операційного підсилювача випрямних діодах за мостовою схемою (умовно не (далі по тексту - ОП) DA3 На ОП DA3-1, резистопоказані), фільтр 9 - на конденсаторах і на дросерах R36, R37, R38, R31, R32 і конденсаторі С6 лях (умовно не показані) зі штучною нульовою зібраний регульований фазообертач, що вносить крапкою зрушення фази сигналу, рівний ер-], що визнаДля живлення ФГ4, ФМІК5 ПДП6, П3310 і чається співвідношенням ємності конденсатора С6 LUIM11 імпульсний стабілізатор постійної напруги і опором резистора R31 3 виходу фазообертача містить вхідний параметричний стабілізатор, викосигнал надходить на ланцюг стабілізації амплітуди наний за схемою зі штучною нульовою крапкою HL1-HL3, R40, що компенсує вплив таких дес(умовно не показаний) табілізуючих факторів, як температура і ІСН 1 працює наступним чином неідеальність параметрів ОП Постійна вхідна напруга від НДХ надходить на На ОП DA3-2 і резисторах R34, R35 зібраний ВХІДНІ затиски ІСН1, стабілізується вхідним парапідсилювач, що інвертує Внесене ним зрушення метричним стабілізатором і подається на ФГ4, фаз ф2 постійне і дорівнює 180° ФМІК5, ПДУ6, П3310 і ШІМ 1, і заряджає конденса тори С1 і С2 ФГ4 починає виробляти імпульси трикутної форми і синхронізовані з ними прямокутні імпульси, що використовуються для керування роботою Конденсатор С5 із вхідним опором каскаду на ОП DA3-1 утворить ланцюг додаткового зрушення фази сигналу на кут ерз , що у сумі зі зрушенням фази, внесеним цим каскадом, складає 180° 15 Таким чином, загальне зрушення фази в квадратурному генераторі 12 складає Ф = Ф1 + Ф 2 + фз = 360° , тобто виконується одна з основних умов виникнення генерації - баланс фаз Для збереження балансу амплітуд необхідно виконати умову k=(kixk 2 )/2=1, де k - коефіцієнт передачі квадратурного генератора, з розірваної в крапці А петлею зворотного зв'язку, кі - результуючий коефіцієнт передачі ланцюга HL1 - HL3, R40 і підсилювачі, що інвертує, на DA DA3-2, VT8, кг - коефіцієнт передачі ОП на DA3-1 і рівний R32/R31 Підсилювач потужності 15 ГСН2 зібраний за схемою парафазного підсилювача на транзисторах різної провідності з напругою зсуву, що створюється ланцюгом R41, VD3, і VD4, R46, що компенсує рівень динамічного бар'єра близько 0,7 В, що зводить до мінімуму перекручування синусоїдального сигналу типу «сходинка» На транзисторах VT9, VT11 і резисторах R42, R26, R27, R28 і R47 зібраний фазошверсний каскад -блоки 13 114 ГСН2 Вихідний каскад підсилювача потужності 15 зібраний на складених транзисторах VT 10, VT6 і резисторі R44 і VT12, VT7 і резисторі R48 за схемою інвертора на транзисторах різної провідності за напівмостовою схемою, у котру також входять С13, С6 і вихідний трансформатор TV2 Резистори R43 і R45 виконують роль місцевого негативного зворотного зв'язку, що забезпечує номінальний режим роботи вихідних інверторів ГСН 2 працює наступним чином При подачі живлення на вхід ГСН2 починає працювати квадратурний генератор синусоїдального сигналу 12, що виробляє на виході DA3-1 сигнал синусоїдальної форми з частотою близько 50 Гц Цей сигнал через емітерний повторювач на транзисторі VT8 надходить на вхід пристрою синхронізації генератора 3 (далі по тексту - ПСГ) по частоті і фазі з ведучою частотою, як правило, частотою мережі 50 Гц З виходу ПСГЗ сигнал надходить на вхід дільника напруги на резисторах R24, R25 і через резистор R23 надходить на вхід попереднього парафазного підсилювача на транзисторах VT9 і VT11 Діоди VD3 і VD 4 створюють на резисторах R41 і R46 початковий зсув по постійному струмі для транзисторів VT9 і VT11 близько 0,7 В Це спадання напруги відповідає напрузі U б э транзисторів VT9 і VT11, рівній напрузі динамічного бар'єра кремнієвих транзисторів, що забезпечує роботу попереднього парафазного підсилювача і всього підсилювача потужності в режимі класу А-Б Це дозволяє звести до мінімуму перекручування типу «сходинка», однак, при цьому збільшується струм холостого ходу Резистор R27 призначений для балансування роботи фазоінвертора щодо нульової крапки Крім функції створення початкового зсуву на базах транзисторів VT9 і VT11 діоди VD3 і VD4 57401 16 поділяють вхідний сигнал на двох фаз - позитивну і негативну Транзистори VT10.VT6 і VT11, VT7 являють собою парафазні каскади вихідного підсилювача потужності на складених транзисторах різного типу провідності і потужності Резистори R29, R30 виконують роль буфера і запобігають виходу з ладу складених транзисторів VT10, V T 6 i VT11, VT7 Резистори R44 і R48 є опорами в ланцюзі негативного зворотного зв'язку, що забезпечують роботу складених транзисторів VT10.VT6 і VT11, VT7 з однаковим коефіцієнтом підсилення по перемінному і постійному струмі і запобігають самозбудженню цих складених транзисторів у підсилювачі потужності 15 ГСН2 ВИХІДНІ транзистори VT6 і VT7 включені в напівмостову схему разом з конденсаторами С 13 і С4, навантаженням якого служить первинна обмотка підвищувального трансформатора TV2, що погоджує низьку вихідну напругу підсилювача з високою напругою живильної мережі (~ 220 В, 50 ГЦ) Трансформатор TV2 створює необхідний перепад напруг між виходом генератора синусоїдальної напруги і напругою мережі, тобто У ВЬ іхн > иСЄти, для того, щоб напруга виходу генератора бути вище напруги мережі - це необхідно для передачі енергії з генератора в мережу Крім того, з виходу трансформатора TV2 знімається перемінна напруга 15В, яких необхідно для виділення нульових б и т в (різниці частот) живильної мережі і ГСН2 і яке служить для синхронізації частоти і фази ГСН2 в ПСГЗ Розглянемо структуру і роботу ПСГ З Функціональна блок-схема пристрою, представлена на фіг 1 1 , включає наступні блоки і вузли 16 - перший суматор, що виділяє різницеву частоту мережі і генератора синусоїдальної напруги (синхронізатор по прототипі), 17 - формувач імпульсів установки в нуль лічильника нормованих імпульсів і тригера керування, 18 - лічильник нормованих імпульсів, 19 - генератор нормованих імпульсів (задаючий генератор по прототипу), 20 - дешифратор тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і генератора синусоїдальної напруги, 21 - тригер керування включенням виходу генератора синусоїдальної напруги в мережу (RSтригер по прототипу), 22 - другий суматор, якій підсумовує рівність частот і рівень напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, 23 - вузол контролю різниці напруг генератора синусоїдальної напруги і мережі, 24 - релейно-транзисторний вузол Розглянемо докладніше схемотехніку ПСГ З Перший суматор 16, що виділяє різницеву частоту мережі і генератора синусоїдальної напруги, виконаний у виді трьохобмоточного підсумовуючого трансформатора TV4, ВХІДНІ обмотки якого -І й II - з'єднані з мережею і ГСН2, а вихідна обмотка - III - з'єднана з першим бруківкам випрямлячем на 17 діодах VD12-15, вихід якого з'єднаний з конденсатором С Ю , до виводів якого підключений індикатор «нульових битпв», виконаний у вигляді послідовно з'єднаних першого світлодюда VD16 і струмообмежувального резистора R60, крапка з'єднання яких підключена до прямого входу першого компаратора DA4, що інвертує вхід якого підключений до резистивного дільника на резисторах R52, R56 випрямленої і стабілізованої сіткової напруги Формувач імпульсів 17 установки в нуль лічильника нормованих імпульсів і тригера керування виконаний на цифрових мікросхемах у виді першого інвертора DD3-1, вихід якого навантажений на ланцюжок, що диференціює, з послідовно включених конденсатора С11 і резистора R61, загальна крапка яких підключена до входу другого інвертора DD3-2, вихід якого підключений до входу установки в нуль лічильника DD5 нормованих імпульсів і до входу третього інвертора DD3-3, вихід якого з'єднаний з першим входом схеми збігу DD7-2 на логічному елементі «1», другий вхід якого з'єднаний з виходом дешифратора DD7-1 Лічильник нормованих імпульсів 18 виконаний на мікросхемі DD5 Генератор нормованих імпульсів 19 виконаний на двох логічних елементах DD4-1, DD4-2, резисторі R62 і конденсаторі С12 за традиційною схемою з можливістю генерування нормованих імпульсів тривалістю 2 мс Дешифратор 20 тривалості періоду проходження імпульсів різниці частот мережі і ГСН 2 виконаний на трьох логічних елементах DD6-1, DD6-2 і DD7-1 Лічильник 18 і дешифратор 20 виконані з можливістю підрахунку не менш 5000 нормованих імпульсів Тригер керування 21 включенням виходу ГСН 2 у мережу виконаний на мікросхемі DD8 (RSтригер) Другий суматор 22, що підсумовує рівність частот і рівень напруг ГСН 2 і мережі, виконаний у вигляді схеми збігу на логічному елементі «И» DD9-1 Вузол контролю різниці напруг 23 ГСН 2 і мережі виконаний у вигляді другого мостового випрямляча VD8-11, вхід якого підключений до ГСН 2, а вихід навантажений на конденсатор С9 і резистивний дільник на резисторах R58, R59, середня крапка якого підключена до прямого входу другого компаратора DA5 на мікросхемі операційного підсилювача, що інвертує, вхід якого з'єднаний з резистивним дільником на резисторах R51, R55, підключеним до виводів конденсатора С7 і виходу третього мостового випрямляча на діодах VD4-7, вхід якого підключений до напруги мережі через вторинну обмотку II трансформатора TV3 Релейно-транзисторний вузол 24 виконаний у вигляді транзистора VT13, у колекторний ланцюг якого через перемикач режиму SA1 включена обмотка реле Р 1 , зашунтована діодом VD19, крім того, у колекторний ланцюг транзистора включений індикатор підключення ГСН 2 до мережі, виконаний у вигляді послідовно з'єднаних другого світлодюда VD18 і струмообмежувального резистора R49 57401 18 Крім того, формувач імпульсів, лічильник і генератор нормованих імпульсів, дешифратор, тригер керування і другий суматор об'єднані в блок логічної обробки сигналу - БЛОС ПСГ 3 працює наступним чином Живлення пристрою для синхронізації ГСН 2 з мережею по напрузі і частоті здійснюється від мережі перемінної напруги 220 В через трансформатор TV3, із вторинної обмотки якого перемінна напруга випрямляється дюдним мостом на діодах VD4-7 і фільтрується конденсатором С7 для живлення мікросхем, стабілізується параметричним стабілізатором R50 і VD17 Сигнал синхронізації по частоті формується наступним чином Сіткова напруга, що знімається з вторинної обмотки II трансформатора TV3 надходить на обмотку І підсумовуючого трансформатора TV4, на обмотку II якого надходить напруга з обмотки зворотного зв'язку підсилювача потужності ГСН 2 На III обмотці підсумовуючого трансформатора TV4 одержуємо суму частот, що промодульована різницею цих частот після демодуляції діодами VD12-15 і фільтрації конденсатором С10 З вихідної обмотки III підсумовуючого трансформатора TV4 алгебраїчна сума частот мережі і ГСН 2 надходить на демодулятор, виконаний на діодах VD12-15, конденсаторі С Ю Навантаженням демодулятора є послідовно включені світлодюд VD16 і струмообмежувальний резистор R60 Призначення демодулятора в тому, щоб виділити різницеву частоту мережі і ГСН 2, який промодульована сумарна частота мережі і ГСН 2 У результаті одержуємо пульсуючу напругу різниці частот мережі і ГСН 2, що візуально можна спостерігати по пульсуючому СВІТІННЮ СВІТЛОДІОД ного індикатора VD16, що є індикатором «нульових битпв» Чим нижче частота пульсацій світлодюд ного індикатора, тим ближче частоти сіткової напруги і ГСН 2 Напруга «нульових битпв» (колоколоподібні напівперюди різницевої частоти) із середньої крапки послідовно включених резистора R60 і світлодюда VD16 надходить на прямий вхід компаратора DA4, на вхід, що інвертує, якого із середньої крапки дільника на резисторах R52 і R56 надходить стабілізована сіткова напруга Компаратор DA4 ці колоколоподібні напівперіоди різницевої частоти перетворить у прямокутні імпульси, період проходження яких дорівнює половині періоду різницевої частоти При різниці частот мережі і ГСН 2, близької до нуля, на виході компаратора DA4 може проявитися ефект так називаного «дребезга контактів», що усувається введенням інтегруючого конденсатора С8, підключеного до входу, що інвертує, і виходу компаратора DA4 Конденсатор С8 призначений для демпфірування вихідного сигналу компаратора DA4 при його повільному переключенні, при цьому ВИХІДНІ імпульси компаратора DA4 мають трапецієподібну форму Опір R53 є навантаженням компаратора DA4 Вихідний трапецієподібний сигнал компаратора DA4 перетвориться в імпульси прямокутної фо 19 рми за допомогою формувача-швертора DD3-1, потім за допомогою ланцюжка, що диференціює, на конденсаторі С 11 і резисторі R61 виділяється негативний фронт (спад імпульсу) і з нього за допомогою посилювача-формувача-швертора на логічних елементах DD3-2 і DD3-3 формується імпульс установки в «0» лічильника, реалізованого на мікросхемі DD5, і тригера DD8 формування сигналу синхронізації по частоті Генератор нормованих імпульсів зібраний на двох інверторах DD4-1 і DD4-2 мікросхеми DD4, резисторі R62 і конденсаторі 312 і генерує нормовані імпульси, період проходження яких дорівнює 2 мс З виходу генератора нормовані імпульси надходять на вхід лічильника нормованих імпульсів DD5, зібраному на 16-ти розрядному двоїчному лічильнику типу К561ИЕ16 На логічних елементах DD6-1 і DD6-2 мікросхеми DD6 і на логічному елементі DD7-1 виконаний дешифратор, на виході якого з'являється логічний сигнал «І» тільки при надходженні на вхід лічильника DD5 5000 імпульсів Якщо лічильник DD5 відрахує більше 5000 імпульсів, то пройде більше 10 сек, тому що 2 мс х 5000 імпульсів =10 сек Отже, частота «нульових б и т в » менше 0,1 Гц і точність порівняння частот мережі і ГСН 2 чи більше дорівнює 0,1 Гц Якщо імпульс установки в «0» лічильника DD5 буде приходити з частотою, більшої 0,1 Гц, то лічильник DD5 не буде дораховувати до 5000 імпульсів і на виході дешифратора на мікросхемах DD6 і DD7-1 не буде з'являтися сигнал логічної «1» Виходом дешифратора на мікросхемах DD6 і DD7-1 є вихід мікросхеми DD7-1 і, з появою позитивного фронту на цьому виході, тригер DD8 переходить в одиничний стан і сигнал логічної «1» надходить на вхід мікросхеми DD9-1, що виконує функції «И» Якщо «1» прийшла і з виходу DA5, то на виході DD9-1 з'являється сигнал логічного «0» В всіх інших випадках на цьому виході присутній сигнал логічної «1» З виходу DD9-1 сигнал надходить на вхід інвертора DD9-2 і при наявності сигналу логічного 57401 20 «0» на вході DD9-2 на виході DD9-2 з'являється сигнал логічної «1», що через дільник на резисторах R54 і R57 включає VT13 Сигнал синхронізації по напрузі формується наступним чином Нестабілізована напруга мережі порівнюється з напругою виходу ГСН 2 на компараторі порівняння DA5, реалізованого на мікросхемі К 140 УД6 Сіткова напруга із середньої крапки дільника напруги на резисторах R51 і R55 надходить на вхід компаратора, що інвертує, DA5 Напруга від ГСН2 випрямляється діод ним мостом на діодах VD8-11, згладжується конденсатором С9 і із середньої крапки дільника на резисторах R58 і R59 подається на прямий (нешвертуючий) вхід компаратора DA5 На виході компаратора DA5 сигнал логічної «1» з'являється тільки в тому випадку, якщо напруга мережі менше напруги ГСН 2 Ця логічна «1» дозволяє проходження сигналу «синхронізація по частоті» на базу транзистора VT13 через дільник на резисторах R54 і R57 Навантаженням транзистора VT13 є обмотка реле Р1, включена в його колекторний ланцюг через контакти перемикача SA1 Крім того, до колектора транзистора VT13 через токообмежуючий (баластовий) резистор R49 підключений світлодюдний індикатор «синхронізація» VD18, індицируючий режим роботи пристрою, що заявляється, при якому вихід ГСН 2 підключений до мережі Обмотка реле Р1 зашунтована діодом VD19 , що захищає транзистор VT13 від пробою э д с самоіндукції обмотки реле Р1 при його відключенні Реле Р1 своїми контактами КР1-1 підключає вихід ГСН 2 до мережі перемінної напруги 220 В Крім того, реле Р1 своїми контактами КР1-2 переключає вхід підсилювача потужності ГСН 2 на синхронне з мережею напруга, що знімається з обмотки ПІ трансформатора TV3 Таким чином, можна зробити висновок що задача, поставлена в дійсному винаході, вирішена з досягненням технічного результату - розширенням області використання пристрою стосовно до транзисторних інверторів, відомим мережею 21 22 57401 ФЇГ.1 Фіг.2 23 24 57401 #ir.7 і Ь ЇМ lr.1i ииерїжн -220 \ 25 Комп'ютерна верстка М Мацело 57401 26 Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSine-voltage generator synchronized with mains
Автори англійськоюBekirov Eskender Alimovych
Назва патенту російськоюГенератор синусоидального напряжения, синхронизированный с электрической сетью
Автори російськоюБекиров Эскендер Алимович
МПК / Мітки
Мітки: синхронізований, напруги, перемінного, струму, мережею, генератор, синусоїдальної
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/13-57401-generator-sinusodalno-naprugi-sinkhronizovanijj-z-merezheyu-pereminnogo-strumu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Генератор синусоїдальної напруги, синхронізований з мережею перемінного струму</a>
Попередній патент: Спосіб контролю кутів повороту рухомих елементів газотурбінних двигунів
Наступний патент: Пристрій для вилучення біогазу та утилізації тепла з масиву полігону твердих побутових відходів
Випадковий патент: Ящик для пляшок