El modo de funcionamiento de una máquina síncrona en paralelo con la red a una velocidad síncrona se denomina sincrónico.

Considere una máquina de polos implícitos encendida para operación en paralelo, despreciando la resistencia activa de las fases del devanado del inducido ().

La corriente del devanado del inducido será igual a

Cambio de potencia reactiva. Modo compensador síncrono.

Si se cumplen todas las condiciones para encender el generador para la operación en paralelo, la corriente de armadura es cero, la máquina está inactiva. Si la corriente de excitación del generador después de la sincronización aumenta, entonces, y hay una corriente rezagada 90 el. grado (Fig. 3.23, a). La máquina suministrará corriente inductiva y potencia reactiva a la red. Si se reduce la corriente de excitación del generador, se produce una corriente relativa adelantada (Fig. 3.23, b). La máquina suministrará corriente capacitiva a la red y consumirá potencia reactiva de la red.

Una máquina síncrona que no lleva una carga activa y está cargada con corriente reactiva se llama compensador sincrónico.

Cambio de potencia activa. Modo generador y motor.

Para que la máquina conectada a la operación en paralelo genere potencia activa, para trabajar en modo generador, es necesario aumentar el par mecánico en el eje (Fig. 3.23, c). En este caso, surge una corriente rezagada. El valor de la potencia activa del generador es

Si, por el contrario, disminuimos la velocidad del rotor de la máquina, creando una carga mecánica en su eje, entonces el EMF se retrasará en un ángulo, la corriente en un ángulo (Fig. 3.23, d). En este caso, la potencia activa será igual, la máquina funcionará en modo motor, consumiendo potencia activa de la red.

Cuando los datos se intercambian en la capa física, la unidad de información es un bit, por lo que la capa física significa mantener siempre la sincronización bit a bit entre el receptor y el transmisor.

La capa de enlace opera en tramas de datos y proporciona sincronización entre el receptor y el transmisor a nivel de trama. Es responsabilidad del receptor reconocer el inicio del primer byte de la trama, reconocer los límites de los campos de la trama y reconocer el final de la bandera de la trama.

Por lo general, es suficiente garantizar la sincronización en estos dos niveles, bit y marco, para que el transmisor y el receptor puedan garantizar un intercambio estable de información. Sin embargo, si la calidad de la línea de comunicación es deficiente (esto suele aplicarse a los canales telefónicos conmutados), se introducen medios adicionales de sincronización a nivel de byte para reducir el costo del equipo y aumentar la confiabilidad de la transmisión de datos.

Este modo de operación se llama asincrónico o inicio-parada. Otra razón para usar este modo de operación es la presencia de dispositivos que generan bytes de datos en momentos aleatorios. Así es como funciona el teclado de una pantalla u otro dispositivo terminal, desde el cual una persona ingresa datos para que los procese una computadora.

En modo asíncrono, cada byte de datos va acompañado de señales especiales de inicio y parada. El propósito de estas señales es, en primer lugar, notificar al receptor de la llegada de datos y, en segundo lugar, dar al receptor tiempo suficiente para realizar algunas funciones relacionadas con la temporización antes de que llegue el siguiente byte. La señal de inicio tiene una duración de un intervalo de reloj, y la señal de parada puede durar uno, uno y medio o dos relojes, por lo que se dice que uno, uno y medio o dos bits se utilizan como señal de parada, aunque estas señales no representan bits de usuario.

El modo descrito se denomina asíncrono porque cada byte puede desplazarse ligeramente en el tiempo en relación con los relojes de bits del byte anterior. Tal transmisión asíncrona de bytes no afecta la exactitud de los datos recibidos, ya que al comienzo de cada byte, el receptor se sincroniza adicionalmente con la fuente debido a los bits de "inicio". Las tolerancias de tiempo más "libres" determinan el bajo costo del equipo del sistema asíncrono.

En el modo de transferencia síncrona, no hay bits de inicio y parada entre cada par de bytes. Los datos del usuario se recopilan en un marco precedido por bytes de sincronización. El byte de sincronización es un byte que contiene un código conocido, como 0111110, que notifica al receptor que ha llegado una trama de datos. Al recibirlo, el receptor debe entrar en sincronización de bytes con el transmisor, es decir, comprender correctamente el comienzo del siguiente byte de la trama. A veces se utilizan varios bytes de sincronización para proporcionar una sincronización más fiable entre el receptor y el transmisor. Dado que el receptor puede tener problemas con la sincronización de bits cuando transmite una trama larga, en este caso se utilizan códigos de sincronización automática.

En funcionamiento normal, dos momentos actúan sobre el eje del generador (suponemos que podemos despreciar el momento de resistencia debido a la fricción en los cojinetes y la resistencia del medio de refrigeración): momento de turbina Mt, que hace girar el rotor del generador y tiende a acelerar su rotación, y par electromagnético síncrono Mem, oponiéndose a la rotación del rotor. En caso de desequilibrio entre el par de la turbina y el par electromagnético (de frenado) del generador, dependiendo de la gravedad de la perturbación, pueden producirse oscilaciones síncronas o funcionamiento asíncrono del generador.

Modo asíncrono (asincrónicorégimen) – modo transitorio en el sistema de potencia, caracterizado por la rotación no síncrona de parte de los generadores del sistema de potencia.

Los modos asíncronos pueden resultar de:

Violaciones de la estabilidad estática debido a un aumento en la potencia transmitida sobre líneas eléctricas de un valor en exceso;

Violaciones de la estabilidad dinámica debido a perturbaciones de emergencia (cortocircuitos, apagado de equipos generadores o instalaciones eléctricas del consumidor);

Encendido asincrónico de líneas eléctricas y generadores;

Pérdidas de excitación del generador.

Cabe señalar que los modos de operación asíncrona de una máquina síncrona no excitada y excitada difieren significativamente entre sí.

1. Modo asíncrono de una máquina síncrona excitada

Como ejemplo, considere la transición de un generador a un modo de operación asíncrono debido a una violación de la estabilidad dinámica (ver Fig. 1) en caso de un cortocircuito con una desconexión de la línea eléctrica.

Un rasgo característico de esta dependencia es la presencia de un máximo y un mínimo claramente definidos. La diferencia entre el modo asíncrono y las oscilaciones síncronas en términos de cambio de corriente reside únicamente en la magnitud del valor máximo de corriente en el ciclo de oscilación y en la duración de estas oscilaciones. Dado que el ángulo durante la oscilación sincrónica teóricamente puede alcanzar su valor crítico, es imposible distinguir el modo asíncrono de la oscilación sincrónica solo por el valor de la corriente. Por tanto, los dispositivos ALAR basados ​​en la detección de un modo asíncrono por fluctuaciones de corriente están configurados para trabajar en el segundo, tercero, etc. bucle de modo asíncrono. En otras palabras, un modo asíncrono selectivo puede detectarse solo mediante fluctuaciones de corriente a largo plazo con una amplitud no menor que la dada y un período que no exceda el calculado.

Dependencia del cambio de voltaje y ángulo mutuo entre dos vectores de voltaje en modo asíncrono

La expresión para determinar la tensión en los puntos intermedios se determina de acuerdo con la segunda ley de Kirchhoff según la siguiente fórmula:

Distancia relativa del punto controlado con voltaje del punto con voltaje.

En el modo asíncrono, el vector EMF de una máquina síncrona que se ha salido del sincronismo comienza a girar en relación con el vector EMF de las máquinas que funcionan de forma síncrona. Cabe señalar que, en el caso general, la rotación del vector puede ocurrir tanto en sentido horario como antihorario:

en sentido anti-horario están acelerando

Si el vector #2 del sistema de potencia gira agujas del reloj, entonces esto indica que los generadores del sistema de potencia No. 2 desacelerar sobre los generadores del sistema de potencia No. 1.

Como ejemplo, considere la rotación del vector del sistema No. 2 en el esquema de diseño presentado "en el sentido de las agujas del reloj".

El análisis de las expresiones obtenidas muestra que en el momento de la divergencia del voltaje del sistema No. 1 y el sistema No. 2 en un ángulo de 180 grados (rotación asíncrona), la potencia activa cambia de signo y el valor de la potencia reactiva alcanza su valor máximo. Esta característica de cambio de potencia en el momento del arranque asíncrono es utilizada por varios fabricantes en dispositivos ALAR, independientemente de la base del elemento (dispositivos electromecánicos o de microprocesador).

En el caso general, la hodógrafa del vector de potencia total (S= PAG+ j Q) en el punto de medición (instalación del relé de potencia) es una elipse (dependencia de P de Q) cuando cambia el ángulo. Las características de cambiar la hodógrafa de potencia en el ciclo asíncrono permiten identificar el momento del inicio del modo asíncrono, si es posible fijar la transición de la hodógrafa indicada desde el rango de ángulos ~0<δ<180° в диапазон ~180 0 <δ<360 0 при выполнении дополнительного условия, характеризующего зону δ≈180°.

Dependencia del cambio de resistencia. en modo asíncrono

La resistencia en los terminales del relé de resistencia se determina como el cociente de dividir el voltaje en el punto controlado por la corriente

Teniendo en cuenta la relación entre los módulos de tensión en los extremos de la línea de alimentación la expresión resultante se puede transformar en la siguiente forma:

El análisis de la expresión obtenida muestra que la hodógrafa de resistencia es un círculo (elipse) desplazado con respecto al origen. Dependiendo de la relación de los módulos de voltaje en los extremos de la línea eléctrica, la característica de cambio de resistencia tiene una forma diferente.

Dmitri Ivanov, 10 de diciembre de 2013

En este artículo, nos familiarizaremos con el modo de funcionamiento síncrono del módulo WoodmanUSB. Es en él donde puede obtener las tasas máximas de transferencia de datos. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre este modo y el modo asíncrono que consideramos anteriormente? En modo síncrono, además de la línea de lectura/escritura, también se debe usar una línea de reloj separada ( CLK), y las señales de control para leer y escribir deben vincularse con bastante precisión en el tiempo a la señal del reloj. Gracias a esta sincronización, WoodmanUSB le permite recibir velocidades de transferencia de datos de hasta 220 Mbps.

Empecemos con lo básico. Hay varias opciones para el modo síncrono. En primer lugar, es necesario seleccionar un modo con reloj interno y externo. Con el reloj externo, la señal del reloj se envía a la línea CLK del módulo (funciona como una entrada) desde un dispositivo externo. Con el reloj interno, el propio módulo genera una señal de reloj y la envía a la línea CLK (funciona como una salida). El dispositivo externo está sincronizado con esta señal. El módulo puede generar dos frecuencias de reloj: 30 y 48 MHz.

Ahora veamos qué se debe hacer a nivel de programa para poder trabajar con el puerto PORTB del módulo en modo síncrono. Aquí todo es muy simple. Solo es necesario pasar la constante deseada a la función WUSB_ConfiguraciónPuertoB()- y puede usar las funciones de lectura / escritura como antes sin ningún cambio. La biblioteca WUSBdrv.dll define tres constantes para el modo sincrónico: SYNC_MODE_EXTERNAL_CLK: la señal de reloj será externa en relación con el módulo (suministrada por un dispositivo externo a la línea CLK del módulo), SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_30MHZ: una señal de reloj interna con una frecuencia de 30 MHz ( emitido fuera a través de la línea CLK) y SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_48MHZ - también la mayoría, solo la frecuencia de 48 MHz.

//SYNC_MODE_EXTERNAL_CLK 0x0C //SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_30MHZ 0x14 //SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_48MHZ 0x1C WUSB_SetupPortB(SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_30MHZ);

Repito una vez más que trabajar con funciones de lectura/escritura en modo síncrono no difiere en nada de lo considerado anteriormente en modo asíncrono.

Ahora veamos un diagrama de tiempos que ilustra la "relación" entre la señal del reloj y las señales de control de lectura/escritura.

1. Modo síncrono. Lectura de datos del módulo por un dispositivo externo

Tabla 1.1

Tabla 1.2

2. Modo síncrono. Escritura de datos en el módulo por un dispositivo externo

Tabla 2.1 Parámetros del modo síncrono para el reloj interno

Parámetro	Descripción	mínimo	máx.
	Período de reloj

Cuadro 2.2 Parámetros de modo síncrono para sincronización externa

Parámetro	Descripción	mínimo	máx.
	Período de reloj
	Tiempo preestablecido de la señal de lectura
	Leer el tiempo de espera
	Tiempo preestablecido de datos en líneas PORTB
	Tiempo de retención de datos en líneas PORTB

Ahora hagamos una pequeña prueba que ilustre las tasas de transferencia potenciales en modo síncrono. Dejaremos la ideología como en el último artículo: en realidad no procesamos los datos en sí, generamos solo señales de lectura / escritura y, en este modo, también una señal de reloj. Además, decidamos en cuál de los subtipos del modo síncrono trabajaremos. Sugiero usarlo con reloj interno a 48 MHz, ya que todo es más difícil con un reloj externo, se deben observar requisitos bastante estrictos para las características de tiempo. El esquema del dispositivo de prueba se muestra a continuación. Como puede verse en la figura, las señales de control de lectura/escritura coinciden con la señal de reloj que, en el modo de reloj interno, se emite "fuera" del módulo a través de la línea CLK.

Usamos el programa del último artículo. El único cambio que debe hacerse es llamar a la función WUSB_ConfiguraciónPuertoB() con el parámetro SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_48MHZ. A continuación se muestran capturas de pantalla de los resultados de las pruebas.

Creo que estarás de acuerdo en que los resultados no son nada malos. En total, podemos decir que el modo síncrono es notablemente más difícil en términos de implementación de hardware que el asíncrono, pero su uso le permite obtener las máximas tasas de transferencia de datos. La complejidad de la implementación del hardware se debe a que en realidad para la transferencia de datos es necesario analizar los estados de los buffers para evitar la pérdida de datos cuando se desbordan esta vez, entonces es necesario hacer una corrección por el hecho que el dispositivo externo debe ser lo suficientemente rápido para proporcionar las características temporales especificadas de la generación de señales de control y su sincronización de reloj.

Aquí, el transmisor y el receptor actúan de forma independiente e intercambian un patrón de bits de sincronización al comienzo de cada chip de mensaje (trama). No existe una relación fija entre un marco de mensaje y el siguiente. Esto es análogo a los dispositivos de comunicación como el teclado de una computadora, donde la entrada puede ocurrir con largas pausas aleatorias entre pulsaciones de teclas.

Arroz. 2.13. Transferencia de datos asíncrona

La tasa de baudios seleccionada inicialmente determina la tasa de sondeo (a excepción de los sistemas "Autobaud"). La tasa de sondeo del canal en el receptor es alta, generalmente 16 veces la tasa de bits, para determinar con precisión el centro del patrón de sincronización (bit de inicio) y su duración.

Arroz. 2.14. Extracción de señal de sincronización

A continuación, el receptor determina los bits de datos consultando el canal en los momentos correspondientes a la mitad de cada bit transmitido. Se definen añadiendo para; cada ciclo subsiguiente del valor de la duración del bit, a partir de la mitad del bit de inicio. Para una transmisión en serie de ocho bits, este sondeo se realiza para cada uno de los ocho bits de datos y la muestra final se toma durante el noveno intervalo de tiempo. La última muestra se utiliza para determinar el bit de parada y confirmar que la sincronización se conserva hasta el final de la trama del mensaje. Arroz. 2.15 ilustra el proceso de recepción de datos de forma asíncrona.

Arroz. 2.15. Recepción de datos asíncronos

2.4.4. Transmisión síncrona

Aquí, el transmisor y el receptor establecen una sincronización inicial, luego transmiten datos continuamente, manteniéndolos durante toda la sesión de transmisión. Esto se logra a través de esquemas especiales de codificación de datos, como la codificación Manchester, que garantiza que las señales de reloj del transmisor se escriban continuamente en el flujo de datos transmitidos. De esta forma es posible mantener el receptor sincronizado hasta el último bit del mensaje, que puede tener una longitud de hasta 4500 bytes (36000 bits). Esto hace posible transmitir eficientemente grandes tramas de datos a altas velocidades. Un sistema síncrono empaqueta una gran cantidad de caracteres y los envía en un flujo continuo llamado bloque. Cada bloque tiene un encabezado que contiene un delimitador de inicio para la sincronización inicial e información sobre el bloque, y una parte final para verificar errores, etc. En la Figura 2.16 se muestra un ejemplo de un bloque de transmisión síncrona.