Устройство для получения напряжения, пропорционального мощности переменного тока

Устройство для получения напряжения, пропорционального мощности переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

X 100698

Класс 74Ь, 8,, 21е„Зб

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С. А. Гинзбург

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

3аивлепо 6 апрели )953 г. аа М 6346. 449936 а Мииистерство электростанций

Предлагаемое устройство для получения напряжеш1я, пропорционального мощности переменного тока, относится к известному типу устройств того же назначения, выполненных по мостовой схеме, к которой напряжение, пропорциональное измеряемому напряжению, подводится через трансформатор напряжения, вк, ИОченныЙ в пле Iи моста последовательно с нелинейными сопротивлениями, а напряжение, пропорциональное измеряемому току, подается через трансформатор тока, вкл1О !енпый В диагон?1ль моста, с выхода которого снимается напряжение, г1ропорцио?1ал1 нос измеряемой м О щи ости.

11рименение в подобных устройствах в качестве нелинейных сопротивлений с квадратичной характеристикой купрокспых выпрямителей, электронных ламп, болометров, термоэлементов не обеспечивает по;1учения достаточной стабильности устройства и требует применения стабилизированных источников питания.

С целью обеспечения высокой стабильности и исключения необходимости в прим сне1!Ии стяоилизировянных источников питания предлагается в качестве нелинейных элементов использовать дроссели со стальным сердечником.

11а чертеже приведена принциши?льняя электрическая схема предлагаемого устройства, выполнсцного и виде моста.

Трансформатор напряжения ВТН имеет вторичную обмотку с выведенной средней точкой, вк..поченну10 в плечи моста. В провод, идущип от средней точки втор;1чной обмотки трансформатора ВТН и представляющий собой диагональ моста, включена вторичная обмотка трансформатора тока ВТТ. Эта обмотка шунтирована сопротивлением 1т вследствие чего трансформатор тока

BTT работает в режиме короткого замыкания.

Вторичное напряжение У„трансформатора ВТН, пропорциональное измеряемомм напряжению (U,i

= К „.. U), и вторичное н?1пряжение

U „, трансформатора ВТТ, пропорциональное измеряемомм ток (U „, = К„. U), в одной половине моста (например, левой) образуют векторную сумму, а в другой половине схемы — векторную ряз1юсть.

Сдвиг 110 фазе между напряженияа1И UÄ 11 U„, равен сдви1.у между п?111ояженисм U H током I. Для подгонки фазового сдв11г<1 предусмотрено сопротивление Л „,-. Каждая половина моста содержит нелинейный

IpocceiIü НД, сопротивления Р, и R.„ конденсатор С1 и первичную обмотку вспомогательного трансформато№ 100698 ра ВТ, Вторичные обмотки этих трансформаторов через соответствующие половины диода Л замкнуты на одинаковые сопротивления R.

Вследствие наличия нелинейного дросселя, зависимость выпрямленных напряжений Е1 и Е, снимаемых с сопротивлений R, от приложенных напряжений переменного тока является нелинейной. Эта зависимость с достаточной степенью точности может быть выражена полиномом второго порядка.

Собственная характеристика насыщенного дросселя, т. е. его характеристика без сопротивлений, включенных последовательно с ним, выражается полиномом с отрицательным коэффициентом при члене первой степени.

Следовательно:

F, = а, — а, (U„+ U«) —, + а (U„--: — U«) Е = а„— а,(U„— U«) +

-+ а (U„— U,„Ð

При введении и увеличении сопротивления R „ характеристика цепи приближается к линейной, и, следовательно, коэффициент а становится положительным.

Можно подобрать такое значение

R „, при котором а1 — — О, с тем, чтооы:

F, = а„-, a (U„-- U«)-

Е = а„+ а (U„— U«) При изменении Р„изменяются также коэффициенты а, и а2, но благодаря полной симметрии схемы они остаются равными для обеих ее оловин. Поэтому разность выпрямленных напряжений равна:

Е = Е, — Е = а ((6„ - U«)"-— — (U„— U ) - J, Выражение в квадратных скобках равно, как известно, 4V„ U« ° сов.ъ, где р сдвиг по фазе между напряжением U и током 1.

Следовательно, =4a U„. U« ° cosy =

= 4 а., К„° К«U ° l cos = K P. т. е. выпрямленное напряжение Е пропорционально измеряемой мощности P.

Конденсаторы С и сопротивления

Р.> служат для устранения погрешности от колебания частоты питания.

Двойной диод 7 включен через большие сопротивления R, в десятки раз превышающие внутреннее сопротивление диода. Поэтому колебание напряжения накала и смена ламп практически не оказывают влияния на показания. Цепь накала диода может питаться от любого вспомогательного источника тока.

Выходное напряжение F. образуется как разность падений напряжения Е и Е, на сопротивлениях R.

Предлагаемое устройство, наряду с высокой стабильностью, обеспечивает также получение большой выходной мощности и быстродействие и исключает необходимость в применении стабилизированных источников питания.

При измерении мощности трехфазного тока выходные напряжения двух однофазных устройств, включенных по схеме двух ваттметров, складываются между собой.

Предмет изобретения

Устройство для получения напряжения, пропорционального мощности переменного тока, выполненное по мостовой схеме, к которой на пряжение, пропорциональное измеряемому напряжению, подводится чсрез тра|нсформатор напряжения, включенный в плечи моста последовательно с нелинейными сопротивлениями, а напряжение, пропорциональное измеряемому току, — через трансформатор тока, включенный в диагональ моста, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, о тличающееся тем, что, с целью обеспечения высокой стабильности и исключения необходимости в применении стабилизированных источников питания, в качестве нелинейных сопротивлений использованы насыщенные дроссели со стальным сердечником.

X 100698

arrr, Ъ вт