Фазометр

Фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21а", 71

21е, боз

21е, 36

М 100709

СССР

ВСЕСОНХ :

ВАТЕНТЬн* тьхни гив

БИЬЛН0 1

0ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1=-НИ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

A. В, Донской и Г. В, Ивенский

ФАЗОМЕТР

Заявлено 20 маи 1954 г. за Мз 6024/449944 в Министерство электротехнической промышленности

11редметом изобретения является фазометр, в частности для высокочастотных электротермических установок. Он относится к известному типу фазометров, содержащих систему электрических вентилей (ограничителей), включенных в цепи напряжения и тока и обеспечивающих подачу на измерительный прибор, включенный па их выход, импульсов напряжения, угол фазного сдвига между которыми равен измеряемому углу между напряжением и током в контролируемой установке.

Особенностью предложенного фазомстра этого типа, обеспечивающей упрощение его схемы, является применение в качестве вышеуказанной системы вентилей двух пар соединенных встречно-параллельно газотронов, включенных в цепи напряжения и тока установки непосредственно (т. е. без помощи измерительных тр ансформаторов), и подключение электроизмерительного прибора к конечным точкам цепочки, образованной этими газотронами.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного фазометра, предназначенного для измерения угла, сдвига фаз р между кривой напряжения U на нагрузке Z и кривой тока i этой нагрузки; на фиг. 2 представлены кривые, иллюстрирующие работу фазометра.

В цепь тока нагрузки Z (фиг. 1) включены ионные вентили (газотроны) Bi и В„соединенные встречнопараллельно. Параллельно цепи, образованной нагрузкой Z и вентилями

В, и В,, включена цепь, состоящая из сопротивления R и двух ионных вентилей (газотронов) Вз и В,, также соединенных встречно-параллельно. Обе пары газотронов (В,, В и Вз, B4) имеют общую точку О.

Результирующее падение напряжения на газотронах, т. е. напряжение между точками А и Б схемы, представляет собой разность напряжений Ело и Ьио, гдето, о — напряжение на газотронах Вз и В, совпадающее по фазе с напряжением на нагрузке, а Оно — напряжение на газотронах В, и В,, совпадающее по фазе с током нагрузки. Напряжение между точками А и Б измеряется магнитоэлектрическим прибором с электронным или полупроводниковым (германиевым) вентилем Вз и дополнительным сопротивлением в цепи рамки прибора. Во избежание попадания в магнптоэлектрический прибор переменной составляющей выпрямленного тока рамка при№ 100709 бора шунтцрована электрическим блокировочным конденсатором С,,-.

Напря?кение на колебательных контурах высокочастотных электротермических установок составляет обычно несколько киловольт, а напряжение зажигания газотронов не превышает обычно нескольких десятков вольт. Поэтому дуга в газотронах Вз и В. будет возникать при всех режимах работы лампового генератора.

Даже при отсутствии внешней нагрузки на генератор эквивалентное сопротивление колеоательного контура не равно бесконечности вследcmrre неминуемых потерь в последнем. Поэтому колебательный контур всегда потребляет некоторый ток, и дуга в газотронах В, и Вг, включенных в цепь тока питания контура, возникает не только при нагрузке генератора, но и при его холостом ходе.

Таким образом, дуга в обеих парах газотронов фазометра будет возникать при практически любом режиме работы высокочастотной электротермической установки, и форма напряжений на обеих парах газотронов будет близкой к прямоугольной.

Только в интервалы времени, когда отсутствует дуга в обоих газотронах одной из пар, форма напряжения на зажимах этой пары будет синусоидальной. Однако, так как напряжение зажигания газотрона очень мало по сравнению с напряжением на колебательном контуре, длительность таких промежутков времени практически тоже очень мала.

Кривые напряжения U и тока, угол сдвига фаз между которыми измеряется, а также кривые напряжений на отдельных элементах схемы фазометра приведены на фиг. 2. На оси 1 фиг. 2 изображены кривые напряжения U и тока, на осях 2 и

8 — кривые напряжен ия > > л о и С >;о на обеих парах газотронов, а на оси 4 — кривая напряжения Uz>;. между точками А и Б схемы. V обозначает падение напряжения в дуге ионного вентиля. На величину

V не зависящую от величины протекающего через вентиль тока, влияют главным образом напряжение накала и температура окружающей среды, причем при практически постоянном напряжении накала (его желательно стабилизировать) и при мало изменяющейся температуре окружающей среды (10 —: 30 ) этим влиянием >можно пренебречь. Величина V> не зависит так?ке от частоты выпрямляемого тока, изменяюшейся в широких пределах (для газотронов от 0 до 250 каi1 и даже несколько выше) .

Построение на фиг. 2 выполнено для идеального случая, когда напряжения на газотронах имеют чисто прямоугольную форму. Масштаб напряжений на газотронах выбран значительно более крупным по сравнению с масштабом напряжения на нагрузке. Направления напряжений и токов, принятые при построении за положительные, показаны стрелками на фиг. 1.

Из построений видно, что напряжение U.r;;, являющееся разностью напряжений U,r» и Ь >о, практически зависит только от угла р. Поэтому, измеряя среднее значение полуволны напряжения U,r>r, можно тем самым определить угол .

Зависимость между средним значением полуволны напряжения БАБ и углом у находится из выражения:

1 1 — 1 су„„И= — 1 2V.dâ =VGA" (! 0

При 3г )) >; где r — внутреннее сопротивление вентиля В;„ток измерительного прибора оказывается равным

1., = —

1 г

Таким образом, шкала прибора получается прямолинейной.

Из-за наличия синусоидальных участков в действительных кривых напряжения Ьло и Ь>,r> возникает некоторая погрешность измерения.

Однако ввиду того, что длительность интервалов времени, в течение которых отсутствует дуга в обоих газотронах одной пары, невелика, погрешность измерения получается сравнительно незначительной.

Предложенный фазометр может найти практическое применение при лабораторных исследованиях и эксплуатации высокочастотных электро¹ 10()709

Фиг. 1 термических установок. В некоторых случаях он может быть также использован на промышленных частотах.

Предмет изобретения

1. Фазометр, в частности для высокочастотных электротермических установок, содержащий систему электрических вентилей, ьключенных в цепи напряжения и тока и подводящих к электроизмерительному прибору импульсы напряжения, угол фазного сдвига между которыми равен измеряемому углу между напряжением и током в контролируемой установке, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы, вышеуказанная система вентилей составлена из двух пар соединенных встречно-параллельно газотронов, включенных в цепи напряжения и тока установки непосредственно (т. е. без помощи измерительных трансформаторов), и электроизмерительный прибор подключен к конечным точкам цепочки, образованной двумя парами газотронов.

2. В фазометре по п. 1 применение электроизмерительного прибора магнитоэлектрического типа с электрическим вентилем и дополнительным сопротивлением в цепи рамки, шунтированной электрическим конденсатором.. № 100709

Фиг. 2

Отв, редактор И. В. Макаров

Л105042 от 2/ЧИ !955 г. Стандартгиз. Объем 0,25 п. л. Тир, 400. Цена 50 коп.

Типография изд-ва «Московская правда», Потаповский пер., 3. Зак. 3039.