Преобразователь угла сдвига фаз между напряжением и током в напряжение постоянного тока

Преобразователь угла сдвига фаз между напряжением и током в напряжение постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВаТЕЛЬ УГЛА СДВИГА «A3 МЕЖДУ НАПРЯЖЕНИВ И ТОКСМ JB НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий симметричный тиристодный V3 сг w -Ц Г-«-гННН Ь-1 gdjFF) триггер с раздельным запуском через пик-трансформаторы, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности преобразования при изменении амплитудных значений на;пряжения и тока, в него введены два Оиостовых выпрямителя, вход первого из которых соединен с источнике напряжения сети, а выход через регулировочный резистор соединен параллельно с выходом преобразователя , вход второго выпрямителя подсоединен к источнику сигнала, пропорционально току, при этом выход второго выпрями1еля параллельно подключен к стабилитрону и через регулировочный ре&истор - к выходу преобразователя. fffan № СЗ У Jfr сл 00 | 4: /

П9) (П) ССФОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

МЮ 6 01 Н 25 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИП .":";,::,:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«Р»

\ (21) 2704465/18-21 (22) 26. 12. 78 (46) 30;11.83. Бюл. Р 44 (72) В.И.Курнлов и М.П. Попов (71) (Киевский ордена Трудового

Красного Знамени. институт инженеров гражданской авиации (53) 621.317,77(086.8) (56) 1. Полупроводниковые приборы в измерительной технике. Под ред.

:М .А,Земельмана, Энергия ", 1964 с. 13

2. Исаков Ю.А. Основы промышлен.ной электроники. Техника. Жеев, 1976, с..284. .(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГИ СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ НАПРЯЖЕНИ2И И ТОК<И

1В НАПРЯЖЕНИЕ ПОСТОЯННЯ О TORA содержащий симметричный тиристо1еный триггер с раздельным запуском через пик-трансформаторы, о т л и ч а ющ и й-с я тем, что, с целью повышения точности эа счет уменьшения погрешности преобразования при изменении амплитудных значений на:пряжения и тока, в него введены два ,мостовых выпрямителя, вход первого

:из которых соединен с источником напряжения сети, а выход через регулировочный резистор соединен параллельно с выходом преобразователя, вход второго выпрямителя подсоединен к источнику сигнала, пропорционально току, при этом выход второго выпрямителя параллельно подключен к стабнлитрону и через регулнровочный резистор — к выходу преобразователя.

1О57874

55

60 б5

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении угла сдвига фаз между напряжением и током в электрических сетях с изменением амплитудных значений напряжения и тока в широких пределах.

Известно устройство, преобразующее угол сдвига фаз между напряжением и током в пропорциональную величину постоянного тока, включающее в себя транзисторный симметричный триггер, напряжение и ток или два напряжения М1 и Ч в нем подаются на входы триггера, на выходе которого формируется последовательность прямоугольных импульсов постоянного тока. Если при прохождении через нулевое значение в положительном наттравлении напряжение Ч вызывает включающий импульс триггера, а сдвинутое относительно него по фазе. напряжение

U при прохождении в отрицательном направлении вызывает выключающий импульс, то среднеарифметическое значение тока на выходе триггера будет пропорционально фазовому сдвигу между. напряжением Ч,(и Ч (1) .

Недостатком такого устройства является нарушение пропорциональности выходного тока триггера фазовому сдвигу между напряжениями

Ч» и Ч,1 при изменении уровней этих напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому иэобретению по технической сущности является устройство, которое состоит из симметричного тиристорного триггера с раздельным запуском через пик-трансформаторы,. вырабатывающие включающие и выключающие импульсы в моменты прохождения кривых двух напряжений через нулевые значения f2), Недостаток этого устройства состоит в том, что изменение по амплитуде напряжений, между которыми измеряется угол сдвига фаз, приводит к изменению ширины включающих и выключающих импульсов, что обусла; вливает появление методических погрешностей в измерении угла сдвига

:фаз °

Цель изобретения - повышение

:точности измерения угла сдвига фаз между напряжением и током за счет уменьшения погрешности преобразования при изменении амплитудных значений напряжения и тока в сети переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий симметричный тиристорный триггер с раздельным запуском через пик-трансформаторы, введены два мостовых выпрямителя, вход

50 первого иэ которых соединен с источником напряжения сети, а выход через регулировочный резистор соединен параллельно с выходом преобразователя, вход второго выпрямителя подсоединен к источнику сигнала, пропорционального току, а выход второго выпрямителя параллельно подключен к стабилитрону и через регулировочный резистор— к выходу преобразователя. . Такой преобразователь позволяет увеличить точность преобразования угла сдвига фаз между напряжением и током при больших колебаниях амплитудных значений напряжения и тока.

На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграммы формирования поправочного тока (1), зависящего от величины напряжения в сети измерения, и поправочного тока (2), зависящего от величины тока в сети измерения.

Преобразователь (фиг. 1) включает в себя симметричный триггер, состоящий из тиристоров Ч» и Чд, коммутирующего конденсатора Cl и на. грузочных резисторов Rl и R2, управ ляющие пик-трансформаторы Tl и Т2, нагруженные через выпрямительные диоды ЧЗ и V5 H e H To R4 H R6 соответственно, дифференцирующие цепочки С !, R 5 и СЗ, К 7, Г-образный фильтр RB, С4, подключенный через регулировочный резистор g 9 к выходу преобразователя, мостовой выпрямитель Ч 7-YlO вход которого подключен к источнику напряжения сети, а выход к сглаживающему конденсатору С5 и через регулировочный резистор R 10 параллельно к выходу преобразователя, мостовой выпрямитель Ч 11-Ч14, вход которого подключен к трансформатору тока ТЗ, а выход к сглаживающему конденсатору Сб, параметрическому стабилизатору 13, Ч15 и через регулировочный резистор )(12 к выходу преобразователя, причем положительный выход выпрямителя Ч 11-Ч14 соединен с отрицательным выходом преобразователя. РезисторыА 3 и )(11 обеспечивают режимы работы трансформаторов Тl и ТЗ соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении кривой тока через нулевые значения в положительном направлении цепь управления:

Т2, V 5, К б, СЗ, R 7, V б тиристором

Ч2 формирует включающие импульсы триггера, а при прохождении кривой напряжения через нулевые значения в отрицательном направлении цепь управления: Tl, V 3, К4, С2, R 5, Y 4

105 1874

Составитель А. Старостина

Редактор М. Ткач Техред T. Маточка Корректор Г . Решетник

Заказ 9580/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород., ул. Проектная, 4 тиристором 1 1 формирует выключающие импульсы, поэтому на выходе триггера (резистор К 2) образуется последовательность прямоугольных импульсов с длительностью. пропорциональной фазовому сдвигу. Затем эти импульсы интегрируются фильтром 8, С4 и в виде среднего значения найряжения подаются на выход преобразователя. Выходной ток преобразователя, представляет собой алгебраическую сумму трех токов еых щ ч » где Д - выходной ток триггера, пропорциональный фазовому

СДВИГУ)

Jy — поправочный ток (линия 1, фиг. 2), пропорциональный амплитудному значению напряжения и формируемый элементами V7-V10, С5, В10д

Jg - поправочный ток (линия 2, фиг.2), пропорциональный амплитудному значению тока и формируемый элементами ТЗ, Vll-V14, Сб, R13, V15Ä И12.

Компенсация погрешностей, возникающих при изменении амплитудных значений напряжения и тока и неизменном фазовом сдвиге происходит следующим образом.

При изменении напряжения, на пример при уменьшении, включающие . импульсы триггера запаздывают, что ведет к расширению выходных импульсов .триггера и, следовательно, к увеличению тока 3у, но в тоже время ток) уменьшается и в результате суммарный ток1 м остается постоянным. При изменении тока, например при увеличении, включающие импульсы опережают, что также ведет к расширению выходных им10 пульсов триггера и к увеличению тока ц, но в то же время ток31 увеличивается и, так как он направлен встречно току Jq, то суммарный токд,„остаетс постоянньм.

15 При токе, большем некоторого зна-чения Jq (фиг. 2), происходит глубокое насыщение сердечника трансформатора Т2 и моменты включения триггера практически стабильны во

И времени,. поэтому при токе З (фиг.2, происходит пробой стабилитрона V15 и ток 31 ограничивается. Величины поправочных токов )V, )1 регулируются резисторами R10 и R12 соответственно.

Испытания предлагаемого преобразователя показывают, что при изменении амплитудных значений на3О пряжения в диапазоне 3:1 и тока в

;диапазоне 20:1 относительная погрешность в измерении угла сдвига фаз не превышает 5%.