Устройство для измерения вектора активной и реактивной составляющих переменных напряжений

Устройство для измерения вектора активной и реактивной составляющих переменных напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21е, 36о-,, апg

СССР ьп 1>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. Г. Пустынников и H. Х. Шацкий

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА АКТИВНОЙ

И РЕАКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПЕРЕМЕННЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ

Заявлено 29 марта 1958 г. за Хе 596364/24 в Комитет го делам изоорстений и открытий при Совете л1инистров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» Хе 12 за 1959 г.

Предлагаемое устройство для 11змерения вектора активной и реактивной составляющих переменных напряжений относится к известному типу устройств того же целевого назначения, содержащих два электронных фазочувствительных усилителя, на входы которых подается измеряемое напряжение, и фазорегулятор, от обмоток которого подаются два постоянно сдвинутых между собой на 90 по фазе переменных напряжений, используемых в качестве управляющих напряжений.

С целью автоматической установки этих управляющих напряжений соответственно векторам активной и реактивной составляющих измеряемых напряжений, предлагается в таком устройстве применить дополнительный фазочувствительный усилитель, на вход которого подается напряжение, по фазе соответствующее реактивной составляющей измеряемого напряжения. В анодные цепи ламп этого дополнительного усилителя включаются подмагничивающие обмотки постоянного тока дифференциального магнитного усилителя, на выходе которого включена обмотка возбуждения электрического двигателя, управляющего поворотом подвижной системы фазорегулятора.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого векторомерного устройства.

Измерительный орган этого устройства состоит из двух ламп (двойных триодов) 71 и .7 . Лнодные цепи этих ламп получают питание со стороны фазорегулятора Ф, обеспечивающего равенство анодных напряжений U и 0,g постоянный сдвиг по фазе между ними на 90 и одновременное регулирование фазы этих напряжений в самом широком диапазоне.

В схеме для получения двух напряжений, постоянно сдвинутых между собой по фазе на 90, применен фазорегулятор Ф, состоящий из двух отдельных фазорегуляторов по типу сельсинов, роторы которых жестко связаны между собой таким образом, чтобы трехфазные обмотки Р!, Р2, Рз, включенные в сеть переменного тока, и создающие вращающиеся магнитные поля, были сдвинуть1 в пространстве между собой на 90. (5 — /

Ы 120604

При этом и статорной катмпп е К, одного сельсин наводится эд.с.

L,i = Г„, и в статорной катушке К второго ссльсина — э.д.с. F,,=U,, сдвинутыс по фазе между собой на 90 . С поворотом вала роторов на угол cooTBeòeòêeíío мсIIBIoT фазу напряжения U„i и UÄ на тот же

I угол, но фазовый угол,- между нпмп сох1ханяется неизменным.

Направление вектора напряжения U„U„ /J катушки К, принимается за положительное направ, кние вешественпой оси Ь, соответственно, направление U,. =- /.,, ° катушки К; пршшмается за положптельное направление оси мнимых чисел.

Измеряемая векторная электрическая величины iJ,» подается на сетки ламп Л, и . /, через трансформатор 7, так, что одно из сеточных напряжений совпадает r!o фазе е Г,„, а другое имеет противоположную фазу.

Для измерения составляющих вектора напряжения U, =U,+jU, в виде его проекций U и /7„на вещественную и мнимую оси применены стрелочные магнитоэлектрическпе приборы, соответственно Г, и Гg, подключенные по схеме вольтметра непосредственно к анодным выводам каждый из лам 7, и Л .

Вольтметр / лампы,7< показывает напряжение U,=/ãЬ, Cos, равное 1)азности падений нап1зяжений на paBHbix анодных нагрузочных сопротивлениях R Ä ii R Ä., ii пропорциональное проекции входного напряжения (U„) на вещественную ось заданной плоскости комплексного переменного (т. е. на направление вектора напряжения казушки К ), а вольтметр Г> лампы .7 показывает напряжение U

=kU,» Sin, равное разности падений напряжений на равных нагрузочных сопротивлениях R„, и / „, и пропорциональное проекции входного напряжения на мнимую ось iud же самой плоскости комплексного переменного (т. е. на направление вектора напряжения катушки К ).

Для устранения влияния на работу схемы неточного совпадения параметров триодов служат переменные сопротивления / и Rg.

При повороте вала фазорегулятора Ф на некоторый угол, на тот же угол поворачиваются оси плоскости комплексного переменного и изменяются проекции на веще TBeíiióio и мнимую оси вектора напряжения U8», которые указываются стрелочными вольтметрами Гi и / .

Таким образом, эти вольтметры, находящиеся в цепях ламп 7 и .7, показывают проекции измеряемого вектора входного напряжения на оси плоскости комплексного переменного. определяемые положением роторов фазорегулятора.

Это свойство измерительного органа векторомерпого устройства— давать две составляющие «а осях плоскости комплексного переменного в виде выходных разностей потенциалов (U„» //,) используется для управления приводом фазорегулятора Ф, т. е. для осуществления схемы обратной связи.

Для этого в устройство введены дополнительный фазочувствительный усилитель, дифференциальньш магнитный усилитель и электродвигатель. Управляющая обмотка УД двухфазного асинхронного двигателя Д включена в общую цепь двух образующих дифференциальный усилитель одинаковых магнитных усилителей Л/У1 и МУ2. По этой цепи течет ток, равный разности токов первого и второго магнитных усилителей, что достигается соответствующим включением обмоток трансформатора 7>, служащего для питания этого узла схемы.

По управляющей обмотке 111" д магнитного у" илителя 3/Уl течет ток 1/д одного анода, а по управляющей обмотке 211 у магнитного усилителя Л/У2 — ток 2/p второго анода двойного тоиода .7, который выраМ 12:09М батывает на своем выходе разность потенциалов, пропорциональн1ю мнимой составляющей (так )ке, как и лампа,,7,)При отсутствии на входе векторомерного устройства с обратной связью исследуемого напряжения (U, ), токи llg, 2lg в управляющих обмотках 11Гу, 21Гу магнитны.; усилителей Л1У1, МУ2 равны, и магнитные поля, создаваемые ими, совпада?от по направлению с полями обмоток обратной связи 1Г ос, 211?ос.

При этом результирующие поля обоих магнитных усилителей одинаковы, и токи, посылаемые имц в управляющую обмотку УД двигателя Д, также равны, но противоположны по фазе, т. е. Itx сумма равна нулю. Вследствие этого ротор двигателя Д неподвижен.

При подаче на вход устройства исследуемого напряжения нарушается равенство управляющих токов (1/у =, 2lg), а следовательно, и результирующих магнитных полей усилителей ИУ1, Л1У2, что влечет за собой появление в управляющей обмотке УД двигателя Д тока, фаза которого совпадает с фазой тока того магнитного усилителя, у которого он больше.

Вследствие изложенного ротор двигателя Д приходит во вращение и поворачивает через редуктор вал фазорегулятора (н вместе с ьп?м его выходные напряжения UÄ ?I U„, определяющие направления осей плоскости комплексного переменного) до тех пор, пока не установится равенство токов (llg=2lg) управляющих обмоток 11Гу и 2Wg магнитных усилителей МУ1 и 31У2. Это равнозначно обращению в нуль выходной разности потенциала мнимой составляющей, вырабатываемой лампой

Л„(и лампой )7), что является условием совпадения по фазе вектора с осью вещественных чисел, направление которой определяет вектор напряжения U t . При этом угол поворота вала фазорегулятора, отсчитанный по его шкале, будет равен углу

U, ; = arct — —

Ц а и вольтметр Г? лампы .71 покажет с7„=/г U„Cos 0 =I L „. т. е. модуль исследуемой векторной электрической величины.

При изменении знака разности токов управляющих обмоток магшпных усилителей (Ilg)2lунли 11 <21),)изменяется фаза тока в обмотке УД двигателя Д на 180, а следовательно. и направление его вращения.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения вектора активной и реактивной составляющих переменных напряжений с помощью двух электронных фазочувствительных усилителей, на входы которых подается измеряемое наг?ряже??ие, а в качестве управляющих напряжений использованы два постоянно сдвинутых между собой на 90 по фазе переменного напряжения подаваемого от обмоток фазорегулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматической установки обоих управляющих напряжений соответственно векторам активной и реактивной составляющих измеряемых напряжений, применен дополнительный фазочувствительный усилитель, на вход которого подается напряжение, по фазе соответствующее peat.— тивной составляющей измеряемого напряжения, а в анодные цепи его

ЛаМП ВКЛЮЧЕНЫ ПОДМаГНИЧИВЯЮЩИЕ ООМОТКИ ПОСТОЯННОГО ТОI и Днфч)Еренциального магнитного усилителя, на выходе которого включена обмотка возбуждения электрического двигателя, управляющего поворотом подвижнои системы фазорегулятора2. В устройстве по п. 1 применение двух отдельных фазорегуляторов, например, по типу сельсинов, роторы которых жестко связаны между собой таким образом, чтобы снимаемые с ннх переменные напряжения были постоянно смещены между собой по фазе на 90 .

AА !20604

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор E. Я. Ланцбург Гр. 95

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

ОПЕЧАТКИ

На стр. 2 в строке 10 сверху слово <<величины», следует читать «величина», в строке 18 сверху вvt-стс «лам», слс ;с-. -:ита-ь:;ламп».

Информационно-издательский отдел.

0(тьем 0,34 и. л. Зак. 3973

Подп, к печ, 17.VIII-59 г.

Тираж 9э0 1.1ена 50 коп.