Способ измерения сдвига фаз между двумя напряжениями

Способ измерения сдвига фаз между двумя напряжениями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. . 4:;-- - . :фф;=.;=4%фоа ааа-„;"

- Ф- --" = " "че 1.".ь-. " ио ,;. ф г

Класс 2)е, 7, 27 р и.к ..

° г ла г(АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО

КА И306РгЕТ(НИгЕ

1934 гола (сор. о пера. № 1656661 а

:."- г :: . О ВЫДаЧЕ аатОГСКОГО СВИДЕтЕЛЬСтза ОПУбЛИКОВаНО 31;ДЕКабРК 1935 Гида ч Ъ.:,, дуг.

;:, - Предлагаемое изобретение касается l Суммарный ток продолжается часть периода ф = т + >

° = —;„т = а+ т = —, (1 -1- —," ) .. 111

При совпадении фаз, т. е. при сдвиге фаз, равном нулю, суммарный ток длится полпериода, а при сдвиге фаз в 180 ток протекает весь период. На фиг. 1 изображена схема сложения токов выпрямленных напряжений.

На фиг. 2 изображены выпрямленные токи t1 и zg пунктирными линиями, а суммарный ток — сплошной для трех значений угла сдвига фаз:

% :" ñéîñ0áà измерения сдвига фаз между

:двумя напряжениями с использованием электронных ламп, по которому, с целью ,-,-:. получения тока, длительность коего в

:. периоде зависит от сдвига фаз, иссле-, ;;.-дуемое напряжение выпрямляют, скла.- :дывают и падением напряжения от суммарного тока воздействуют на сетку . электронной лампы, определяя сдвиг фаз ,"-"- по среднему значению анодного тока.

"-"- -, Ha чертеже фиг. 1 и 3 изображают . ..-::.схемы, по которым может быть осуще:=..;;- .-",:ствлей предлагаемый способ; фиг. 2 и 4—

-. =.:" "сгоотвЕтствующие диаграммы токов и на - . пряжений.

Устройство, с помощью которого осу.-";-: ществляется предлагаемый способ, в ос", .- новном состоит из двух частей: одной, =- „,"целью которой является получение на.«;="спряжения или тока, пропорционального своей длительностью в периоде углу - .=сдвига фаз, и другой, назначение кото,--:-., рой — поддерживать в моменты сущест.. -,, вования или, наоборот, в моменты от=" сутствия напряжения постоянный по ве;-,; Личине ток. !

= ;.:;, Для получения тока, пропорциональ "=йоаглб своей длительностью углу сдвига, йиейей, согласно изобретению, метод Слложения токов выпрямленных напряже,. между которыми определяется угол д га аз. а) =0"; б) =60 и в) =180=.

В качестве напряжения, пропорционального продолжительностью сдвигу фаз, может служить падение напряжения суммарного тока на активйом сопротивлении 2, совпадающее, как известно, по фазе с током.

Для создания тока, постоянного по величине, применены электронные лампы с управляющими сетками. На фиг. 3 изображена соответствующая схема с постоянным напряжением в цепи сетки.

Здесь 1 обозначает катодную лампу, АО — сопротивление, 3 — батарею по! стоянного тока, 4 — прибор, использующий силу тока.

Напряжение, подведенное к сеткеаноду лампы, делится между ними по отношению к катоду так, что каждому вольту, действующему на катод-анод, соответствует D вольт противоположного знака на катод-сетке. Для этого достаточно чтобы катод находился в такой точке О общего сопротивления АВ, которая делила бы сопротивление в отноАО шенин — — = D где D — проницаемость

08 лампы.

При этих условиях общее результирующее напряжение, а потому и анодный ток равны нулю.

Если включая при этом в цепь сетки постоянное по величине напряжение положительным знаком к сетке, то ему окажется равным общее результирующее напряукение при положительных значениях напряжения на аноде. Йнодный ток благодаря этому получится постоянным по величине при существовании напряжения, приложенного к сетке-аноду.

На фиг. 4 предоставлены соогношения между напряжениями в случае, когда общее напряжение изменяется по синусоидальной функции времени.

Йналитически это же можно представить следующим образом: при lÄ = Е, sin ut, соста вляющие

1ЛΠ— — ЕА sirl Я ;

l Е Sltl Иг.

Йнодный ток равен по Langmuir у Π— (о о — 4О1 так как

При включении в цепь сетки добавочного постоянного напряжения анодный ток равеч.

= K (Dlf;z — 1. о+ Ело

= KEв " = сопз .

Исследования показали, что сила анодного тока в широких пределах не зависит от изменения величины приложенного к Схеме напряжения.

Начиная" с определенного напряжения сила тока в незначительной степени зависит от его изменения. Увеличение напряжения со 110 до 230 вольт влекб " енение силы тока чениях амплитуды нап яж ния о няются тем, Фо при данном" йое тосяйП8;-.;; напряжении на сетке необходимо, чтобыамплитуда анодного напряжения ийеЛа = .:= значение, большее, чем примесрно".- д .. су:: —, ф — -Е 1уу так как одного> хотя и большого:

Х)

P напра еенитя на сетКЕ недостаточно" дЛя:аусоздания атис одйотго тока .,:; .- =:.—.-.—:.; —;,Ф.

Подача к сьеткесалйодсу ланпь1, itcifi6 ф ченной по схеме фнг. 3, нтгяп1уяйМФя;! -. : пропорпнонального своей длнтепьнотСтьйФф.

В ПЕрИОдЕ уГЛу СдВИГа фаэ, ПОЛдуЧг ЕлийОГгОдф;у1 по схеме фиг. 1 в приборе 4, создгаегат=; ф;- силу тока пропорциональную сдвйгу ф фаз.

Х.=-fi, — -(1+ — ) =-2-(1+ — -) p):ф, : :ФВ уравнении (2) f — частота перемен- 1 ного тока, 4 — установившаяся величипна = анодного тока.

Для уничтоженйя постоянной соста- -," вляющей силы тока можно употребЯЬ -: ус еьЖЗФЖ» батарейку постоянного тока, питая ею, прибор в айодной цепи током, иймен%!ф%="1 -„ з 1ачение, равное по величине и обрИ- ;„ ное по направлению анодному току. 11рй этом через прибор будет протекать ток"- - только в то время, когда анодныи ток Ж- .,-сутствует. При этом зависимость окМЙ-".ь вается также в основном линейнои и -.: имеет небольшо" криволинейный учась- ;. сток, вызванный формой анодного тоскас.:= -

Йнодный ток можйо исполаьсзоватьухдЪъ непосредственного определения сдвига фаз между на пряжечия ми, измерив "его соответствующим измерительнь1м фй=бором

Это позволяет йрименятьг его в K стве фазометра. Можно считать также я яя:. -С рациональным использование такого фа- .=" зометра в качестве синхроноскойа, так как гчб; его шкала охватывает сдиг фаз на 180 -- -— -ФФФ- =-.д а ход стрелки дает указание, пройЬодит ли увеличение или уменьшФИГе сдвига фаз. Недостаток такого с ийф8=" носкопа заключается в том, что oO%e указывает, вращается ли приключаемыйя— генератор со скоростью, большей йЪц меньшей синхронной.. ---. ;-- .-: "- ;ф

В качестве непосредственйого О=:-, метра это устройство можно псримВЙЫ

:Ь. --" ",-,. чейная "так и колебания ) и для изме ения 1

P .крайне незначительных углов вплоть до

-.;:-;.-" - » = углов потерь емкостей. Измерение угла

=".-, :.;:,;;:потера; например, широко разветвленных

".--= ;ькабельных сетей имеет практически

::,- :;--":большое значение, так как по углу"потерь определяется качество изоляции. ,. - .,По нормам угол потерь измеряется в ты, сячных радиана, т. е, в единицах, равных

3 минутам. Такой степени точности впол ;...—.;, ".=.не возможно достигнуть описанным спо.- :;- . -:.-- "собом.

Наличие силы тока, прбпорциональ - - : ной сдвигу фаз, дает возможность превратить реле тока в фазовое реле. Установка токового реле, питающегося анод:,;-:. ным током, на срабатывание при опре- деленном значении сйлы тока соответствует установке его на срабатывание .- - :-:-, при пропорциональном этому току сдвиге фаз.

П р едмет и зоб рете н и я.

1. Способ измерения сдвига фаз между двумя напряжениями с использованием электронных ламп, ОтличаюШийси тем, что, с целью получения тока, длительность которого в периоце зависит от сдвига фаз исследуемые напряжения выпрямляюг, складывают и падением напряжения от суммарного тока воздействуют на сетку электронной лампы, определяя сдвиг фаз по среднему значению аноцного тока.

2. При способе по и. 1 применение, с целью получения независимости показаний or амплитуды напряжений, сопротивления в виде потенциометра, к частям которого присоединены анод, сетка и катод лампы, причем отношение частей этого сопротивления, включенных на анод и сетку, равно проницаемости лампы. ф.Г

f, .I.

t.1

1",,. а г

/ .