Устройство для поддержания постоянства частоты в сети переменного тока

Устройство для поддержания постоянства частоты в сети переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21с, 63аа № 62074

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЗАВИСИМОМУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П. В. Чебышев

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕР)КАНИЯ ПОСТОЯНСТВА ЧАСТОТЫ

В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Заявлено 19 января 1940 г. за № 29164(301833) в Наркомат электропромышленности СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 11 — 12 за 1942 г.

Основное авт. св. № 60763 на имя P. Г. Мириманова и П. В. Чебышева

Предложенный ранее Чебышевым П. В. и Миримановым P. Г. (авт. свид. № 60763) болометрический частотный элемент имеет некоторые недостатки, устранение которых весьма желательно с точки зрения упрощения прибора, сокращения его габаритов, а также повышения его надежности.

Недостатком предложенной ранее схемы является то, что в ней имеются два резонансных контура, причем каждый из них работает в нормальных условиях вдали от резонанса и лишь в редких (аварийных) случаях в одном из контуров имеет место резонанс. Таким образом, помимо необходимости настройки и калибровки двух резонансных контуров, необходимо дать на контуры достаточно малое напряжение, чтобы при резонансе не повредить обмоток дросселей и конденсаторов.

В настоящем предложении тот и другой недостаток устраняются, что позволяет сократить габариты устройства как за счет уменьшения числа элементов схемы, так и за счет лучшего использования активных материалов.

На фиг. 1, 5, 6 — представлены различные варианты предложенной схемы; на фиг. 2, 3, 4 — диаграммы и характеристики ее.

Предлагаемое устройство представляет собой преобразователь отклонений частоты в напряжение, работающий по фазовому принципу.

Устройство состоит из резонансного контура С вЂ” L R, настроенного на номинальную частоту сети (фиг. 1), последовательно с которым включены нити 1 и 2 накала сдвоенного болометра, Контур приключен к обмотке т трансформатора Т, питаемого от контролируемого напряже№ 62074 ния U. Обмотка 4 того же трансформатора питает цепь, состоящую из конденсатора 5, нитей 1 — 2, сопротивлений б — 7 и реохорда 8. Нижняя часть схемы представляет собой болометрический мост из спиралей

9 — 10 и сопротивлений 11 — 12, питаемый по желанию от того же или от независимого напряжения U 030. Реохорд 18 служит для балансировки болометрического моста.

Принцип действия схемы состоит в следующем: по нитям 1 и 2 протекают одновременно токи контуров 4 — 5 — 8 и С вЂ” L R — 8, однако по нити 1 протекает сумма, а по нити 2 — разность токов.

Если частота сети равна резонансной частоте контура R — 1 — С, то оба тока сдвинуты на 90 и при надлежащей балансировке реохорда 8 результирующие токи одинаково нагревают нити болометра (фиг. 2).

В результате э. д. с. на выходе моста 9 — 10 — 1 1 — 12, предварительно сбалансированного реохорда 18, отсутствует.

Если частота отклоняется от номинальной, например повышается, то (фиг. 3) происходит, поворот вектора тока I „в результате чего 1» уменьшается, а I> возрастает, таким образом, баланс болометрического моста нарушается и в диагонали его появляется э.д. с. 4U; при отклонении частоты в другую сторону, знак или — при питании от переменного напряжения — фаза меняются на обратные.

Если необходимо несколько изменить номинальное значение частоты, то этого можно достигнуть регулировкой реохорда 8.

Регулировкой сопротивления Я изменяется чувствительность схемы, как это видно из фиг. 3.

В этой схеме требования высокой стабильности предъявляются только к L и С, т. к. незначительные температурные изменения емкости

5 влияют только на величину отклонения, но не на абсолютное значение номинальной частоты прибора и, будучи, сами незначительны, на точность прибора практически не повлияют, В части остальных элементов — сопротивлений, достаточно их изготовить из манганина или константана; незначительная их индуктивность не повлияет на точность прибора.

Схема малочувствительна к высшим гармоникам, т. к. последние в контур LC, настроенный на основную частоту, не проходят, наличие же их в контурах 4 — 5 — 8 одинаково способствует увеличению нагрева нитей 1 и 2 и, следовательно, компенсируется.

Аналогичная схема фазового частотного элемента может быть выполнена с помощью электронных ламп — диодов, работающих в области насыщения (за счет подачи достаточного напряжения U803 ); при этом на выходе будут получены значительно большие величины э, д. с., чем при применении известных болометров.

Лампы для работы в этой схеме должны быть выбраны с вольфрамовым катодом, рассчитанные на большой срок службы (порядка

10.000 час.) ..

Принципиальная схема фазового частотного элемента с диодами показана на фиг. 5.

Питание диодного моста осуществляется от постоянного или переменного напряжения, обеспечивающего работу ламп в области насыщения.

В первом случае на выходе диодного моста, при разбалансе в токах накала нитей 15 и 1б (фиг. 5), получается постоянное напряжение изменяющейся величины и знака, во втором случае — переменное (пульсирующее) напряжение, знак и величина среднего значения которого также будет изменяться в зависимости от знака разбаланса токов накала.

¹ 62074

Схема диодного моста может быть использована также для преобразования мощности переменного тока. Для этого контуры С â€” L — R u

4 — 5 — 8 должны быть заменены цепями тока и напряжения, как в известном болометрическом ваттметре (см. фиг. 6).

Преимущества такого устройства сравнительно с боловаттметром: меньшая зависимость от внешней температуры; большее напряжение, полученное на выходе, что весьма облегчает дальнейшее использование показаний.

Преимущества по сравнению с обычным катодным ваттметром: большая простота; возможность получения на выходе переменных напряжений, не свя.занных с частотой и фазой сети, в которой измеряется мощность.

Предмет изобретения

1. Устройство по авт. св. № 60763, от л и ч а ю щ ее с я тем, что нити накала двух болометров включены в питаемые от регулируемой сети цепи резонансного контура, настроенного на регулируемую частоту сети, и конденсатора, служащего для создания постоянного сдвига по фазе одной из составляющей токов, протекающих через нити болометров.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю ще е ся тем, что вместо болометров применены диоды, нити накала которых включены в указанные цепи. № 62074

Т шала Тр напр

Фиг. б

Редактор С. Л. Богатырева Техред А. А. Камышникова Корректор Г. И. Чугунова

Подп. к печ. 11 II — 64 r. Формат бум. 70X108 lж Объем 0 44 изд л

Заказ 3501/1 Тираж 200 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4.

Типография, пр. Сапунова, 2.