Комплексный компенсатор

Комплексный компенсатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

До gQ$g

Класс 21е, 32

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; ;"езиcгр«ронино в Бора изобретений Госплана СССР

А. A. Захаров

КОМПЛЕКСНЫЙ КОМПЕНСАТОР

Заявлено 29 ноября 1939 гола в Комитет ио делам геологии за ¹ 27852 (30|668) Опублнн!.-вано 3! мая 1946 r.

Известны комплексные компенсагоры, в которых для получения регулируемого по величине и по фазе напряжения предусмотрены два трансформатора с переменным коэфициентом самоиндукции. вторичные обмотки которых включены последовательно, друг с другом, а первичные — в две параллельные ветви, в одну из которых, кроме гого, включены акт ивисе сопротивление и конденсатор, а в другую— реактивная катушка и активное сспротивление. Этим достигается равенство токов по величине в обеих ветвях и сдвиг их по фазе на 90 .

Целью настоящего изобретения является использование в таком комплексном компенса торв нулевого прибора,|предназначенного для компенсации измеряемого напряжени я, а также для контроля равенства и квадратуры токов в ветвях, Для этого реактивная катушка снабжается, вторичной обмоткой, которая своим началом соединена с началом реактивной катушки и вы|полняется так, чтобы при равенстве и квадратуре токов в ветвях индуктированная is ней э, д. с. была равна и противоположна напряжению на активном сопротивлении, включенном в другую ветвь.

На чертеже фиг, 1 изображает принципиальную схему предлагаемого компенсатора, фиг. 2 — его полную схему, фиг. 3 — устройство шкалы,компенсатора.

Схема компенсатора. изображенная на фиг. 1, представляет собой разветвленную цепь, Ток в одной ветви цепи сдвинут относительно тока в другой ветви на 90 . Это достигается включением B одну ветвь реактивной катушки Х, а в другую — конденсатора С, с соответственно подобраннымп. сопротивлениями r> и Гв. В каждую из ветвей вкл.очен трансформатор с переменным коэфициентом самоиндукции в виде вариометра. Вторичные обмотки обои.; трансформаторов соединены после:довательно и образу|от компенсационную цепь.

В зависимости от угла поворота гариометра в каждой вторичной обмотке индуктируются различные э. д. с., являющиеся слагаемыми напряжения по вещественной и мнимой осям.

Реактивная катушка Х снабжен вторичной обмоткой, своим началом соединенной с началом этой катушки и предназначенной для индикации настройки компенсатора.

Индикация настройки компенсатора осуществляется прн помоши того же нулевого прибора. который првменяется для измерения напряжения. Этот нулевой приоор приключается к зажимам С вЂ” Д еомпенсатора. На участке С вЂ” Д имеются две равные э. д. с., находящиеся друг относительно друга в противофазе.

Одна из этих э. д. с. снимается с безинд укционного сопротивления г ветви| П (участок Π— С), другая — с вторичной обмотки, намотанной на реактивную,катушку ветви 1 (участок Π— Д). Так как в воздушном трансформаторе э. д, с. вторичной обмотки сдвинута относительно тока в перв ичной обмотке на 90, а ток в первичной обмотке является током в ветви (и сдвинут на 90 относительно TQIKB в ветви 1!, то общий сдвиг фаз индуктированной э. д. с. относительно э. д. с.. снятой с активного сопротивления, составляет 180 .

Равенство по величине этих э. д. с. достигается подбором витков вторичной обмотки при заведомо настроенном на определенную частоту компенсаторе.

Этот способ настройки действителен iHB любую фиксированíую и плачевную частоту.

Шкала у ком пенсатора устроена таким образом, что,дает сразу отсчет модуля и фазы в полярны: координатах.

Это устройство основано на том, что взаимоиндукция в вариометрах меняется по синусоидальному закону и V =1 аЛ1, т. е. э. д. с. вторичной обмотками реактив ной катушки Х пропорциональна синусу угла поворота от нулевого положепи я.

На ось каждого вариометра (фиг. 3) насажен рычаг 1, на свободный конец которого надета подвижная целлулоидная линейка 2 со средней чертой. Противоположный конец линейки связан с рычагом 8. Оси расположены таким образом, что обе линейки 2 все время находятся в перпендикулярном друг другу положении. Гаким образом при повороте катушек 4 вариометров, при посредстве рукояток 5, линейки 2 перемещаются параллельно самим себе, оставаясь перпендикулярными друг другу.

Отклонение каждой линейки от нулевого положения лропорционально синусу угла .поворота, т. е. прямо про порционально э. д, с., индуктпруемой во вторичной обмотке вариометра. Под перекрещивающимися линейкам|и установлена шкала, н а которой нанесена сетка полярных координат. Пересечение средних черт на линейках сразу же показывает на шкале радиус, пропорциональный векторной сумме э. д. с. на вторичных обмотках, и полярный угол =. Пере" еченне каждой линейки с осями .полярной сетки показывает длину отрезков по вещественной и мнимой осям. Через прозрачные целлулоидные линейки их легко прочесть.

Для устранения мертвых точек системы рычагов под lIIBHpлью установлена дополнительная. подобная первой, система рычагов б, 8 и линеек 7, но повернутая на 90 относительно верхней. Вся эта система рычагов с панелью помещается под крышкой компенсатора.

В крышке имеется квадратное застекленное от верстив по форме шкалы. На крышку выведены только ручки от осей вариометров, В большинстве практических случаев для исследования цепи переменного тока важно не измерять в вольтах падение напряжения на участках исследуемой цепи, а необходим о знать комплексное сопротивление этого учасгка. Так как питание :исследуемой цепи и компенсатора производится от одного и того же источника переменного тока, то это измерение комплексного сопротивления 2(И вЂ” Ж) можно производить совершенно независимо от абсолютного значения силы тока как в исследуемой цепи, так

II в компенсаторе, и получать зна,епие непосредственно в омах. Для этого во внешнюю цепь (А — B) включается эталонное, чисто омическое, сопротивление x„ равное 1О

М бб356 или 50О (фиг. ") С этого сопроти ления подается при помощи джека (верхнее положение) э. д. с, в компенсационную цепь. При этом, если включено x, =- 12., то подача с него э,д,с. в компенсационную цепь происходит через сопротивление, равное 49 о, но это при большом входном сопротивлении нулевого прибора не имеет никакого значения. При компенсации этой э.д.с. устанавливается нулевая фаза тока во внешней цепи А — B, и значение модуля, соответствующее одному или пятидесяти омам. Пользуясь прик:почаемым снаружи ппунтом LU<>, le,,, „(шунтировать можно как внешнюю цепь А — B, так и компенсатор), соотношение сил токов в компенсаторе и во внешней цепи подбирают таким, чтобы значение модуля х, (с 1 или

502) приходилось .на целое деление шкалы. Это дает большое облегчение для дальнейших измерений.

Как видно из схемы, внешний шунт включается таким образом, что нулевая фаза цепи А — В определяется независимо от шунта, так к к х. включено последовательно с

Л вЂ” В. Выбор эталонных сопротивлений в 1О и 50О .дает сравнительно большой диапозон значений для модуля. Например, если с одного ома установить компенсацию подбором шунта на 10 делениях шкалы, то, очевидно, одно деление шкалы даст 0,1О; если же с 502 компенсацию установить на одном делении шкалы, то на 10 делениях будет компенсироваться модуль в

5002.

Пользуясь шунтом, можно на любом целом делении шкалы установить и все промежуточнь:е, удобные для данных;измеречий значения модуля. Таким образом, зная нулевую фазу и установив цену деления шкалы, не изменяя шунта, переключают джек на измерения Z (И вЂ” N) — нижнее положение, компенсируют его э.д.с. ti читают по шкале его модуль и фазу.

Необходимость в шунтировании как внешней цепи, так и компенсатора,вызвана требованием иметь довольно широкий диапозон измерс;-и и по модулю и необход имостыо сохранить этот диапазон при всех частотах.

В измерениях при помощи индукционных рамок интересно знать напряженность определенной составляющей магнитного поля в том месте, где находится рамка. Величину напряженности этой составляющей определяют, измеряя э.д.с., индуктированную в рамке.

Э.д.с. рамки V=A»аа, где ͻ— напряженность измеряемой, составляющей. а а — некоторая постоянная, зависящая от данных рамок.

Напряженность измеряемой составляющей магнитного поля пропорциональна силе тока, питающего установку. и является функцией частоты и точки в пространстве, Б» = Н (в, x, y, г) 1.

Исследователя интересует именно эта относительная напряженность поля как функция частоты н точки. независимо от силы питающего установку тока, т. е. отнесенная к единичной силе тока

Н(в,х,у,==)= —. 4

Измерение э.д.с, рамки при помощи компенсатора, при питанип установки и ком пенсатора от одного источника переменного тока, и дает сразу эту величину. Действительно, » — — 1» о 3I = 1 = I g y H (, x, д, 3) ° а, 1» Ш

Н (, х, у, =-)— ив и. если не пользоваться внешним пк .том, то

Ы

1» — — I„»иН(>,х,g, )= а

В этом случае важно только подобрать постоянную а рамки такой, .тобы уложиться в пределах шкалы.

Если это невозможно, то нужно пользоваться по"тоянным шуHTQM. В случае, когда диапазон изменений

Н(чх,у,z) настолько велик, что крайние значения не могут быть измерены в пределах шкалы, то приходится пользоваться изменением шунта, т. е. переходом к различным, Й Об356 сдвиг. >1 — Для этого перехода надо

1лв пользоваться эталонными омичесиими сопротивлениями х „включенными последовательно в цепь гнтания, при помощи которых iTaKже устанавливается нулевая фаза, т. е. в, тока, питающего установку. Предмет изобретения

Комплексный компенсатор, в котором, для получения регулируемого по величине и по фазе напряжения предусмотрено два трансформатора с переменной магнитной связью, вторичные обмотки которых включены последовательно друг с другом, а первичные обмотки включены в две параллельные цепи, по которым проходят равные по величине и сдвинутые по фазе на 90 токи, отличающийся тем, что, с целью использования нулевого прибора, предназначенного для цели компенсации .измеряемого напряжения, также для контроля равенст|ва и квадратуры этих тоК0В, в параллельные ветви ком пен."aòopà включены сопротивления, лапряжения на которых в случае равенства in квадратуры то кон должны быть равны и противоположны но фазе, в частности, в одной ветви — активное сопротивление, а в другой †взаимн индуктмвность, с тем, чтобы регулировку токов можно было производить при включении нулевого прибора меж .."у ветвями как в д:-.,ггональ моста.

Фиг. 2 фиг. 3 6

Отв. рсдактор В. Н. Костров. Техн. редактор Г. Ф. Соколова.

ЛО2854. Подписано к печати 27 111-1948 r. Тирпхк.500 эка. Цена 65 к. Зак. 305.

Тчпографна Госпланнздата нм. Воровского, г. Калуга