Индикатор синфазности, квадратуры и противофазности

Индикатор синфазности, квадратуры и противофазности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсння

Соцналнстнческнк

Республнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1Ц742823 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 51)М. К,.2 (д01 Я 25/00 (22) Заявлено 180276 (21), 2326181/18-2l с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2 5068 0. Бюллетень ¹ 2 3

Датаопублинования описания 2506.80 (53) УДК 621. 317. ..373(088.8) (72) Авторы изобретения

A. И. Гуцало, В. Я. Супьян и С. И. Пятин

Винницкий политехнический институт (71) Заявитель (54) ИНДИКАТОР СИНФАЗНОСТИ, КВАДРАТУРЫ

И ПРОТ ИВОФАЗ НОСТИ

Изобретение предназначается для индикации синфаэности, квадратуры и противофазности двух равных по амплитуде напряжений и может найти применение в измерительной технике. 5

Известно устройство для индикации синфазности ипротивофазности (1),в котором для уменьшения погрешностей, возникающих иэ-за неравенства амплитуд входных сигналов и неидентичнос-. 10 ти амплитудно-частотных характеристик коэффициентов передачи входных цепей применяется периодическая коммутация сравниваемых напряжений. Недостатком такого устройства является низкая точность индикации синфазности и противофаэности входных сигналов.

Известны также индикаторы квадратуры, работающие по принципу суммирования и вычитания и индикаторы проти- 2О вофазности, выполненные на основе суммирукщих и множительных схем (2).

Такие индикаторы применяются как отдельные устройства для индикации квадратуры или йротивофазности двух 25 равных по амплитуде напряжений, что также является их недостатком.

Кроме того,известен также индикатор противофазности двух равных по ампли туде напряжений (3), содержащий сум- .3() матор, выполненный на двойном триоде с общей катодной нагрузкой, усилитель, включенный меЖду выходом сумматора и входом последовательно соединенных выпрямителя и вольтметра.

Недостатком известного устройства является низкая точность индикации противофазности и невозможность одним устройством измерить также синфаэность и квадратуру двух равных по амплитуде напряжений.

Цель изобретения — повышение точности.

Это достигается тем, что в индикатор синфазности, квадратуры и противофаэности, содержащий фазосдвигающее устройство на входе одного из каналов и вольтметр, введейй кнопка, вращакщийся трансформатор, электродвигатель и селективное устройство, причем одна из статорных обмоток вращакщегося трансформатора соединена с выходом параллельно соединенного фазосдвигакщего устройства с кнопкой, роторная обмотка подсоединена к последовательно соединенным селективному устройству и вольтметру.

На (фиг. 1 изображена структурная электрическая схема индикатора синфазности, квадратуры и противофазнос742823

+ 6,% (п(д, э(п Ч sin t) (3 )

Так как cosh (1, à s h h(((h% то выражение (3) приводится к виду

E =А(соса(.(сорос Ынм1" ьЧ 1п (1.ЫнЯ =

= А < I co S Ой, cos (ЯЛ. + 4 ) " ьЧ s m ю t s (и ЯЛ, =

А — icos/(40- ч.) z +соэ (а+ Ю + — +

Г2(Г Г К1

43 s((cos(lkl- R)c- cos (e+sc)tg

Из последнего выражения следует, что при синфазности двух сравниваемых напряжений их спекТральные составлякщие равны, а при введении дополнительного фазового сдвига наблюдается увеличение амплитуды верхней спектральной составляющей w + Q. ка величину (-Г2 + h%)/2 и уменьшение амплитуды нижней спектральной составляющей ((Π— Я. на величину (Wa — 9 )/2, что показано на фиг. 2,б.

При противофазности двух сравниваемых напряжений их спектральные составлякщие также равны, а при введении дополнительного фазового сдвига наблюдается увелиЧение амплитуды нижней спектральной составляющей uu — Я. на величину ((Я ФьЧ )/2 и уменьшение амплитуды верхней спектральной составлякщей Щ+ Q, на величину (2 — g9)/ /2, что показано на фиг. 2, в.

При f = + и замкнутой кнопке 2 из уравнения,(1) имеем (Х Ми и 1, 1g I э1п(а)Ф- Ю

60

Рк Е/cos((u>-9.>E E -)-cps((u)+9.)t+-s2 ss ти двух равных по амплитуде напряжений",на фиг. 2, а,б,в, г,д — спектральные составляющие сравниваемых напряжений, поясняющие принцип измерения синфаэности, квадратуры и противофаз ности.

Индикатор состоит из фазосдвигаю щего устройства 1 с параллельно подключенной ему кнопкой 2, вращающегоэя трансформатора 3 со статорными обмотками 4, 5 и роторной обмоткой б, электродвигателя 7, селективного устройства 8 и вольтметра 9.

Индикатор работает следующим образ.ом.

Напряжения U=U siE(art

1 х

=Б(у1п (ж1+М) синфаэность 9 квадратуру (5 и противофазкость между которыми нЕобходимо измерить подаются ыа статорные обмотки 4 и 5 вращакщегося транс форйатора 3. Напряжение П„подводится Ic статорной обмотке 5 вращанв(его- 20 ся трансформатора 3 непосредственно, а напряжение U< к статорной обмотке

4 через фаэосдвигакщее устройство с подключенной параллельно ему кнопкой. 2 с нормально замкнутыми контактамЬ. (1ри U<=U< — J токи в статорных обмотках 4 и 5 равны

Для электрических машин со сдвинутыми впространстве обмотками статора справедливо 35

М = М co в aL >

М =МЫпci

При вращении роторной обмотки б

2 вращающегося трансформатора 3 электро двигателем 7 с угловой частотой(9(. 4, угол с(=ЖМ =Mcos5? t, М2=NSin Я. t

1 где М вЂ” коэффициент взаимной индукции .

Суммарная электродвижущая сила, 45 наведенная токами в роторной обмотке б, равна

E tA — 1-9 М вЂ” -=Мю?п(cos.up+coo ЯЛ. Г (dK 2Ж

+)(А цТм дионисо (иА+Ю). .- ((К(н>,(.м (.соэи icos 9-4+cos(uu+%) s"n 9. l s

= icos цАсО 9 h+cos (ш )S E(< 11 (1 ) где А = N0n3mПри синфазности двух сравниваемых напряжений М = О, а при пр и и отивофазности Ц = 1t . Тогда при замкнутой кнопке 2 иэ уравнения () (1) имеем, Е = А(COSLRQCOS РЛ. тСОВж shtlRK ) 9

Е

=gcos K(cos QÀ -М 9 +)=

9A cosmtco (9t- 4 )= (2) Из выражения (2) следует, что при — 0 или 9 = Т на выходе роторной обмотки б вращакщегося трансформатора 3 получаются биения двух близких по частоте напряжений, спектр которых показан на фиг. 2 и состоит иэ нижней и верхней спектральных составляющих. Выходное напряжение с выхода роторкой обмотки вращакщегося трансформатора 3 поступает на селективное . устройство 8 и измеряется вольтметром 9. Если при измерении обе спектральные составлякщие равны по амплитуде, то при этом будет наблюдаться или сикфазность или протифазность двух сравниваемых напряжений, что можно установить при введении в напряжение U2 дополнительного фазового о сдвига ь% 10-15 при помсщи фазосдвигакхцего у(згройства 1, разомкнув кнопку 2.

Можно показать, что при Ч = 0 и

9 = ((, и введении дополнительного фазового сдвигаау

E > = S (cos m S cos 9S - со (ш(ь (о1С сс1

9 А(со аА соь М+ со в со (1и Ы Е -A(cosmic cos9+,-sou> t sin Qt)

К, Асора(в+я.) wp 4=— Q l, 2

742823

Формула изобретения

E g =А(сова .соэЯЯ е пж В пЯ ) ассоц(а-И и,Я= —— К

2 т.е. при сдвиге фаэ между исследуемыми напряжениями на угол = ф вольт. метр 9 измеряет амплитуду верхней 5 спектральной составляющей Щр + Я., тс показано на фиг. 2,г, а при амплитуду нижней спектральной составляющей И -Q., показанной на фиг. 2,д, что свидетельствует о квадратуре срав-fp ниваемых напряжений.

Таким образом, при помощи настоящего устройства возможно индицировать синфазность, квадратуру и противофаз ность .двух исследуемых напряжений, при этом точность индикации достаточно высокая.

Индикатор синфазности, квадратуры и противофазности, содержащий фазосдвигакщее устройство на входе одного из каналов и вольтметр, о т л и— ч ающи и с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено кнопвращающимся трансформатором, электродвигатблем и селективным уст ройством, причем одна из статорных обмоток вращаяцегося трансформатора соединена с выходом параллельно сое диненного фазосдвигакхцего устройства с кнопкой, роторная обмотка подсоединена к последовательно соединенным селективному устройству и вольтметру, а ротор механически соединен с электродвигателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скрипник В.И. и др, О влиянии неравенства амплитуд на точность нулевых индикаторов щротивофазности (синфаэности). В сб. Контрольно-измерительная техника, Львов, 1966r вып.

3, с. 22.

2. Скрипник Ю.A., Скрипник В.И.

Повышение точности фаэочувствительных измерительных устройств. Изд-во

AH УССР, Киев. 1970, с. 5, 23.

3. Скрипник Ю.A. Методы и устройства для точной индикации равенства и ,противофазности двух переменных напряжений. Известия КПИ, 1961, вып 1.

74282 3 чт Г7 4 / с0--Я М Я

У ол о а

Составитель М. Парашков

ТехРед Н, Бабурка Корректор М. Демчик

Редактор H.Êàòàìàíèíà

Заказ 3455/40 Тираж 1019

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4