Устройство для измерения фазового сдвига двух напряжений

Устройство для измерения фазового сдвига двух напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотоэ Советсник

Социалистические

Республик,;855872

Ф гГ

+Ú

1 г (6! ) Дополнительное к авт. свив- ву (22)Заявлено 23.04.79 (2!) 2756948/24-07 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Опубликовано 15.08. 81. Бюллетень .% 30 (51тМ. Кл.

Н 02 К 15/00

8 01 R 25/00

1Ъаударстееклый кемктет до делам кзебретеккй к открытей (53) УДК 62!.3!3 (088.83

Дата опубликования описании 17.08.81 пецэнергоавтоматика (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА ДВУХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на электрических станциях для измерения угла выбега ротора генератора с целью выявления превышения генератором предельно допустимого угла выбега ротора, выявления асинхронного режима генератора и др.

Известно устройство для измерения угла выбега ротора генератора, содерт6 жащее датчик угла выбега ротора, который управляется импульсами с фазой напряжения и ЭДС генератора, сравнивактщий триггер с реле,, управляемый импульсами в соответствии с фазой на-!

5 пряжения генератора непосредственно и импульсами с фазой ЭДС гекератора через элемент задержки с регулируемой длительностью (! ).

Известно также устройство для измерения угла выбега,снабженное узлами контроля величины и знака скольжения, выбора момента включения, подгонки оборотов, контроля угла положения ро",тора, измеряемого по механическому вектору положения ротора относительно напряжения генератора или сети, выходы которого псдключены к входам узлов контроля величины и знака скольжения и подгонки оборотов, и узлом задания программы, который включен в цепи изменения режима работы упомянутых узлов (2).

Наиболее близкое к изобретению по технической сущности и достигаемому результату устройство для измерения фазового сдвига двух напряжений, например для измерения угла выбега ротора генератора, снабженное датчиком угла, содержащее первый и второй блоки формирования импульсов, подключенные соответственно к датчику угла ротора и к статорной обмотке генератора, блок управлекия, преобразователь и блок деления (3).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения фазового сдвига, так как измеряется фактине(гки лииь среднее значение фазового сдвига за определенное число периодов исследуемых напряжений, что, в свою очередь, значительно уменьшает бьк-тродействие данного устройства.

Цель изобретения — повьгщение точяс" (ти устрОЙства

Для реализации поставленной цели в у; тройстно введен второй регистр счета импульсов, блок деления снабжен 1(1 управляющим входом, а блок управлеи.-:я выполнен в виде двух триггеров, и,: -.(в,"...-дозой и трехвходовой схем разМещения, на счетные входы первого и

В"oрого триггеров подключены выходы

Ссо Be гственно первого и второго блоке (Ьормирсвьг гия импульсов выхОд пер вс.о триггера соединен со входами схем рь:.зрешення, а другой выход первого

"I иггсра Hsäк д0чен г(управляющему Вхо 20 д:: бл(,а деления, вьгход второго тригГ"Ра СОЕДИНЕН СО ВХОДОМ тРЕ((ВХОДОВОй с;:.емы разреп(;ния, генератор счетных и!!пуль(О ь ггодключе н к входам схем раз решения, выходы схем разрешения подключены к входам регистров счета импульсов, выходы которых соединены с

tJ"oêo(.; деления, а выход последнего подключен к входу цифро-аналогового преоб азоьателя. ЗО

На фиг. 1 изображена электрическая с.(e"::а устройства; на фиг. 2 — времени="„-г диаграмма работы устройства.

Устройство содержит первый блок 1 фо ;ми;oвания импульсов с фазой напря(жзгг-.:;я ротора, второй блок 2 формирования гпгпульсов с фазой напряжения стаг:-.ра, выходы котооьп(подсоединены на с=.=.тные входы триггеров 3 и 4 соответ(.Гвенчо генератор 5 иьпгухгьсов„ двух входовую 6 .1 трехзходозую 7 схемы разрешения, два регистра 8 и 9 счета им;".ó BüñoB, блок 10 деления, цифро-ана. "сговый Греобразователь 11 ключ 12 исходного состоянчя, 45

Устройство работает следующим образом.

Прп замкнутом ключе 12 на вход д .„.тхвходовой схемы 6 и на вход трехвходовой схемы 7 с прямого выхо"

59 да .рг(ггера 3 и инверсного выхода

;:риггера 4 поступают сигналы "0" запрета, не позволяющие проходить счет- ным импульсам с генератора 5 на регистры 8 и 9 счета. Для запуска устройстйа размыкавт ключ 12. В момент

55 поступления первого импульса с выхода формирователя i имггульсов 1.при нарастании сигнала, в момент перехода синусоиды через нуль ) на счетнъгй вход триггера 3, последний опрокидывается в состояние, разрешающее поступление счетньп(импульсов с генератора 5 через двухвходовую схему 6 разр(вгения на регистр 8 счета импульсов, предназначенный для подсчета импульсов, заполняющих весь и:. риод данного напряжения, и на один из входов блока 10 деления.

В момент поступления импульса с выхода второго. формирователя 2 импульсов 1 при нарастании сигнала, в момент перехода синусоиды через нуль ) на счетный вход триггера 4 последний опрокидывается з состояние, разрешающее поступление счетньп(импульсов с выхода генератора 5 через трехвходовую схему 7 разрешения на регистр 9 (счета импym (oB, заполняющих часть периода данного напряжения, соответствующую фазовому сдвигу между напряь жениями, и на второй из входов бло<а 10 деления. В момент появления на выходе формирователя 1 следующего импульса триггер 3 опрокидывается в исходное состояние, "-апрещающее поступление импульсов с генератора 5:(а оба реги(T pe 8 H 9 импульсов менно — разрешающее (с инверсного выхода этого. триггера) выполнение операции деления в блоке 10 деления. На вьгходе блока 10 получают сигнал, пропорциональьгый фазовому сдвигу между исследуемьми напряжениями, а на выходе цифра-аналогового преобразователя 11 — значение этого угла. При поступлении на счетньй вход триггера 3 следующего импульса весь цикл измере ния фазового угла повторяется снова и т.д.

Таким образом- гго нечетньгм перИОдам осуществляется подсчет числа импульсоз„ а по четным — операция деления и преобразования информации в сигнал, пропорциональный углу фазового сдвига.

Блоки 6 и 7 предназначены для подключения соответственно выхода генератора 5 ко входу регистра 8 счета импульсов, заполняющих весь период напряжения, и ко входу регистра 9 счета гпглульсов, заполняющих часть этого периода, равного значенио фазового сдвига между исследуемьми напряжениями

Принцип работы блоков 6 и ? ничем не отличается от принципа работы двух" входовых или многовходозых логических

Формула изобретения

5 855872 схем И. Так блок 6 выдает на выходе сигнал и1и разрешения только в том случае, если на обоих его входах будут сигналы и1", а блок 7 — если .на всех трех его входах будут сигналы и1и

Два регистра 8 и 9 счета импульсов нужны в устройстве для подсчета за один период одного из напряжений числа импульсов, заполняющих часть пери- 1О ода, соответствующую фазовому сдвигу, и полный период считающегося опор-; нык напряжения соответственно.

В результате деления числа импульсов в регистре 8 на число импуль- j$ сов в регистре 9 получают текущее (за данный период) значение скважности, пропорциональное текущем. значению фазового сдвига н практически не зависящее ни от частоты f „генератора 20 счетных импульсов 5 ни от частоты Фс исследуемых напряжений, при условии

Поэтому устройство позволяет измерять с более высокой точнос1гью фазовый сдвиг по сравнению с иs- 23 вестным устройством.

Работа устройства прослеживается по временной диаграмме (фнг. 2), на которой изображены импульсы, получаемые на различных участках схемы устройст- ЗО ва. Цифрами обозначены номера блоков, сигналы с выходов которых представлены на временной диаграмме.

Таким образом, даже при небольшом изменении частоты генератора, так же д . как и частоты исследуемых напряжений, измерение фазового сдвига с помощью одного регистра счета импульсов происходит с погрешностями. Наличие же двух регистров счета вместо одного 49 и блока деления позволяет повысить точность измерения фазового угла без необходимости повышения температурной и др. стабильности частоты генератора счетных импульсов. Кроме того,45 отпадает необходимость точного знания частоты исследуемого сигнала, нербходимо только обеспечить условие

При этом блок 10 деления вырабатывает сигнал, пропорциональныйб6 сдвигу фаз, независимо ни от измене» ния частоты генератора 5 счетных импульсов, ни от частоты исследуемых напряжений, Таким образом, предложенное уст- М ройство сличается от известного иалнчнем двух триггеров, двухвходовой и трехвходовой схем разрешения, дополнительного регистра счета импульсов и блока деления, а также новой взаимосвязью вышеперечисленных н уже известных блоков, что позволяет повысить точность измерения.

Устройство для измерения фазового сдв,-та двух напряжений, например для измерения угла выбега ротора генератора, снабженного датчиком угла, содержащее первый и второй блоки формирования импульсов, подключенные соответственно к датчику угла ротора н к статорной обмотке генератора, блок управления, генератор счетных импульсов, первый регистр счета импульсов, цифро-аналоговый преобразователь н блок деления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, введен второй регистр счета импульсов, блок деления снабжен управляющим входом, а блок управления выполнен в внде двух триггеров, двухвходовой и трехвходовой схем разрешения, на счетнь:е входи первого и второго триггеров подключены выхо" ды соответственно первого и второго блохой формирования импульсов, выход ервого триггера соединен со входами схем разрешения, а другой выход пер" вого триггера подключен к управлякмцему входу блока деления, выход второга триггера соединен со входом трехвходовой схемы разрешения, генератор счетных ипульсов подключен к входам схем разрешения, выходы схем разрешения подкхцОчеяы к входам регистров счета импульсов, выходы которых соединены с блоком деления, выход последнего подключен к входу цифро-аналогового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

Авторское свидетельство СССР

395788 кл, Q Oj Я 25/Oo 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

1 445111, кл. Н 02 K 3/42, 1972.

3. Куаиир Р.В. и др. Злектрорадио измерения. Л., "Знергияи, 1975, с. 314"316.

855877

pру /

s ШШШШШШМШШ ШП ШШ

1 )

1:1

Составитель В. Ликаноров

Редактор Т. Парфенова Техред А. <ч Корректор С. Шекмар

Заказ 5959/80 Тираж 730 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

IiЗ0З5 Москва Ж-25, Рарпская наб. д. 4!5

Филиал . .ТП "Патент", г. Ултород, ул. Проектная, 4