Способ определения угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в устройствах электронной защиты и противоава. рийной автоматики электроэнергетических систем. Цель - повышение быст родействия и точности определения разности фаз двзос синусоидальных сигналов во время переходного процесса , после коммутации в электрической цепи, путем устранения методической погрешности измерения и повы1C о Од ND СЛ
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И), 1Я) 4 0 01 R 25!00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 } 3779833/24-21 (22) 10.08,84 (46) 23.01.86. Бюл. ¹ 3 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) К.Н.Белоусов, А.Е.Богаченко и Н.В.Плахотный (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 905875, кл. 0 01 R 25/00, 1981.
Авторское свидетельство ССCP
¹- 372506, кл. П Ol R 25/00, 1971, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА СДВИГА
ФАЗ ДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к области электроизмерителъной техники и может быть использовано в устройствах электронной защиты и противоава-. ° рийной автоматики электроэнергетических систем. Цель - повышение быстродействия и точности определения разности фаз двух синусоидальных сигналов во время переходного процесса, после коммутации в электрической цепи, путем устранения методической погрешности измерения и повы1206725
15 шения скорости обработки информации за время не более одного периода сигнала. Устройство, реализующее способ, содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор.3, нуль-органы 4 и 5, коммутатор 6, АЦП 7, вычислительный блок 8. Устройством измеряется интервал времени между моментом коммутации и моментом первого после него
Изобретение относится к электроиз. мерительной технике и может быть использовано в устройствах электронных защит и противоаварийной автоматики электроэнергетических систем. 5
Цель изобретения - повышение быст родействия и точности определения разности фаз двух синусоидальных сигналов во время переходного процесса, имеющего место после коммутации в 10 электрической цепи путем устранения методической погрешности измерения и повышения скорости обработки информации за время не более одного периода сигнала.
На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществле- ния способа.
Устройство содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор 3, нуль-органы 4 и 5, коммутатор 6, аналогово-цифровой преобразователь
7 (АЦП), вычислительный блок 8, при этом вход сигнализатора 3 соединен с коммутируемыми линиями Фока, а выход - с первым входом вычислительнаго блока 8, трансформатор тока 1 подключен к первой коммутируемой линии тока, à его выходы соеди иены с входами нуль-органа 4 и первыми входами коммутатора 6. Второй трансформатор тока аналогично подклюючен к второй линии тока, нульоргану 4 и вторым входам коммутатора 6. о
Выход первого нуль-органа 4 соединен с вторым входом вычислительного блока 8, выход второго нульоргана 5 аналогично соединен с треть им входом вычислительного блока. Вы прохождения тока через нулевое значение, а также измеряется мгновенное значение тока в моменты времени, отстоящие от момента коммутации и момента первогопосле негопрохождения тока через нулевое значение на интервал времени, равный полпериодутока. В описании приводитсяформула, по которойопределяется искомыйсдвиг фаз.1ил.
2 ход коммутатора 6 соединен с входом АЦП 7, выход которого соединен с четвертым входом .вычислительного блока 8, а выход этого блока соединен с вторыми входами коммутатора 6 и АЦП 7.
Устройство, реализующее способ, работает следующим образом, В момент коммутации С срабатыва-.. ет сигнализатор 3 и посылает в блок
8 сигнал прерывания текущей программы. По сигналу прерывания запускают программный счетчик интервалов вре- и Т мени и временную задержку ()t
При переходе одного из измеряемых, сигналов через нулевое значение в мо-! мент времени t срабатывает соответствующий нуль-орган (например 4), по выходному сигналу которого в памяти блока 8 фиксируют интервал времени л(При переходе второго измеряемого сигнала через нулевое значение в момент времени t срабаа ( тывает нуль-орган 5, по выходному сигналу которого в памяти блока 8 л фиксируют интервал времени ь, = t: — 1 . В те же моменты времени
Иб и запускают временные задерж ! Г 1 /Т1 и ки — - . и — -(. По истечеА2! 1 (2/ Т нии временной задержки (2 ) t блок о 8 выдает сигналы управления на коммутатор 6 и АЦП 7. По этим сигналам осуществляют последовательное измерение мгновенных значений первого и
T второго сигналов i -- и i — -, Pe2 2 зультаты измерений заносят в цифро-.
3 . 12067 вой форме в память (или регистр) бло ка 8. По истечении времени задержек
Т Т
2 -2 tã в любой последо вательности во времени посредством коммутатора и АЦП осуществляют последовательное измерение мгновенных зна1
T II чений сигналов i tI +-3 ;- и i tI + ко в приборах допускового контроля, мостах переменного тока, но .и в комп
I (лексных системах электронных и противоаварийной автоматики в про-мышленных отраслях народного хозяйства, например, в электроэнергетике.
Формула и з о б р е т е н и М.Т
+ -. Результаты измерений также
2 заносят в память блока 8. Поскольку определяемый сдвиг фаз в соответствии с формулой является функцией .измерен(л(л((Н (Х ВЕЛИЧИН = "1 "С
lI с ." т >1 т > т ), то блок 8 переводят
2 1 2 1 2 ( в" режим вычисления указанной функции по заранее составленной и хранящейся в памяти блока 8 подпрограмме.
Угол сдвига фаз двух сигналов определяется как разность углов и (( с обоих сигналов.
Принимая во внимание, что
I Л(((( — и ((= t — t((у получим, (Ь(Р.a(C ( ((т +—
cc8 cdc
cc I
° I (т
sin 4тС", т +совы,— и 2
1 "«т
2, I ° и где 1 и — мгновенные значе.ния токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от момента коммутации;
i<(, т и i т — мгновенные зна1 Я чения токов первого и второго сигна.лов соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от моментов первого после момента коммутации перехода тока через нуль.
Предлагаемый способ определения сдвига фаз двух сигналов синусоидаль" ной формы, основанный на измерении мгновенных значений в начальный период переходноге процесса в сравнении с известным устраняет мето(дическую погрешность, повышает быстродей-, ствие и точность определения сдвига фаз. Это,в свою очередь, расширяет сферу йримеыения и позволяет использовать предлагаемый способ не толь1 го
Способ определения угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов путем измерения мгновенных значений тока в фиксированные моменты вре15 мени, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения у каждб.
3 го сигнала измеряют интервал време- ни между моментом коммутации и мо20 ментом первого после него прохождения тока через нулевое значение, а также измеряют мгновенные значения тока в моменты времени, отстоящие от момента коммутации и момента
25 первого после него прохождения тока через нулевое значение на интервал времени, равный полпериоду тока, а искомый сдвиг фаз определяют по формуле
30 (М((и(6III = a(C ( т
4 +—
Л(e0Su - —; —— Х
51((Сд (., — Й(СТ.
35 (,,1 «т
COSQcc
1 т
I Н где 1(и t — моменты первого
40 после момента коммутации перехода тока через нуль первого и второго сигналов соответственно; л(л (( (,, и (, - интервалы времени между моментом коммутации и моментом
45 первого после него прохождения тока
I через нулевое значение для первого и второго сигналов соответственно
° (° ((3 Т/2 H (Т/2 токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в момент
50 времени,.отстоящий на полпериода ют момента коммутации, (* и (+ т - мгновенные значе1 1 2 ния токов первого и второго сигналов
55 соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от момента первых после момента ком. мутации переходов токов через нуль.
