Устройство для измерения скольжения между двумя синусоидальными напряжениями

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - повьшение точности измерения и упрощение устройства. Блок I преобразует угол между двумя напряжениями в постоянное напряжение, увеличивающееся на интервале угла между векторами входных напряжений от О до Л и уменьшающееся на интервале от I) до 2 К. Влок 2 дифференцирует по времени выходной сигнал блока 1, и в момент изменения знака производной нуль-индикатор 3 формирует импульсы, определяющие граншлы измеряемого интервала. Блок 4 измерения определяет величину этого интервала, соответствующую частоте скольжения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л

А1 всг ""

i l3, ЬЧЕ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ! 1

Vt

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪФ (21) 4030166/24-07 (22) 27.02.86 (46) 07.02.88. Бюл. 1 5 (71) Московский энергетический институт (72) Н.И.Панфилов (53) 621.316.729(088 ° 8) (56) Электрические станции, 1971, 1 7, с.80-81.

Электрические станции, 1975, У 4, с.80-71. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СЮЛЬЖЕНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ СИНУСОИДАЛЬНЬИИ НАПРЯЖЕНИЯМИИ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения— повышение точности измерения и упрощение устройства. Блок 1 преобразует угол мезду двумя напряжениями в постоянное напряжение, увеличивающееся на интервале угла мехду векторами входных напрякений от 0 до 1i и уменьшающееся на интервале от Т1 до 2ll.

Блок 2 дифференцирует по времени выходной сигнал блока 1, и в момент изменения знака производной нуль-индикатор 3 формирует импульсыр определяющие границы измеряемого интервала.

Бпоя 4 иемерения опренепяет непнеину (/) этого интервала, соответствующую частоте скольжения. 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1372475

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматике и релейной защите электроэнергетических систем, в частности, связано с

5 настройкой и проверкой антосинхрониэа торов.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— вариант выполнения блока преобразования угла в напряжение; на фиг.3— временная диаграмма работы устройства.

С помощью блока 1 формируют сигнал

ПВ, соответствующий фазовому сдвигу между входными напряжениями U, и 11

На фиг. 2 f п р иHв еeд еeнHа,, нHа п р и меeр, ли- 20 нейная зависимость напряжения Ug от угла 5 сдвига фаз. Сформированное блоком l напряжение сигнала Ug увеличивается на интервале от 0 до t„(соответствующем изменению угла о от 0 25 до Л ) и уменьшается на интервале от

t, до t (соответствующем изменению угла о от )I до 2_#_), как показано (фиг.3) для случая линейно изменяющегося скольжения. С помощью блока 2 30 дифференцируют по времени сигнал Ug и в момент изменения знака производной (фиг.3) нуль-индикатором 3 формируют импульсы, определяющие границы измеряемого интервала (Т, T„ ), Затем блоком 4 измерения времени (секундомер) определяют длительность этого интервала. Далее вычисляют величину частоты скольжения по формуле

1 (1) 40

Яр 2Т

1О

В предлагаемом устройстве блок

1 преобразования, блок 2 дифференциРования, нуль-индикатоР 3 и секундо- 45 мер 4 включены последовательно. Блок

1 преобразования угла в напряжение (фиг ° 2) может быть выполнен н виде трансформаторов 5 и 6, во вторичные . обмотки которых включены ключи на транзисторах 7 и 8, соединенных последовательно, Базы транзисторов 7 и

8 включены через резисторы 9 и 10 соответственно, переходы база-змиттер шунтированы обратными диодами ll u

12. К коллектору транзистора 7 под,ключены резистор 13 и фильтр 14 нижних частот, ныполненный по известным схемам, Возможно также испольэовать блок

1 для преобразования напряжения биений. В этом случае огибающая выпрямленного напряжения биений несет информацию об угле сднига фаэ.

Устройство работает следующим образом.

При подаче входных напряжений U

1 и U транзисторы 7 и 8 открываются каждые положительные полупериоды напряжения °

Длительность прямоугольного импульса напряжения на коллекторе транзистора 7 линейно изменяется от 0,5Т до Т при изменении фазового сдвига векторов входных напряжений от 0 до и от Т до 0,5 Т при изменении сдвига от л до 2Л, где Т— период меньшей из подводимых частот.

Фильтр 14 нижних частот выделяет постоянную составляющую (среднее значение) напряжения, пропорциональную текущему значению угла сдвига фаз.

На фиг.3 показан нид выходного . напряжения фильтра Ug при линейно меняющемся скольжении (равноускоренное изменение угла) °

Выходное напряжение преобразователя дифференцируется блок 2. Производная Ug имеет разный знак в диапазонах углов 0 — J1 и Й вЂ” 2л. Сигнал, пропорциональный производной, можно получить и от настраинаемого автосинхрониэатора.

Нуль-индикатор 3 (НИ) выделяет интервал времени Т, когда выходное х напряжение преобразователя уменьшается от максимума до минимума (т.е. когда угол о находится в диапазоне

iT — 23), и нормирует уровень и фронты напряжения для работы секундомера 4.

Расчетное значение частоты скольжения, определяемое по (1), близко к фактическому значению частоты скольжения н момент совпадения фаэ входных напряжений даже для рассматриваемого худшего случая. Действительно, поскольку время расхождения векторов входных напряжений на угол Й равно

2R

Т

Х а то измеренный интервал т = т — Т = 1 — (52-1).

123

Тогда расчетная частота скольжения

1 )а

2(2-42 ) Я

Отсюда отношение частот и /f р 2(2- j2)=1,18, 5 т.е. погрешность составляет I87.

При постоянном скольжении погрешность отсутствует.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет в 5 — 6 раз повысить точность определения скольжения в момент совпадения фаз входных напряжений (момент включения выключателя).

Формула и з о б р е т е н и я

I Устройство для измерения скольжения между двумя синусоидальными напряжениями, содержащее узел преобразования частоты скольжения во временной интервал, подключенный через блок запуска к секундомеру, о т л ич а ю щ а е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упро- 25 щения устройства, узел преобразования частоты скольжения во временной

1372475 4 интервал выполнен в виде преобразователя фазового сдвига между входными напряжениями в постоянное напряжение, увеличивающееся на интервале угла между векторами входных напряжений от О до X и уменьшающееся на интервале угла от Х до 2 с входами для подключения на входные напряжения и последовательно соединенного с ним дифференцирующего элемента, а блок запуска секундомера выполнен в виде нуль-индикатора.

2. Устройство по п.I, о т л и— ч а ю щ .е е с я тем, что преобразователь фазового сдвига выполнен в ви" де двух транзисторных ключей, соединенных последовательно, причем базы транзисторов через резисторы соединены с входами для подключения на входные напряжения, коллектор одного транзистора соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор этого транзистора через резистор подключен к источнику питания, и фильтра нижних частот, соединенного с коллектором второго транзистора.

1372475 — Ч

Фид

dt

Составитель К.Фотина

Редактор ОеЮрковецкая Техред М.Моргентал Корректор В.Бутяга

Заказ 492/48 Тирам 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проияеодстненно-полиграфическое предприятие,г.Унгород,уп.Проектная,4