Патент ссср 163276

Cow C0 ETc

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЮ

««в»О»««ом» «ви««»«««С»«»

gJo ЩД76

Класс

21е, Збвз

МПК

G 01г зависимому от авторского свидетельства № 154948

Заявлено 29.1.1963 (№ 816663/26-10) Опубликовано 22,VI.1964. Бюллетень № 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

КОМИТЕТ П.О ДЕЛАМ

ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ °

СССР

УДК

Подписная группа № 79

Л. А. Верещагин

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Основное авт. св. № 154948 выдано на цифровой фазометр для измерения сдвига фаз или коэффициента мощности, содержащий барабан с цифрами, который приводится во вращение синхронным электродвигателем с постоянными магIIHTBMH, соединенным с источником опорного напряжения, а участок барабана, проходящий перед окном прибора, периодически освещается импульсной лампой, поджигающие импульсы для которой вырабатывает насьпценный трансформатор в моменты прохождения через нуль напряжения или тока, фаза которого измеряется.

В указанном фазометре положение цифр, появляющихся в окне прибора, не фиксируется, в результате чего при различных значениях фазового сдвига изображение цифры может занимать различные положения относительно окна прибора.

Предлагаемый цифровой фазометр отличается от известного тем, что в нем изображения цифр в окне прибора фиксируются, и при непрерывном изменении измеряемой фазы цифры, появляющиеся в окне прибора, изменяются дискретно.

Указанный эффект достигается благодаря тому, что цепь поджигающих импульсов импульсной лампы, освещающей вращающийся барабан с цифрами, соединена с выходом специального генератора импульсов фиксированной фазы. На вход последнего подается переменное напряжение, фаза которого измеряется. Генератор импульсов фиксированной!

1 фазы обеспечивает ска йг1гтбразйое йзме ение фазы поджигающих импульсов при непрерывном изменении измеряемой фазы Он содержит два управляемых полупроводниковых диода, цепи управления которых через иасышающийся трансформатор соединены со входом фазометра. Питание»x осуществляется от генератора повышенной частоты, связанного с синхронным двигателем фазометра, а в обшей катод1.ой цепи управляемых диодов включен насыщающийся трансформатор, вырабатывающий поджигающие импульсы для импульсной лампы.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого цифрового фазометра; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Фазометр работает следующим образом.

Переменные напряжения, фазовый сдвиг которых измеряется, подаются на входы 1 и

2 фазометра. Со входом 1, на который подается опорное напряжение, соединены обмотки синхронного конденсаторного двигателя 3, ротор которого имеет постоянные магниты, При использовании в качестве опорного напряжения трехфазного напряжения сети переменного тока в фазометре применяется трехфазный синхронный двигатель.

С валом двигателя 3 связан барабан 4, иа

IJHJIIIil lðè÷åñê0é погерхиости которого нанесены цифры, соответствующие фазовому сдвиу в градусах (или коэффициенту мощности).

Барабан помещен в корпусе, имеющем окно

5. Участок барабана, находящийся против окна, освещается импульсной лампой б, кото№ 163276 рая питается от источника напряжения 7, С валом синхронногQ двигателя 8 связан ротор генератора 8 повышенной частоты (например, индуктивного типа). Частота f „ãåíåðàтора выбирается из условия fotr

2 где N — количество цифр на барабане;

f,„— частота опорного напряжения;

P — число пар полюсов синхронного двигателя, Таким образом, каждому числу, нанесенному на барабане, соответствует один полупериод напряжения генератора повышенной частоты.

Напряжение генератора 8 через трансформатор 9, вторичная обмотка 10 которого имеет вывод 11 средней точки, подается на двухтактный управляемый выпрямитель, выполненный на управляемых полупроводниковых диодах 12 и 18. В цепь нагрузки выпрямителя входят активные сопротивления 14 и 15, первичная обмотка 1б насыщающегося трансформатора 17, выполненного на сердечнике из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса, и конденсатор 18. Вторичная обмотка 19 трансформатора 17, шунтированная полупроводниковым диодом 20, подключена к цепи поджигания импульсной лампы 5.

Цепи управления полупроводниковых диодов 12 и И через сопротивления 28, 24 и полупроводниковые диоды 21, 22 подключены ко вторичной обмотке 25 насыщающегося трансформатора 26. Первичная обмотка 27 трансформатора через сопротивление 28 подключена ко входу 2 фазометра. Вместо управляемых полупроводниковых диодов возможно применение тиратропов с холодным или горячим катодом.

С частотой и фазой опорного напряжения, подаваемого па вход 1, жестко связаны скорость и угол поворота вала синхронного двигателя 8 и связанного с ним барабана 4, а также частота и фаза напряжения генератора 8.

Временные диаграммы, представленные на фиг. 2, поясняют работу фазометра. Благодаря применению двухтактной схемы управляемого выпрямителя, в четные полупериоды напряжения UÄ i eiieparopa 8 положительный потенциал относительно катода имеет место на аноде управляемого диода 12, а в нечетные полупериоды — на аноде управляемого диода 18. В момент прохождения через нуль напряжения U, фаза которого измеряется, насыщающийся трансформатор 17 перемагничивается (его магнитный поток обозначен на фиг. 2 как Ф) и вырабатывает импульс тока

, поступающий в цепи управления полупроводниковых диодов 12 и И.

Открывается тот из диодов 12 и 18, к аноду которого приложен в данный момент положительный полупериод напряжения U„. Управляемый диод проводит ток I до момента, когда напряжение U, достигнет нуля, При прохождении импульса тока I в цепи нагрузки выпрямителя, благодаря перезаряду конденсатора 18 и перемагничиванию сердечника насыщающегося трансформатора 17, на вторичной обмотке последнего появляются отрицательный и положительный импульсы напряжения. Отрицательный импульс шунтируется диодом 20, а положительный импульс U„„ используется в качестве поджигающего для управления импульсной лампой б.

Таким образом, при любом значении фазы ср напряжения U2, подаваемого на вход 2 фазометра, фаза поджигающего импульса U„, может иметь только те фиксированные значения, которые соответствуют моментам перехода через нуль напряжения U, .

Благодаря тому, что ротор генератора 8 и барабан 4 находятся iia одном валу, а цифры на барабане Нанесены в тех участках, которые проходят перед окном прибора в моменты прохождения через нуль напряжения U„, изображение цифр в окне приоора всегда фиксировано, а погрешность дискретности Й / Л<р соответствует значению фазового сдвига <р измеряемого напряжения U, относительно опорного напряжения Ut. Величину погрешности определяют по цифрам па барабане (oiia не превышает 0,5% от диапазона измерения).

5Кесткая фиксация изображения цифр относительно окна прибора существенно облегчает считывание результата измерений.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр для измерения сдвига фаз или коэффициента мощности по авт св. № 154948, отличающийся тем, что, с целью обеспечения фиксации изображения цифр относительно окна прибора, фазометр снабжен генератором повышенной частоты, кратной частоте измеряемого напряжения, который кинематически связан с барабаном прибора и питает двухтактпый управляемый выпрямитель, образованный двумя управляемыми полупроводниковыми диодами, и нагруженный насыщающимся трансформатором, ьключепным в цепь импульсной лампы, а цепи управления полупроводниковых диодов через насыщающийся трансформатор подключены к одному из входов прибора.

J4 163276

Риг. 2

Фиг, l

Редактор И. Г. Карпас Техред А. А. Камышникова Корректор Т. В. Муллина

Подп. к печ. 25/VII — 64г. Формат бум. 60 Х 90 /в Объем 0,27 изд. л.

Заказ 1467/17 Тираж 150 Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2