Устройство для измерения фазового сдвига между током и напряжением автономного инвертора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ : ФАЗОВОГО СДВИГА МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА, снабженного мостом обратных диодов, содержащее эадатчик частоты выходного напряжения инвертора, формирователи длительности фазового сдвига, предназначенные для включения в плечи анодной и катодной групп одной фазы моста обратных диодов, одновибратор, последовательно соединенные ключ, интегратор, второй ключ, блок запоми нания, причем выходы формирователей длительности фазового сдвига соедине ны с входе одноБибратора и управляю щим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом задатчика частоты, о т л и -чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабI жено дополнительными ключом и одновибратором , вход которого соединен с выходом основного одновибратрра, выход - с управляющим входом дополни тельного ключа, вход и выход которо-го подключены к входу и вцходу интегратора .

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3352835/24-07 (22) 13.11.81 (46 ) 30.10.83. Бюл. 9 40 .(72) Ю.Н.Петренко, В.П.Беляев, Г.И.Гульков и. A.Ì.Василевский (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.316.729(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 646265, кл. G 01 B 21/00..

2. Авторское свидетельство СССР .

9. 739427, кл. G 01 Н 21/08.

3. Авторское свидетельство СССР

)) 454660 кл. 8 02 P 13/18.

4. Мартяшин A.И. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения.

М., "Энергия", 1976, с. 267. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ФАЗОВОГО СДВИГА МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯ.

ЖЕНИЕМ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА, снабженного мостом обратных диодов, содержащее задатчик .частоты выходного напряжения инвертора, формирователи длительности фазового сдвига, предназначенные для включения в плечи анодной и катодной групп одной фазы моста обратных диодов, одновибратор, последовательно соединенные ключ„ интегратор, второй ключ, блок запоминания, причем выходы формирователей длительности фазового сдвига соедине. ны с входом одновибратора и управляю. щим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом задатчика частоты, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .повышения быстродействия, оно снабжено дополнительными ключом и одно- Q вибратором, вход которого соединен с выходом основного одновибратора, выход - с управляющим входом дополни тельного ключа, вход н выход котооо . го подключены к входу и выходу интегратора.

М и

1051666

Изобретение относится к схемам для генерирования управляющих напряжений в полупроводниковых приборах, используемых в статических преобразователях.

Известно устройство для измерения коэффициента мощности, содержащее стабилизатор, фильтр первой гармоники, усилитель, тиристорный ключ, нагрузочный резистор, формирователь импульсов, амплитудный детектор и блок регистрации11 1.

Недостатком известного устройства является его сложность из-за большого количества функциональных элементов.

Известно также устройство для измерения коэффициента мощности, содержащее датчик Холла, усилитель-ог,раничитель, усилитель с автоматической регулировкой усиления, кнадратурный усилитель, пиковый и линейной дегекторы (2 ).

Известно устройство для регулирования коэффициента мощности автономного инвертора, содержащее фаэочувствительный выпрямитель, трансформатор тока и трансформатор напряжения (3 ).

Недостатком указанного устройства является его громоздкость из-за применения трансформаторов тока и напряжения.

Известно устройство для измерения угла сдвига фаз, содержащее формирователь длительности фазового сдвига, выход которого подключен к входу одновибратора и управляющему ,входу первого ключа, к входу ключа подключен источник опорного напряже ния, а к выходу — вход интегратора, выход интегратора подключен к входу второго ключа, управляющий вход которого подключен к ныходу одновибратора, выход ключа соединен с входом ячейки памяти, ныход которой подключен к входу интеграторов 4 1.

Недостатком этого устройства является то, что его быстродействие зависит от периода входного сигнала.

При измерении сдвига фаз сигналов с регулируемым периодом быстродействие устройства изменяется в широких пределах в сторону уменьшения своего максимального значения.

Цель изобретения. — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения, фазового сдвига между током и напряжением автономного инвертора, снабженного мостом обратных диодов, со- . держащее задатчик частоты выходного напряжения инвертора, формирователи длительности фазового сдвига, предназначенные,цля включения в плечи анодной и катодной групп одной фазы .

t моста обратных диодов, одновибратор последовательно объединенные ключ, интегратор, второй ключ, блок эапомина ния, причем, выходы формирователей длительности фазового сдвига соединены с входом одновибратора и управляющим входом первого ключа, информационный вход которого соединен с выходом задатчика частоты, снабжено дополнительными -ключом и одновибратором, вход которого сое10 динен с выходом основного одновибратора, выход — с управляющим входом дополнительного ключа, вход и выход которого подключены к входу и выхолу интегратора.

15 Введение дополнительного ключа

У позволяет исключить обратную связь и обеспечить обнуление интегратора ,после каждого цикла измерения: Управление дополнительным ключом осу20 щестнляется дополнительным однонибратором. Такое построение устройства позволяет получить максимальное быстродействие, равное периоду вход; ного сигнала формирователя длитель- ности фазового сдвига во всем диапазоне регулиронания частоты сигналов, сдвиг фаз которых измеряется. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит управляемый выпрямитель 1, .С-фильтр 2, мост 3 обратных диодов, иннертор 4 напряже .ния, включенный на асинхронный двигатель 5, блок 6 управления частотой

35 вход которого подключен к выходу .эадатчика 7 частоты и к входу ключа

8, к управляющему нходу которого подключены формирователи 9 и. 10 длительности фазового сдвига и вход .

40 одновибратора 11, а к выходУ вЂ” входь1 ключа 12 и интегратора 13, выход. которого подключен к выходу ключа 12 и входу ключа .14,. управляющий вход которого подключен к выходу одновиб45 ратора 15, а выход — к входУ ячейки

16 памяти. Формирователь 9 длйтельности фазового сдвига включен в плечо анодной группы, а формирователь

10 — в плечо катодной группы моста

3 обратных диодов. Одновибратор 15 подключен к управляющему входу ключа

12.

Устройство работает следующим образом.;

Во время работы инвертора 4 напряжения на асинхронный двигатель 5 в цепях формирователей 9 и 10 длительности фазового сдвига поочередно протекают однополярные импульсы тока. Формирователи 9 и 10 могут

60 быть реализованы, например, в виде шунта, подключенного через опто-пару к входу нуль-органа. Время протекания каждого импульса тока через формирователи 9 и 10 равно време

65 ни, в течение которого ток и напря1051666 жение инвертора 4 противоположны по знаку. Угол V сдвига между током и напряжением равен

Et = u)yt (1) где ы = 2 Tif- угловая частота нап ряжения инвертора; Х вЂ” частота нап-, ряжения инверторов. Прямоугольный импульс, возникающий на выходе формирователя 9 (или 10 ),прй протекании через него импульса тока, поступает на управляющий вход ключа 8 и на выход одновибратора 11. Ключ 8 замыкается на время Д1дей1твия сигнала

8. В результате этого интегратор 13 подключается к- выходу задатчика 7 частоты. Начинается интегрирование напряжения задания частоты И .. Напряжение на выходе интегратора 13. равно М ) ()вь)х= T„,Ug dt (2) о . где ҄— постоянная времеии интегратора ° ; . Задающий генератор блока 6 управле-) ния частотой имеет линейную характеристику, т. e.

О = К У, (3) где К„- коэффициент пропорциональ.ности между частотой и напряжением задания частоты О . С достаточной ,степенью точности О за время интег рирования можно счи1ать постоянным.

Тогда (2,)можно записать

) ) т.е. максимальное напряжение эа переход интегрирования dt интегратора

13 определяется углом L) . По истечении времени аС ключ 8 размыкается

5 и интегратор 13 отключается от вход-, ного напряжения. На выходе одновибратора 11 появляется кратковременный импульс, которым замыкается ключ 14 и тем самым ячейка 16 памяти подключается к выходу интегратора

13. В течение действия этого импульса происходит передача информации с интегратора 13 в ячейку 16 памяти, после чего ключ 14 размыкается и отключает ячейку 16 памяти от цепей

15 интегратора 13. По окончании импульса одновибратора 11 на выходе одновибратора 15 появляется кратковременный импульс, поступающий на управляющий вход ключа 12, Ключ 12 замыкается и интегратор 13 обнуляется.

При изменении угла сдвига между током и напряжением инвертора 4 изменяется вреМя интегрирования dt, а следовательно, и выходное напряжение интегратора 13 и ячейки 16 памяти, которая реализуется., например, в виде конденсатора.

Использование дополнительных элементов — ключа и одновибратора позволяет осуществить обнуление ин.тегратора в каждом цикле измерения и за счет этого повысить быстродействие предлагаемого устройства для

З5 измерения угла сдвига между током и напряжением автономного инвер-. тора.

1051666

Составитель Л.Придатков

Редактор Ю. Середа Техред Т.Фанта Корректор С, Патрушева

Заказ 8684/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4