Способ определения разности фаз двух синусоидальных сигналов

 

Изобретение относится к электротехническим измерениям, в -частности к измерениям разности фаз. Целью изобретения является расширение диапазон измерения разности фаз до 2 ТГ . Для достижения этой цели способ предусматривает дополнительный сдвиг первого сигнала на угол IT/2 в сторону опережения, вьщеления разности мгновенных значений сдвинутого и второго сигналов, измерение значения этой разности и определение разности фаз по формуле, приведенной в описании изобретения. Устройство, реализующее способ, содержит измерительlibie преобразователи 1 и 2 действующих значений синусоидального напряжения , трансформаторы 3- и 4 напряже- . ния, измерительный преобразователь 5 действующего значения синусоидального напряжения, фазовращатель 6, с измерительШй преобразователь 7 действующего значения синусоидального напряжения, решакщий блок 8. Способ позволяет производить измерение разности фаз от О до 2Я , т.е. во всем диапазоне возможных значений. Это обеспечивает расширение области его использования. 2 ил. ю ел оо lN5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, - .

М А8TÎPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3927837/24-21 (22) 09.07.85 (46) 07.12 ° 86. Бкп. № 45 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (72) В.И.Новаш, А.А.Тишечкин, Ф.A.Романюк, Н.Н.Бобко и В.Ю.Румянцев (53) 621.317.77(088,8) (56) Патент Японии ¹ 55-23393, кл. G 01 R 25/00, 1974.

Галакова О.П, и др. Основы фазо метрии. — Л: Энергия,. 1976, с. 13 l132. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ

ДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электротехническим измерениям, в .частности к измерениям разности фаз. Цельюиэобретения является расширение диапаэонй измерения разности фаз до 21Г.

Для достижения этой цели способ пре„.SU» 1275320 А1 дусматривает дополнительный сдвиг первого сигнала на угол 1T/2 в сторону опережения, выделения разности мгновенных значений сдвинутого и второго сигналов, измерение значения этой разности и определение разности фаэ по формуле, приведенной в описании изобретения. Устройство, реализующее способ, содержит измерительные преобразователи 1 и 2 действу ющих значений синусоидального напряжения, трансформаторы 3 и 4 напряже- . ния, измерительный преобразователь 5 действующего значения синусоидального напряжения, фаэовращатель 6, измерительный преобразователь 7 действующего значения синусоидального напряжения, решающий блок 8. Способ позволяет производить измерение разности фаэ от 0 до 2П, т.е. во всем диапазоне возможных значений. Зто обеспечивает расширение области его использования. 2 ил.

1275320

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим измерениям для определения разности фаэ двух низкочастотных синусоидаль-. ных сигналов.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений разности фаз до 2П .

Способ позволяет производить измерение разности фаэ в диапазоне от

0 до 21Т, т.е. во всем диапазоне возможных значений, что обеспечивает расширение области его использования, На фиг. 1 изображена векторная диаграмма сигналов для положительной (3 ) О, фиг. 1о.) и отрицательной (о с О, фиг. 18) разности фаэ," на фиг. 2 — упрощенная структурная схема устройства для определения разности фаз напряжений двух синхронных генераторов.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит измерительные преобразователи 1 и 2 действующих значений синусоидального напряжения, которые подключены к трансформаторам

3 и 4 напряжения соответственно первого и второго генераторов, измерительный преобразователь S действующего значения синусоидального напряжения, включенный на разность мгновенных значений контролируемых напряжений, фаэоповоротный блок 6, который подключен к трансформатору 3 напряжения первого генератора,, измерительный преобразователь 7 действующего значения синусоидального напряжения, включенный на разность мгновенных значений сдвинутого на угол 17/2 первого и второго контролируемых напряжений, решающий блок

8, соединенный с выходами всех изме,рительных преобразователей, Синусоидальное напряжение первого генератора U „ с вторичной обмотки трансформатора 3 напряжения подается на входы измерительного преобразователя 1 напряжения и фазоповоротного блока 6. С помощью фаэоповоротного блока 6 напряжение первого генератора U, сдигается на угол Tt/2 в сторону опережения, При этом величина выходного напряжения фаэоповоротного блока б U3 остается равной величине входного напряжения

Напряжение второго генератора с вторичной обмотки трансформатора 4 напряжения U подается на вход измерительного преобразователя 2. На вход измерительного преобразователя

5 подается разность мгновенных значений напряжений вторичных обмоток

5 трансформаторов напряжения U, а

1г. на вход преобразователя 7 — разность мгновенных значений сдвинутого на угол F/2 первого и другого контролируемого напряжений 1Г гз

Выходные сигналы указанных лреобраэователей, представляющие в некором масштабе действующие значения измеряемых напряжений, поступают на вход решающего блока 8. Решающий блок 8 по значениям поступающих на его вход сигналов производит вычисление разности фаз в соответствии с формулой а

О, +0 0 g

3 = Ъgr (U, +Ll, -Ug3)arcca г где

30

Я (о и и) о

20,0

U u U — соответственно дей1 2 ствующие значения первого и второго сигналов;

U — действующее значение разности мгновенных значений контролируемых сигналов; — действующее значение разности мгновенных значений сдвинутого на угол lT/2 и другого контролируемо35 ro сигналов.

Формула (1) является результатом решения двух треугольников (фиг. 1): первого, образованного векторами обоих сигналов U u U и вектором

1 9

40 разности мгновенных значений этих сигналов U,, и второго, образованного векторамй сдвинутого первого сигнала на угол 1F/2 (в сторону опережения) U и другого контролируемого

45 сигнала U, а также вектором разности иэ мгновенных значений U . Сторог.3 ны укаэанных треугольников равны длинам соответствующих векторов и представляют собой действующие эначе50 ння сигналов: U, U, U U и П 2 1г 3 23

В результате решения первого треугольника, стороны которого являются действующими значениями сигналов U, и U определяют модуль раэ55 ности фаз

1275320

25 (4;

U< U где U,, U2

U12

Иэ второго треугольника, стороны которого являются действующими значениями сигналов U, U u U 2э определяют знак разности Лаз, учитывая при этом следующее. Если угол между векторами сдвинутого первого на П/2 в сторону опережения U и другого контролируемого U сигналов о . удовлетворяет условию О

zd (Tf то разность фаз принадлежит диапазону — 11

sign 8 — sign(cosa) (3)

Из треугольника, образованного векторами сигналов U и Оэ, Б сле2 дует

U,+U — U сов о = З 2З.

Учитывая, что 2 11 1.1 > 0 и U = U, выражение для определения знака разности фаз имеет вид 30

2 (U, +и — U ) (5)

Таким рбразом, формула (1) получается в, результате объединения формул (2) и (5) в одно математическое выра-35 жение.

К непосредственно используемым параметрам для определения разности фаз по формуле (1) относятся действующие значения контролируемых сигна- 40 лов U и U2, действующее значение

1 разности их мгновенных значений U„ и действующее значение разности сдвинутого на угол Н/2 (в сторону опережения) и другого контролируемого сигналов Б, которые измеряются с

2З помощью устройств, реагирующих на действующие значения.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ определения разности фаэ двух синусоидальных сигналов, заключающийся в том, что выделяют разность их мгновенных значений, измеряют значение этой разности и значения обоих сигналов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений разности фаз до 2 li дополнительно сдвигают первый сигнал на угол tT/2 (в сторону опережения), выделяют разность мгновенных значений сдвинутого и второго сигнала, измеряют значение этой разности и определяют разность фаэ о по формуле

6 = Šsign (U + U — U ) arccosi

2 2

2 23 соответственно значения первого и второго сигналов; значение разности мгно1 венных значений контролируемых сигналов; значение разности мгновенных значений сдвинутого на угол «1(T1/2 и другого контролируемого сигналов.

Составитель В.Шубин

Редактор И.Шулла Техред А„Кравчук Корректор N.Øàðîøè

Заказ 6555/35 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4