Способ измерения погрешности отображения тангенсной зависимости вращающегося трансформатора

Авторы патента:

H02P13/00 - Устройства для управления трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками с целью получения требуемого выходного сигнала (системы регулирования с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; трансформаторы H01F; питание электросети, совместно с генератором или каким-либо преобразователем H02J; управление или регулирование преобразователей H02M)

Владельцы патента RU 2526583:

Закрытое акционерное общество "Радиотехкомплект" (RU)

Изобретение относится к области электрических машин и представляет собой способ настройки вращающегося трансформатора, заключающийся в том, что создают компенсационную схему от компенсирующего вращающегося трансформатора, первую ветвь соединяют с синусной обмоткой измеряемого вращающегося трансформатора, а вторую ветвь переключением соединяют с косинусной обмоткой. Выставляют вал вращающегося трансформатора в нулевое положение, фиксируют это нулевое положение, поворачивают вал от этого нулевого положения на 90 градусов, формируют компенсирующее напряжение, равное по амплитуде и фазе выходному напряжению на синусной обмотке измеряемого вращающегося трансформатора. Поочередно выставляют вал вращающегося трансформатора в заданные угловые положения, формируют расчётное значение синуса выставленного угла, поочерёдно определяют действительные значения синуса и косинуса выставленного угла, добиваясь при этом компенсации схемы путём изменения декадных переключателей индукционных делителей напряжения. Полученные действительные значения синуса делят на косинус и получают действительное значение тангенсной зависимости выставленного угла. Погрешность в относительных единицах получают, вычитая из действительного значения тангенса его расчётное значение. Достигаемый технический результат - повышение точности контроля и расширение его функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к области электрических машин.

Известно устройство измерения погрешности отображения тангенсной зависимости вращающегося трансформатора (ВТ), содержащее резистивные делители напряжения [1].

Данное устройство обладает низкой точностью и чувствительностью.

Наиболее близким по технической реализации является способ измерения погрешности отображения синусной зависимости ВТ, заключающийся в том, что измеряемый ВТ включают в компенсационную схему, компенсационная часть которой состоит из компенсирующего ВТ, с подключенными к его входу последовательно регулируемым резистором, а к выходу индукционным делителем напряжения (ИДН), определяют и фиксируют нулевое положение измеряемого ВТ, поворачивают его вал на 90 градусов от нулевого положения, выравнивают по амплитуде и фазе его выходное напряжение с помощью компенсирующей части схемы, поочередно выставляют вал измеряемого ВТ в заданные угловые положения, формируют компенсирующее напряжение, пропорциональное расчетному значению синуса выставленного угла, добиваются компенсации выходного напряжения измеряемого ВТ путем доворота его вала, вычитают полученное действительное значение угла из значения расчетного угла, переводят полученную угловую погрешность в относительные единицы (проценты), прототип [2].

К недостатку прототипа следует отнести его недостаточные функциональные возможности, в частности, с его помощью невозможно определить погрешность отображения тангенсной зависимости ВТ.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей способа.

Указанная цель достигается тем, что в способ измерения погрешности отображения синусной зависимости ВТ, заключающийся в том, что измеряемый ВТ включают в компенсационную схему, компенсационная часть которой состоит из компенсирующего ВТ с подключенными к его входу последовательно регулируемым резистором, а к выходу ИДН, определяют и фиксируют нулевое положение измеряемого ВТ, поворачивают его вал на 90 градусов от нулевого положения, выравнивают по амплитуде и фазе его выходное напряжение с помощью компенсирующей части схемы, поочередно выставляют вал измеряемого ВТ в заданные угловые положения, формируют компенсирующее напряжение, пропорциональное расчетному значению синуса выставленного угла, добиваются компенсации выходного напряжения измеряемого ВТ путем доворота его вала, вычитают полученное действительное значение угла из значения расчетного угла, переводят полученную угловую погрешность в относительные единицы (проценты), вводят следующие изменения и добавления. Создают вторую ветвь компенсационной схемы от того же компенсирующего ВТ, которую переключением соединяют с косинусной обмоткой измеряемого ВТ, поочередно определяют действительные значения синуса и косинуса выставленного угла путем переключения декадных переключателей ИДН, добиваясь при этом компенсации схемы, вычисляют погрешность отображения тангенсной зависимости по формуле

Δ_Ti=arctg[(sinα_i)_действ/(cosα_i)_действ]-α_i,

где

Δ_Ti - погрешность отображения тангенсной зависимости в угловых единицах;

α_i - i-e заданное значение выставленного угла;

i - порядковый номер выставленного угла;

(sinα_i)_действ - действительное значение синуса выставленного угла;

(cosα_i)_действ - действительное значение косинуса выставленного угла.

Работу предложенного способа удобно проиллюстрировать с помощью устройства, функциональная схема которого приведена на чертеже.

Устройство состоит из следующих элементов: источника питания переменного тока 1, проверяемого ВТ 2, компенсационного ВТ 3, ИДН 4 и 11, угломерного устройства (УУ) 5, вольтметров фиксированной частоты или анализаторов спектра 6 и 12, переключателей 7, 8, 9 и 13, регулируемого резистора 10.

Устройство работает следующим образом. После включения питания и прогрева схемы на выходах проверяемого 2 и компенсационного 3 ВТ имеем стабильные выходные напряжения. Декадные переключатели ИДН 4, присоединенного к выходу компенсирующего ВТ 3, выставляют в нулевые положения. Переключатели 7, 8 и 9 находятся в том положении, которое показано на чертеже. То есть в этом случае цепь с выхода компенсирующего ВТ 3 на вход ИДН 4 через переключатель 7 замкнута, а цепь с выхода ИДН 4 через вольтметр 6 и через переключатель 8 соединена с выходной синусной обмоткой ВТ 2. В показанном на чертеже положении имеет место прямое включение, когда соединены одноименные выводы проверяемого 2 и компенсирующего 3 ВТ, то есть С1 с С1 и С2 с С2. Переключатель 9 разомкнут - напряжение с компенсирующего ВТ 3 на косинусную обмотку проверяемого ВТ 2 не поступает. С помощью УУ 5, вал которого кинематически соединен с валом проверяемого ВТ 2, выставляют нулевое положение ВТ 2, определяемое по минимальному сигналу на вольтметре 6. Полученное выставленное нулевое положение считывают с УУ 5 и фиксируют, если приспособление сочленения вала ВТ 2 с УУ 5 не содержит регулировочного устройства для совмещения нулевых положений ВТ 2 и УУ 5. Например, если по УУ 5 получено при этом значение 0°3'47'', то оно учитывается при выставлении заданных согласно плану контроля углов. Если по плану контроля измерение осуществляют через каждые 2°, то выставляют углы соответственно 2°3'47'', 4°3'47'' и т.д.

После этого производят операцию компенсации. Для этого на ИДН 4 выставляют значение 1,000000, если используется ИДН типа ИДН-6. УУ 5 поворачивают вал проверяемого ВТ 2 на угол 90° от нулевого положения (для рассматриваемого примера на угол 90°3'47''). Поворотом вала компенсирующего ВТ 3 и изменением значения переменного стабильного резистора 10 добиваются компенсации выходного напряжения проверяемого ВТ, что происходит при минимальном показании вольтметра 6. Таким образом, этой операцией по компенсации максимальное выходное напряжение на синусной обмотке проверяемого ВТ приравнивается к единице. Благодаря этому на любом угле поворота проверяемого ВТ выставляем расчетное значение компенсирующего напряжения в относительных единицах. Например, на угле 2° на ИДН 4 выставляют 0,034899, на угле 30° - 0,500000 и т.д. Поскольку проверяемый ВТ не идеален, в каждом выставленном угловом положении следует определять реальное значение получаемого напряжения. Но, если согласно прототипу отклонение от расчетного значения определяют поворотом вала проверяемого ВТ, то в предлагаемом устройстве компенсации (выравнивания напряжений) необходимо добиваться переключением декад ИДН 4. Указанные приемы измерения осуществляют в диапазоне углов поворота от нуля до 180°. На углах от 180° до 360° выходное напряжение на синусной обмотке проверяемого ВТ изменяет знак на противоположный. В этом случае переключатель 8 перебрасывают на инверсионное включение, выходные концы обмоток проверяемого и компенсирующего ВТ соединяются при этом следующим образом: С2 с С1 и С1 с С2. Погрешность отображения синусной зависимости определяют напрямую, не переводя угловую погрешность в относительные единицы. Например, если на выставленном угле 2° при компенсации получено на ИДН 4 значение 0,034775, то погрешность будет равна Δ_s1=0,034775-0,034899=(-0,000124).

Далее измеряют погрешность отображения косинусной зависимости проверяемого ВТ 2. В этом случае перебрасывают переключатели 7 и 9 отключают тем самым от компенсирующего ВТ 3 синусную обмотку проверяемого ВТ, а подключают к нему косинусную обмотку проверяемого ВТ. При этом полученное ранее при подсоединенной синусной обмотке поверяемого ВТ компенсирующее напряжение не изменяется и используется при измерении погрешности отображения косинусной зависимости. Напряжение с выхода компенсирующего ВТ 3 через замкнутый переключатель 9 поступает на вход ИДН 11, с выхода которого через вольтметр 12 и переключатель 13 приходит к выходной косинусной обмотке проверяемого ВТ 2. Декадные переключатели ИДН 11 устанавливают в положение 1,000000. Измерение погрешности отображения косинусной зависимости начинают с нулевого положения, полученного ранее при подсоединении синусной обмотки. То есть это нулевое положение является исходным и для косинусной обмотки. Изменением положения декадных переключателей ИДН 11 от единичного (1,000000) значения добиваются компенсации выходного напряжения с косинусной обмотки измеряемого ВТ. Отклонение полученного на ИДН значения от единичного представляет собой погрешность отображения косинусной зависимости в нулевом положении. Она обусловлена неравенством коэффициентов трансформации между синусной и косинусной обмотками. Это измерение производят сразу после определения нулевого положения и после компенсации максимального напряжения на синусной обмотке. Это условие выполняют всегда в течение всего процесса измерения проверяемого ВТ, то есть в выставленном угловом положении измеряют погрешность отображения синусной зависимости, а потом следом за ней погрешность отображения косинусной зависимости. При измерении погрешности по синусной обмотке переключатель 9 разомкнут, при измерении погрешности по косинусной обмотке переключатель 9 замкнут, то есть измерения проводят таким образом, что компенсирующий ВТ соединен всегда только с одной выходной обмоткой проверяемого ВТ: либо с синусной, либо с косинусной.

Продолжение процесса измерения погрешности отображения косинусной зависимости аналогичен процессу измерения погрешности отображения синусной зависимости. Например, выставлен угол 2°3'47'' (его расчетное значение 2°). На ИДН 11 выставляют значение cos2°=0,999391. Это значение фиксируют, затем изменением значений декадных переключателей ИДН 11 добиваются компенсации действительного выходного напряжения. Допустим, что при этом получено значение 0,999408. Значение погрешности отображения косинусной зависимости на угле 2° составит Δ_c1=0,999408-0,999391=0,000017.

Погрешность отображения тангенсной зависимости на угле 2° определяют следующим образом. Сначала вычисляют действительное значение тангенса 2°: (tg2°)_действ=(sin2°)_действ/(cos2°)_действ=0,034775/0,999408=0,034796.

Значение погрешности отображения тангенсной зависимости на угле 2° в относительных единицах равно:

Δ_т1=(tg2°)_действ-tg2°=0,034796-0,034921=-0,000125.

Значение погрешности отображения тангенсной зависимости на угле 2° в угловых единицах определяют по формуле

Δ_т1=arctg[(sinα₁+Δ_s1)/(cosα₁+Δ_c1)]-α₁=arctg[(0,034899+(-0,000124))/(0,999391+0,000017)]-2=26 угл.с.

Список документов

1. SU 393759, 1973.

2. ГОСТ РВ 51816.10-2001, с.14-15.

Способ измерения погрешности отображения тангенсной зависимости вращающегося трансформатора, заключающийся в том, что измеряемый вращающийся трансформатор включают в компенсационную схему измерения, выставляют вал вращающегося трансформатора в нулевое положение, фиксируют это нулевое положение, поворачивают вал от этого нулевого положения на 90 градусов, формируют компенсирующее напряжение, равное по амплитуде и фазе выходному напряжению на синусной обмотке измеряемого вращающегося трансформатора, поочередно выставляют вал вращающегося трансформатора в заданные угловые положения, формируют расчетное значение синуса выставленного угла, отличающийся тем, что создают вторую ветвь компенсационной схемы от того же компенсирующего вращающегося трансформатора, которую переключением соединяют с косинусной обмоткой измеряемого вращающегося трансформатора, поочередно определяют действительные значения синуса и косинуса выставленного угла, добиваясь при этом компенсации схемы путем изменения положения декадных переключателей индукционного делителя напряжения, вычисляют погрешность отображения тангенсной зависимости по формуле
Δ_тi=arctg[(sinα_i)_действ/(cosα_i)_действ]-α_i,
где
Δ_тi - погрешность отображения тангенсной зависимости;
α_i - i-e заданное значение выставленного угла;
i - порядковый номер выставленного угла;
(sinα_i)_действ - действительное значение синуса выставленного угла;
(cosα_i)_действ - действительное значение косинуса выставленного угла.

Похожие патенты:

Трансформатор напряжения // 2499318

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на генерирующих станциях и высоковольтных подстанциях. Технический результат - повышение точности измерения вторичного напряжения.

Формирователь посылаемого сигнала (варианты) и способ формирования посылаемого сигнала // 2498388

Данная группа изобретений относится к средствам формирования посылаемого сигнала, в частности посылаемого сигнала для ультразвукового датчика. Технический результат заключается в обеспечении регулирования токовых сигналов, поступающих в трансформатор.

Способ управления статическими стабилизированными источниками переменного напряжения, работающими параллельно на общую нагрузку // 2472281

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания.

Способ управления статическими стабилизированными источниками переменного напряжения, работающими параллельно на общую нагрузку при ее несимметрии // 2460194

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления параллельно работающими на общую нагрузку статическими источниками, входящими в состав автономной системы генерирования электрической энергии, системы бесперебойного электропитания или системы электроснабжения при возможной несимметрии нагрузки.

Привод устройства регулирования напряжения силового трансформатора под нагрузкой // 2444046

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие контактных систем устройств регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой.

Способ управления статическими стабилизированными источниками переменного напряжения, работающими параллельно на общую нагрузку // 2380820

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах генерирования электрической энергии или системах гарантированного электропитания, в которых статические стабилизированные источники электрической энергии включаются параллельно на общую нагрузку.

Способ снятия в силовых трансформаторах круговой диаграммы регулятора под нагрузкой и устройство для его осуществления // 2304345

Изобретение относится к области диагностики силовых трансформаторов (СТ) в электроэнергетике, а именно к способу снятия круговой диаграммы регулятора напряжения под нагрузкой (РПН), подключенного к нейтрали СТ.

Способ регулирования переменного напряжения // 2155365

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования или стабилизации переменного напряжения в однофазных и трехфазных электросетях и электроустановках.

Многофазный полупроводниковый преобразователь постоянного напряжения в переменное с промежуточным звеном повышенной частоты // 1707731

Изобретение относится к электротехнике . .

Формирователь импульсов управления многофазным вентильным преобразователем // 1350805

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении устройств импульсно-фазового управления мостовым многофазным вентильным преобразователем.

Устройство контроля переходного сопротивления контактного узла электрической машины // 2527655

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство контроля переходного сопротивления скользящего контакта электрических машин, например вращающихся трансформаторов, и преобразователей угла. Устройство содержит электродвигатель, редуктор (19) и датчик углового положения (18), к которому присоединяется проверяемая электрическая машина. Блок управления (БУ, 21) содержит источник питания, Т-триггер, схему «И», реле (24) с обмоткой (25) и нормально замкнутым контактом (26), тумблер «СТАРТ». Измерительная схема устройства содержит регулируемый стабилизированный источник постоянного тока, ключ, регулируемый резистор, два усилителя, компаратор, инвертор, мультивибратор, две схемы «И», два счетчика, два регистра, измеритель сопротивления (16), компьютер (15). Технический результат - повышение функциональных возможностей и точности контроля электрических машин и преобразователей угла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ограничитель нулевого положения трансформаторных регуляторов скорости вращения вентиляторов // 2530688

Изобретение относится к электротехнике, а именно к механизмам для предотвращения или ограничения перемещения элементов управляющих устройств, например для блокировки функции «отключение вентилятора» (нулевое положение переключателя) у трансформаторных регуляторов скорости вращения вентиляторов. Техническим результатом является простота монтажа и демонтажа ограничителя нулевого положения. Ограничитель нулевого положения трансформаторных регуляторов скорости вращения вентиляторов содержит корпус в виде прямого прямоугольного параллелепипеда, на одном основании которого выполнен выступ в виде прямого прямоугольного параллелепипеда, три боковые грани которого совпадают с боковыми гранями корпуса, а на втором основании параллелепипеда также выполнен выступ в виде прямого прямоугольного параллелепипеда, три боковые грани которого совпадают с боковыми гранями корпуса, при этом его длина больше длины первого выступа, причем на основании параллелепипеда со стороны длинного выступа выполнен разрезной пистон с возможность установки его в ячейку регулятора скорости, расположенную между первым и нулевым положением регулятора, причем короткий выступ выполнен с возможностью взаимодействия с поворотным устройством трансформаторного регулятора скорости вращения вентилятора. 4 ил.

Устройство переключения отводов обмотки трансформатора // 2539399

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой. Технический результат - обеспечение регулирования напряжения под нагрузкой, снижение величины коммутационных экстратоков регулировочной ступени обмотки трансформатора. В устройстве переключения отводов трансформатор выполнен с двумя ветвями расщепленной обмотки с отводами пониженного и повышенного напряжений, тиристоры объединены в две вентильные группы противоположных направлений электропроводности, двумя выводами соединенными друг с другом и с фазным выводом цепи питания. Вентильная группа одного направления электропроводности другими выводами подключена к отводам одной ветви расщепленной обмотки, а вентильная группа противоположной электропроводности - к отводам другой ветви расщепленной обмотки. 1 ил.

Устройство для регулирования напряжения и способ его регулирования // 2613340

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для регулирования напряжения преобразовательных трансформаторов. Техническим результатом является расширение диапазона регулирования напряжения. Устройство для регулирования напряжения содержит трансформатор, при этом в каждой фазе к промежуточному выводу первичной обмотки подключено начало тиристорного ключа, выполненного из двух встречно-параллельно включенных тиристоров, а к концу первичной обмотки подключен реактор, конец которого соединен с концом тиристорного ключа, образуя общую точку, соединенную с аналогичными общими точками других фаз. В устройство введен блок управления тиристорными ключами обмоток трансформатора каждой из фаз. В способе регулирования напряжения при переключении тиристорных ключей для повышения напряжения сначала открывают тиристорный ключ одной фазы с последующим поочередным подключением другой и последующих фаз, а переключение тиристорных ключей для понижения напряжения осуществляют в обратном порядке. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.