Автоматический полярно-координатный компенсатор

 

4, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (111474747

Ссюз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 02.06.72 (21) 1791886/18-10 а @==-; . =

Государственный комитет (51) 31, Кл. б 01г 17/20 с присоединением заявки М— (32) Приоритет—

Опубликовано 25.06.75. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 10.02.76

Совета Министров СССР ло лелам изобретений и открытий (53) 3 ДК 621.317.7. .083.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

С, Н. Строкач, И. Л. Недумова и Е. П. Коломина (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОЛЯРНО-КООРДИНАТНЫЙ

КОМНЕНСАТ0Р

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в устройствах для автоматического измерения модуля и фазы напряжения.

Известны автоматические полярно-координатные компенсаторы, содержащие усилитель сигнала некомпенсации, два канала компенсации по модулю и фазе, делитель компенсирующего напряжения и фазорегулятор, выполненный на основе синусно-косннусного вращающегося трансформатора.

Обеспечение требуемой фазовой чувствительности каналов компенсации осуществляется в них за счет разложения на ортогональные составляющие сигнала некомпенсацин квадратурным расщепителем напряжения с последующей подачей их на фазочувствительные детекторы, опорные входы которых под. ключены параллельно входу делителя компенсирующего напряжения к одной из статорных обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора.

Недостатком известных компенсаторов является возникновение взаимосвязи каналов компенсации при отклонении рабочей частоты от номинального значения, которая ухудшает процесс сходимости и уменьшает оыстродействие компенсаторов вследствие нарушения ортогональности составляющих снгFIBла некомпенсации на выходе квадратурного расщепителя Hапряжс:.ия в ка 1алс компенсации по фазе.

Кроме того, наличие в канале компенсации квадратурного расщепителя, представь ляющего сооой инерциоьп1ое звено, увели 1нвает постоянную времени, что также снижаст быстродействие компснсаторов.

Цель изобретения улучшить сходимост»

10 и повысить оыстродсйствнс компенсатора в дн а и а зоне ч а с тот.

Это достигается тем, что к роторным ol, моткам синусно-косннусного враща1о1цсгося трансформатора подсоединен выход широко15 полосного квадратурного расщенитсля напряжения, а вторая статорная обмотка сго соединена с опорным входом фазо1увствитсльного детектора канала компенсации по фазе.

Это дает возможность 31ск.почить нз к .нала компенсации по фазе квадрат3 рпь1й расщепптель напряжения и уменьшить тс;1 самым постояннх ю врс1lcHH и о,п1оврсмс! но исключить возникновение взаимосвязи каналов компенсации IlpH изменегнш частоты, 11оскольку необходимая для отсутствия взаимосвязи ортогональность управляющих снгналоз ооеспечнвается в данной схе»е за счет независимой от частоты ортогональностп напряжений, подаваемых на опорные входы фа,очувствительных детекторов со статорных о 474747

U„==- u,cos — V„ (>) (2) U< = U»sin р, U cosI0t

U„l = U»I; ,,=0, (3) (4) а х а (5) 45

ЛУ= U» — U, б0. .Оток err li cH0 косину cilого пращ?1101це "Ос»

rрансформатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого компенсатора; .на фиг. 2 — векторная диаграмма, поясняющая его работу.

Компенсатор содержит фазорегулятор 1, состоящий из широкополосного квадратурного расщепителя 2 напряжений, и синуснокосинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 8 с двумя парами роторных и статорIbIx обмоток, магнитные оси которых взаимно перпендикулярны, делитель компенсиру1ощего напряжения 4, усилитель сигнала некомпенсации 5, подсоединенные к его выходу каналы компенсации по модулю и по фазе, включающие в себя фазочувствительные детекторы 6 и 7, блоки управления 8 и 9 и исполнительные органы 10 и 11.

Напряжение U< поступает на вход широкополосного квадратурного расщепителя напря?кения 2, с выхода которого напряжения

Ul =Using>t и и,=О,з1п(c.t+ — "1 2 поступают на роторные обмотки Pl, Р2 и Рз, Р4

С1(ВТ 8.

Напря?кения, индуктированные в статорных обмотках Cl,C, и CS,C4, соответственно равны:

U3,—— в? М11 sin (4?l + 0), U4 — о? М12 cos (rr?t + 0), где 0 — угол поворота ротора.

Напряжение Us поступает на вход делителя компенсирующего напряжения 4 и к опорному входу фазочувствительного детектора 6 канала компенсации по модулю, а напряжение U4 — на опорный вход фазочувствительного детектора 7 канала компенсации по фазе.

Компенсирующее напряжение U, ðåãóëèруемое по модулю с помощью делителя 4 и по фазе с помощью фазорегулятора 1, и измеряемое напряжение U» поступают на вход усилителя сигнала некомпенсации 5.

Усиленный сигнал некомпенсации с выхода усилителя 5 поступает на сигнальные входы фазочувствительных детекторов 6 и 7. Выходные напряжения детекторов подаются соответственно на блоки управления

8 и 9 каналов компенсации по модулю и по фазе.

Блок управления 8 ".åðåç исполнительный орган 10 соединен с делителем компенсирующего напряжения 4, а блок управления 9 через исполнительный орган 11 — с ротором

СКВТ 8.

В ппоцсссе лавногешнва 11я Ilcl. î!Hll е,ill

11010 органы H?:еют модуль и фазу компс гснрующего напряжения U„до тех пор, НоНН сигнал Лс/ не станет равным нулю, что соответствует равновесию схемы.

Сходимость процесса уравновешивания компенсатора при любом соотношении фал

1!За1ЕрЯЕМОГО И КОМ ICIICHp óÞÙeÃO HBIIpSI?K(HHH

l0

Обеспечивастся изменением фаз напряжений

Uz и U4, являющихся опорными для детекторов 6 и 7, одновременно с изменением фазы компенсирующего напря?кения U, Работу компенсатора можно пояснить век15 торной диаграммой (см. фиг. 2). Проецируя сигнал некомпепсации AU на векторы фазо ной чувствительности каналов компенсации по модулю и по фазе, которыми явля1отся напряжения на опорных входах детекторов

Uz и Ul, получим следующие выражения для проекций U, и У1„являющихся управляющими сигналами каналов компенсации

В момент компенсации одновременно должны соблюдаться условия

30 которые имеют место при 1/, = 0 и 11,1, — О.

Из выражения (2) следует, что U зависит только от rp и не зависит от U, чем ооеспечпвается возможность уравновешивания по фазе независимо от соотношения модулей

40 Ц и Ц..

Вблизи равновесия, когда о — О, выражение (1) принимает вид т. е. U зависит только от соотношения модулей U и U«14 не зависит от угла сдвига фаз между ними.

Отсюда следует, что по мере приближения к состоянию равновесия взаимосвязь каналов уменьшается, стремясь к пределу — к нулю.

Очевидно также, что раздельное уравновешивапие, т. е. отсутствие взаимосвязи каналов уравновешивания даже вблизи равновесия, возможно только при ортогональности векторов U, и U4, что и обеспечивается в данной схеме в диапазоне частот.

Предмет изобретения

Автоматический полярно - координатный компенсатор, содержащий усилитель сигнала некомпенсации, подсоединенные к его выходу каналы компенсации по модулю и фазе, каждый из которых включает в себя фазочувст474747

02иг t

Фиг.2

Составитель Г. Недумова

Текри М. Семенов

Редактор О. Степина

Корректор И. Симкина

Заказ 1289/1848 Изл. ¹ 812 Тираж 902

БНИИПИ Тосударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк фи«ь гред. «Патент»

:lITe.7 !« «É zeTeKT0p, блок упраВлеHI!«l н IIO!.0.7нительный QPI BH, 3e.7FITeJlb напряжения, управляемый исполнительным органов« канала ко. 1!пе««сац««и по моду 710 и фазорсгулятор, управляемый исполн««телbíûì органом к:1:ала компенсации по фазе, выполиенн .; на основе синусно-косш«усного вращаю цегoся трансформатора, одна из статорных обмо 0К

K0TOP0I Г«ОДСОЕДИНЕНа 1:.О ВХОДз ДЕЛИТЕЛЯ КОМ— пенсирующего напряжения и к опорному входу фазочувствительного детектора канала компенса .ии по модулю, от !ача«ощ!!ГГся тем,:.то, с целью повышения быстродействия компенсатора и улучшения сходимости в диапазоне частот, в нем к роторным обмоткам с«н«ус 10косинусного вращающегося трансформатора подсоединен выход широкополосного квадратурного расщепнтеля напряжения, а вторая статорная обмотка синусно-косннусного вращающегося трансформатора соединена с

О:70рным ВхОдОЧ фазо «увстВнтельного детекTGpB канала комГ!енсацнн Iio фазе.