Устройство для измерения угла фазового сдвига между током и напряжением

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (<>) 6 10030 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено16.08.76 (2l) 2396302/18-21 с присоединением заявки №

2 (51) М. Кл.

С 01 R 25/00

Государстеенный конитет

Совета Нинистроа СССР ао делан изооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 06.78.Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 15.05.78 (53) УДК 621.317. .77 (088.8) (72) Авто ы. () р

Л. Ф. Алиева, М. М Расулов и Б. М. Решетняк изобретения

Азербайджанский научно-исследовательский институт эне,ргетики имени И. Г. Есьмана (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ФАЗОВОГО СЦВИГА

МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение предназначено для использования в электромеханических установках переMeHHoI о тока, в частности для поддержания коэффициента мощности питающих систем.

Известно устройство для измерения угла фазового сдвига между током и напряжением, содержащее элемент совгадения, фазосдвигающую цепь .и выходной измеритель

И.

Это устройство содержит значительное т0 количество элементов и сложно в настройке.

Наиболее близко к предлагаемому уст= ройству, содержащее элемент сравнения и Я регистрирующий прибор 2 .

Недостатком устройства является допол- 15 нительное усложнение схемы с целью получения информации о знаке фазового сдвига, что приводит одновременно к понижению ее надежности.

Пель изобретения — повышение надежнос-20 ти схемы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения угла фазового сдвига между током и .напряжением, содержащем элемент сравнения и регистрируюшив25 прибор, параллельно элементу сравйения через токоограничиваюшие резисторы подключены два элемента И, каждый в виде двух последовательно соединенных транзисторов, управляющие переходы которых подключены к выходу устройства у одного элемента И соответственно через трансформатор тока и конденсатор, а у другого элемента И вЂ” соот

Р ветственно через тот же трансформатор тока и дроссель, причем параллельно управляющим переходам, подключенным и выходу устройства через конденсатор и дроссель, подключены диоды, шунтируюшие указанные переходы в о ратном направлении; одни выводы упомянутых токоограничиваюших резисторов соединены между собой через нагрузочный резистор, а другие подключены к элементу сравнения и к дополнительному то-. к оограничивающему резистору.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит элемент сравнения

1, элемент И 2, состоящий из транзисторов

3,4, конденсатора 5, диода 6, обмотки 7 и половины обмотки 8 трансформатора нап3

610030 ряжения, эпемент И 9, состоящий из транзисторов 10, 11, дросселя 12, диода 1 3, . обмотки 14 и половины обмотки 8 трансформатора напряжения, токоограничивающие резисторы 15-18, трансформатор тока 19, нагрузочный резистор 20, Устройство работает следующим образом.

Линейное напряжение нагрузки подается на входы элементов И 2 и 9, образованные соответственно транзисторами 3, 4, 10, 11, Ip через конденсатор 5 и дроссель 12 (диоды

6 и 13 нужны для того, чтобы через конденсатор и дроссель протекал переметпгый ток):

Транзисторы 4 и 11 получают управляющее напряжение и переходят в открытое состояние, причем наличии конденсатора и гооссе— пя приводит к тому, что транзистор 4 Olкрывается с опережением, а транзистор 11 ,с отставанием HG 90 эп.град. oI пико«но< о напряжения сети (системы) . Еспи те.гарь д транзисторы 3 и 1 О lforly ÷ÿò спгк цп с I p «псформатора тока 19, на резисторах 15 и 16 сфорля1рутотся прямоугопьпые импульсы.

Элемент сравнения 1, вход когорого подключен к пикейному напряжению пагрузк«л через I oêoîãpprfrf÷èeûo«f«ff роз«стор 18, с: р:tr3нивает по фа;ю сгп папы па резисторах 15 и

16 с напряжетшем сети шуптцровшп.ем эломектов И. Ширина импульса, полученного в результате сравпетшя, дает вен«ч«ну сдвцтт 3р фаз. При этом через резистор 20, подклю-. чен к точкам 21 и 22, протекает J oê, паправпенпе которого меняется при «змепонн« характера нагрузки (знака фазового сдв«гп), Ес11 и, наприлгер, пагрузк а еми остп ая, ток 35 протекает от плюса источника питгпп1я чс1«:з транзисторы 4 и 3, в точке 21 разветвпяется, подходит к точке 23 черсз резистор 15 и поспедоватепьно соединекн «е резисторы

20 и 16, дапее через резистор 17 — к мц- 40 нусу источника питания. При этом потекциап точки 21 попожитепьный по отношении к потенциалу точки 22.

Если нагрузка индуктивная, ток от тщю— са источника питания протекает через транзисторы 11 и 10, в точке 22 разветвпяет ся и к точке 23 подходит через резист;р

16 и последоватепьно соединенныс резисторы 20 и 15. Иапее через резистор 17 оп

Направляется к м«нусу источника питания, 50

В этом случае потенциал точки 21 отрицатепьный по откошектю к потенциалу точки

22.

Следовательно, при изменении характер нагрузки (знака фазового сдвига) меняется полярность падения напряжения (имеющегD прямоугольную форму, причем ширшса прямоугольника дает величину сдвига фаз) на нагрузочном резисторе 20, Постоянная составляющая этого напряжейия линейно зависит ст сдвига фаз между входными сигкапами, и зависимость между падением напряжения на резистор 20 и углом 9 однозначна. Если к точкам 21 If 22 подсоединить выходной измеритель (например, вопьтметр средних значений) 24- с нулем посередине шкапы, то по тому, в какую сторону от нуля отклоняется стрелка прибора, можно судить о характере нагрузи«, а вени ицына отклонетп я стрелки (при соответствующей градуировке шкалы) дает вепн шну угпа

Формула изобретения

Устройство для излгерения угла фазового сппига лгежду током и 1тапряжвнием, содержащее элемент сравпе>п1я и регистрирующий прибор, о т л и ч а lo щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, параллель— по элементу сравнения через токоограничи аюшие резисторы подключены два эпемекта И, каждыш в виде двух поспедоватепьно сжди.екш,rx транзисторов, управпя1ощие переходы к .вторых подключены к выходу устройства у

îдпого элемента И соответственно через трапсфорлгатор тока и конденсатор, а у друтого эпемепта И вЂ” соответственно через тот же трансформатор тока и дроссепь, причем плраппепьпо управпяющим переходам: подкпю» че ццял1 к выходу устройства через конденсатор и дроссель, подкгцочены диоды, шунтируюицте указяшые переходы в обратном каравпении, при этом одни выводы упомянутых токоогршшчивающих резисторов соединены между собой через нагрузочкый резистор, а другие подкпючены к элементу сравнення и к допслш тепьному токоограничивающему резистору.

Источники информации, принятые во вннмaffffe при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

М 235155, Н 02 Р 9/34, 06.12.65.

2. Вишенчук Н. М. Эпектромехакнческие и электронные фазометры, "Госэнергоиздат, N.-Л., 1962, с. 139, рис. 8в. ь 100 30

Составитель Г. Смелова

Редактор Б. Федотов Техред 3. Фанта Корректор Н. Яцемцрскс

Заказ 3000/33 Тираж 1112 Г1одлисное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

11 30 3 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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