Способ контроля ортогональностивекторов напряжений питания двух-фазного фазовращателя

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическин

Республик

»»834598 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 08. 79 (21) 2807925/18-21 с присоединением заявки № (51)М. Кл.

G 01 R 25/04

Государственный намнтет

СССР ао делам нзооретеннй н открытей (23) приоритет

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень ¹ 20 (53) АК 621. 317. . 37 3. 023 (088. 8) Дата опубликования описания 02.06.81 (72) Автор изобретения

В. П. Мурзин! т

1

1 (7I ) Заявитель (541 СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОРТОГОНАЛЬНОСТИ ВЕКТОРОВ

НАПРЯЖЕНИЙ ПИТАНИЯ ДВУХФАЗНОГО ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ

Изобретение относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для контроля ортогональности векторов напряжений питания двухфазных фазовращателей в процессе их производства, исследования и контроля качества.

Известны способы индикации 90 -ого о сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами, заключающиеся в том, что сдвиг фаз преобразуется в соответствующую величину напряжения, выделяется напряжение, пропорциональное отклонению сдвига фаз от 90о, которое затем измеряется прибором постоянного тока 51 1 °

Однако эти способы не обеспечивают требуемой точности измерения отклонения сдвига фаз от 90 в пределах не о более 1 эл мин.

Известен также способ измерения сдвига фаз между двумя синусоидальными напряжениями (опорным и сигнальным), основанный на измерении интервалов времени между моментами перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений путем отсчета числа импульсов эталонной частоты эа этот интервал (27.

Данный пособ используется для построения цифровых фазометров, а также отсчетных частей фазовращателей (ФВ) в устройствах для проверки точностных параметров ФВ при контроле их качества в процессе прбизводства, в частности при определении отклонения от линейной зависимости фазы выходного напряжения ФВ от угла поворота.

Однако указанный способ не может быть использован в прямом виде для высокоточного контроля ортогональности векторов напряжений питания двухфазного ФВ ввиду того,,что операция фиксации момента перехода .через нулевое значение опорного и сигнального напряжений в любом случае, с помощью каких .бы устройств она ни выполнялась, делается с погрешностью, так как не су8 4 ган 5 сигнального напряжения, угломерное устройство 6, разрешающе — запрещающий блок 7, генератор 8 эталон- ных счетных импульсов, цифровое отсчетное устройство 9.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Два синусоидальных напряжения U„ и U< от прецизионного двухфазного источника 1 питания подают на двухфазный ФВ 2.Эти же напряжения через переключатель 3 подают также на нуль-орган 4 опорного напряжения. Выходное напряжение Uy ФВ подают на нуль — орган 5 сигнального напряжения. Фаза выходного напряжения ФВ может изменягьс:-1 от 0 до 360 при повороте его ротора с помощью угломерного устройства 6.

Импульсы с нуль-органом 4 и 5 постуI пают на раэрешающе-запрещающий блок 7, на который одновременно с генератора 8 подают счетные импульсы эталонной высокой частоты. Импульсом с нуль-органа 4 разрешается, а импульсом с нульоргана 5 запрещается прохождение счетных импульсов с генератора 8 на вход цифрового отсчетного устройства 9.

В результате цифровым отсчетным устройством 9 фиксируется число импульсов, пропорциональное интервалу времени, начало отсчета которого определяет сигнал с выхода нуль †орга 4, а конец отсчета — сигнал с выхода нуль-органа 5. Таким образом, комплект из трех устройств 7-9 работает в качестве измерителя временного интервала между импульсными сигналами с выходов нуль-органов 4 и 5 и он может . быть заменен одним устройством — стандартным электронно-счетным частотомером, .которые выпускаются промышленностью.

3 83459 ществует устройств, которые с тр оуемой точностью фиксировали бы этот нуль. Поэтому эта погрешность будет присутствовать всегда и без принятия специальных мер она может вызвать недопустимую погрешность при контроле ортогональности векторов напряжений питания двухфазного ФВ.

Цель изобретения — повышение точности контроля. 10

Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на измерении интервалов времени между моментами перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений пу- 15 тем отсчета числа импульсов эталонной частоты за этот интервал,гроизводят последовательное измерение двух интервалов времени, используя в качестве сигнального напряжения выходное на- 20 пряжение фазовращателя ФВ, а в качестве опорного напряжения — сначала косинусное, а затем синусное напряжение питания ФВ, причем при использовании в качестве опорного косинусного 25 напряжения питания поворачивают ротор

ФВ до получения величины интервала времени,. равной заранее выбранному конкретному значению первого интерва— ла времени l = — н, а при исполь- З0

/ т

1 9gi5р в зовании в качестве опорного синусного напряжения измеряют величину второго интервала времени и сопоставляют ее с заранее установленным допустимым значением, рассчитанным по формуле 55

8 (n-2) (ь ), где Т вЂ” длительность периода питающего напряжения; и — целое число от 3-х до 8; 40 (b I.<) — максимальное допустимое зна A05 чение неортогональности век-, торов напряжений питания, выраженное в единицах времени.

На чертеже представлено одно из возможных устройств для реализации предлагаемого способа контроля ортогональности векторов напряжений пита ния двухфазного ФВ. Это же устройст50 во используется для проверки точностных параметров ФВ в том числе при контроле их качества в процессе производства.

Устройство содержит двухфазный прецизионный источник l питания, двухфазный злектромашинный фазовращатель (ФВ) 2, переключатель 3, нуль-орган 4 опорного напряжения, нуль-орРабота устройства и последовательность операций следующая:

U =Qcosuut =U s in (uut+ — ); U --Он,з!n (t

1 2 а.

+ ), где 6 — величина неортогональности (отклонение от векторов напряже-. ний питания ФВ).

Устанавливают переключатель 3 в положение 1, T:ðè котором косинусное напряжение U подают на вход нуль-органа 4 в качестве опорного. В качестве сигнального напряжения используют постоянно подключенное к входу нуль-ор †. гана 5 выходное напряжение ФВ U =

= Q) i n (uut -Ч ), где — начальная фаза выходного напряжения ФВ, значение

Формула изобретения. Способ контроля ортогональности векторов напряжений питания двухфазного фазовращателя, основанный на измерении интервалов времени между моментами перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений путем отсчета числа импульсов эталон- . ной частоты за этот интервал, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, производят последовательное измерение двух интервалов времени, используют в качестве сигнального напряжения выходное напряжение фазовращателя, а в качестве опорного напряжения — сначала, косинусное, а затем синусное напряжения питания фазовращателя, причем при использовании в качестве опорного косинусного напряжения питания поворачивают ротор фазовращателя до получения величины интервала времени, раь

S 83459 которой может изменяться от О до 2 /Т при повороте ротора ФВ. Нуль-органы 4 и 5 осуществляют преобразование фазового сдвига поданых на их входы синусоидальных напряжений во временной5 интервал между импульсными сигналами на их выходах. В связи с тем, что нуль-органы 4 и 5 выдают импульсные сигналы не точно в моменты .перехода через нулевые значения опорного и 10 сигнального напряжений соответственно

Л + — — а погрешностью д

2 о й. (и

) длительность измеренного временного интервала составит () где д Ь вЂ” погрешность, вызванная неточностью фиксации нуль-органами моменто6

20 перехода через нулевые значения.

Величина д1 соответствует погреш1 ности определения ортогональности в известном способе при прямом преобразовании сдвига фаз напряжений .питания ФВ во временной интервал, при котором косинусное напряжение подают на вход нуль-органа 4, а синусное на вход нуль-органа 5.

Путем поворота устанавливают ротор ФВ в такое угловое положение, при

30 котором на цифровом отсчетном устройстве 9 будет фиксироваться величийа интЕрвала времени, соответствующая заранее выбранному конкретному значению первого интервала времени, например, определяемому из выражения

Т (2)

-1 8vA Я где Т вЂ” длительность периода напряже. Ю ния питания ФВ; п — целое число, выбираемое от

3-х до 8 так, чтобы измеряемое ь2 не превосходило устанавливаемое Т, при Ф „ с Т.

Затем, не изменяя углового положения ротора, переводят переключатель 3 в положение ТТ, при котором на вход нуль-органа 4 в качестве опорного подают синусное напряжение U> и производят измерение второго интервала времени, величина которого с учетом погрешности, вызванной нуль-органами, будет определяться выражением — + — + Ь д (3)

CsQ Ш 55

Поскольку напряжения O„ @ Ug подают последовательно на один и тот же нульорган 4, то

1 (42

8 б

Подставляя в (3 ) значение — -, опреде( ленное из выражения (1) с учетом выражении (2) и 4), получим

Т

9 (5) где дь = — величина неортогональносЕ

00 ,ти, выраженная в единицах времени.

Как видно из выражения (5), величина ь не зависит от погрешности фик2 сации нуль-органами моментов перехода через нулевые значения опорного и сигнального напряжений.

В качестве заключительной операции .сопоставляют измеренную величину 2 с заранее установленным допустимым ее значением, рассчитанным по формуле

Ьд =те (и — 2) (дт%)дои где(д ь ) — максимальное допустимое

K дои. значение неортогональности, выраженное в единицах времени.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает высокую точность контроля ортогональности векторов напряжений питания двухфазных

ФВ, так как позволяет исключить погрешность, вносимую устройствами для фиксации моментов перехода через нулевое значение опорного и сигнального напряжений. Способ прост и при его реализации используются те же измерительные устройства, которые применяют для проверки точностных параметров ФВ во время контроля их качества в процессе производства. где T — длительность периода питающего напряжения; — целое число от 3-х до 8;

7 834598 8 ной заранее выбранному конкретному (д() — максимальное допустимое зна Дол значению первого интервала времени чение неортогонапьности век „у -n, а при использовании s каВью а торов напряжений питания, вычестве опорного синусного напряжения раженное в единицах времени. измеряют величину второго интервала Источники информации, времени и сопоставляют ее с заранее принятые во внимание при экспертизе установленным допустимым значением, 1. Орнатский П.П., Скрипник Ю.А. рассчитанным по формуле .и Скрипник В.И. Измерительные приборы периодического сравнения. M. "Энерьд л„=e (и-2) (А 4 )*„p гия", 1975, с. 27-100.

2. Зверев А.E Максимов В.П. и Мясников В.А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с. 153-154.

Заказ 4098/71 Тираж 732

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иоскаа, Ж-35, Раунскан наб., д.:4/5

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

Подписное

Составитель Б. Минин

Редактор М. Лысогорова Техред Е.Гаврилешко Корректор Л. Иван