SU1372475A1 - Устройство дл измерени скольжени между двум синусоидальными напр жени ми - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники. Цель изобретени  - повьшение точности измерени  и упрощение устройства. Блок I преобразует угол между двум  напр жени ми в посто нное напр жение, увеличивающеес  на интервале угла между векторами входных напр жений от О до Л и уменьшающеес  на интервале от I) до 2 К. Влок 2 дифференцирует по времени выходной сигнал блока 1, и в момент изменени  знака производной нуль-индикатор 3 формирует импульсы, определ ющие граншлы измер емого интервала. Блок 4 измерени  определ ет величину этого интервала, соответствующую частоте скольжени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л

Description

QJt/g.f

1

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к автоматике и релейной защите электроэнергетических систем, в частности, св зано с настройкой и проверкой автосинхрони эаторов.

Цель изобретени  - повьппение точности измерени  и упрощение устройства .

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 вариант выполнени  блока преобразовни  угла в напр жение; на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства .

С помощью блока I формируют сигн Ug, соответствующий фазовому сдвигу между входными напр жени ми U и U На фиг.2& приведена, например, линейна  зависимость напр жени  Ug от угла S сдвига фаз. Сформированное блоком 1 напр жение сигнала Ug увелчиваетс  на интервале от О до t(соответствующем изменению угла S от О до ji) и уменьшаетс  на интервале от t до t (соответствующем изменению угла & от JI до 2jf), как показано (фиг.З) дл  случа  линейно измен ющегос  скольжени . С помощью блока дифференцируют по времени сигнал Ug и в момент изменени  знака производной (фиг.З) нуль-индикатором 3 формруют импульсы, определ ющие границы измер емого интервала (Т , Т, ) . Зтем блоком 4 измерени  времени (секундомер ) определ ют длительность этого интервала. Далее вычисл ют величину частоты скольжени  по формул 1

SP

2Тх

(О

В предлагаемом устройстве блок 1 преобразовани , блок 2 дифференцировани , нуль-индикатор 3 и секундомер 4 включены последовательно. Блок 1 преобразовани  угла в напр жение (фиг.2) может быть выполнен в виде трансформаторов 5 и 6, во вторичные обмотки которых включены ключи на транзисторах 7 и 8, соединенных последовательно . Базы транзисторов 7 и 8 включены через резисторы 9 и 10 соответственно , переходы база-эмиттер шунтированы обратными диодами 11 и 12. К коллектору транзистора 7 под- .ключены резистор 13 и фильтр 14 нижних частот, выполненный по известным схемам.

0

Возможно также использовать блок 1 дл  преобразовани  напр жени  биений . В этом случае огибающа  выпр мленного напр жени  биений несет информацию об угле сдвига фаз.

Устройство работает следующим образом .

При подаче входных напр жений U и и транзисторы 7 и 8 открьюаютс  каждые положительные полупериоды напр жени  .

Длительность пр моугольного импульса напр жени  на коллекторе тран- 5 зистора 7 линейно измен етс  от 0,5Т до Т при изменении фазового сдвига векторов входных напр жений от О до 5Ги от Т до 0,5 Т при изменении сдвига от I до 2JI, где Т - период меньшей из подводимых частот. Фильтр IA нижних частот выдел ет пос то нную составл ющую (среднее значение ) напр жени , пропорциональную текущему значению угла сдвига фаз.

На фиг.З показан вид выходного напр жени  фильтра Ug при линейно мен ющемс  скольжении (равноускоренное изменение угла).

Выходное напр жение преобразовател  дифференцируетс  блок 2. Производна  Ug имеет разный знак в диапазонах углов О -И и S - 2JI. Сигнал, пропорциональный производной, можно получить и от настраиваемого авто- синхронизатора .

Нуль-индикатор 3 (НИ) выдел ет интервал времени Т, когда выходное напр жение преобразовател  уменьщает- с  от максимума до минимума (т.е.

0

5

0

5

когда угол о находитс  в диапазоне ЗТ - 2ji), и нормирует уровень и фронты напр жени  дл  работы секундомера 4.

Расчетное значение частоты скольжени , определ емое по (1), близко к фактическому значению частоты еколь- жени  в момент совпадени  фаз входных напр жений даже дл  рассматриваемого худщего случа . Действительно, поскольку врем  расхождени  векторов входных напр жений на угол 1 равно

55

то измеренный интервал

TX Т, - Tj (-1).

Тогда расчетна  частота скольжени 

1 /-5

V Л

SP 2(2-7) Отсюда отношение частот

f, « 2(2-j2) l,18, т.е. погрешность составл ет 18%.

При посто нном скольжении погрешность отсутствует.

Таким образом, по сравнению с известным предлагаемое устройство позвол ет в 5 - 6 раз повысить точность определени  скольжени  в момент совпадени  фаз входных напр жений (момент включени  выключател ).

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Устройство дл  измерени  скольжени  между двум  синусоидальными напр жени ми, содержащее узел преобразовани  частоты скольжени  во временной интервал, подключенный через блок запуска к секундомеру, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерени  и упрощени  устройства, узел преобразовани  частоты скольжени  во временной

   10

   72475-4

   интервал выполнен в виде преобразовател  фазового сдвига между входными напр жени ми в посто нное напр жение, увеличивающеес  на интервале угла между векторами входных напр жений от О до ТТ и уменьшающеес  на интервале угла от ТГ до 2Ti, с входами дл  подключени  на входные напр жени  и последовательно соединенного с ним дифференцирующего элемента, а блок запуска секундомера выполнен в виде ну.пь-нндикатора.
2. 2. Устройство по П.1, о т л и - чающ.еес  тем, что преобразователь фазового сдвига выполнен в виде двух транзисторных ключей, соединенных последовательно, причем базы транзисторов через резисторы соединены с входами дл  подключени  на входные напр жени , коллектор одного транзистора соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор этого транзистора через резистор подключен к источнику питани , и фильтра нижних частот, соединенного с коллектором второго транзистора.

   15

   20

   25

   .

   Тз1

   at us,

   dt

   Txi

   Фиг.з

   Tst