Способ определения угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

шения скорости обработки информации за время не более одного периода сиг- нала. Устройство, реализующее способ, содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор 3, нуль-органы 4 и 5, , коммутатор 6, АЦП 7, вьмислительный блок 8. Устройством измеряется интервал времени между моментом коммутации и моментом первого после него

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах электронных защит и противоаварийной автоматики электроэнер1гетических систем, ., Цель изобретения - повышение быст родействия и точности определения разности фаз двух синусоидальных сигналов во время переходного процесса, имеющего место после коммутации в электрической цепи путем устранения

методической погрешности измерения и повьшения скорости обработки информации за время не более одного периода сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства для осуществлеНИН способа.

Устройство содержит трансформаторы тока 1 и 2, сигнализатор 3, нуль-органы 4 и 5, коммутатор 6, аналогово-цифровой преобразователь 7 (АЦП), вычислительньй блок 8, при этом вход сигнализатора 3 соединен с коммутируемыми линиями ока, а выход - с первым входом вычисли- тельнсхго блока 8, трансформатор тока 1 подключен к первой коммутируемой линии тока, а его выходы соеди нены с входами нуль-органа 4 и первыми входами коммутатора 6, Второй трансформатор тока аналогично под- клюючен к второй линии тока, нуль- органу 4 и вторым входам коммутатора 6,

О

Выход первого нуль-органа 4 соединен с вторым входом вычислительного блока 8 выход второго нуль- органа 5 аналогично соединен с треть им входом вычислительного блока. Выпрохождения тока через нулевое значение, а также измеряется мгновенное значение тока в моменты времени, отстоящие от момента коммутации и момента первогопосле негопрохождения тока через нулевое значение на интервал BjJeMeHH,равный полпериодутока. Б описании приводитеяформула,по которойопределяется искомыйсдвиг фаз.1 ил.

5

0

5

0

ход коммутатора 6 соединен с входом АЦП 7, выход которого соединен с четвертым входом вычислительного блока 8, а выход этого блока соединен с вторыми входами коммутатора 6 и АЦП 7,

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом,

В момент коммутации t срабатьша . ет сигнализатор 3 и посьшает в блок В сигнал прерьшания текущей програм мы. По сигналу прерьшания запускают программный счетчик интервалов вре-

гп

мени и временную задержку ( -o-)tQ-При переходе одного из измеряемых . сигналов через нулевое значение в момент времени t, срабатывает соответствующий нуль-орган (например 4j, по выходному сигналу которого в памяти блока 8 фиксируют интервал времени . , t, - t о При переходе второго измеряемого сигнала через нулевое значение в момент времени t срабатывает нуль-орган 5, по выходному сигналу которого в памяти блока 8 фиксируют интервал времени , t - bjj, В те же моменты времени t j и t запускают временные задерж

ки

( j / т II

ri l ti ° истечеt блок

35

i

НИИ временной задержки (-у)

в вьздает сигналы управления на коммутатор 6 и АЦП 7, По этим сигйалам . осуществляют последовательное измерение мгновенных значений первого и

. -1

второго сигналов о. и зультаты измерений заносят вой форме в память (или регистр блока 8. По истечении времени задержек

и

1-)

в любой последоввательности во времени посредством коммутатора и АЦП осуществляют последовательное измерение мгновенных значений сигналов i t

Чи

i t

Т + о Результаты измерений также

заносят в память блока 8. Поскольку определяемый сдвиг фаз в соответствии с формулой является функцией .измерен f(:

ных величин

u(j)

f

j т t.45

„ т I то блок 8 переводят

,

режим вычисления указанной функции заранее составленной и хранящейся памяти блока 8 подпрограмме.

Угол сдвига фаз двух сигналов опт даляется как разность углов (f,

и

обоих сигналов. Принимая во внимание, что

t - -

t . -1,

и

;

t, - to, получим utjj arci

sin coCj

CQSCi) Ч Д

T,2

I T 2

- arcif.

Sin CO С ;

COSQt

и 1

T/Z

- мгновенные значегде

ния токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в моменты

времени, отстоящие на полпериода

от момента коммутации;

i+ т и Ад т - мгновенные Z 1

чения токов первого и второго сигна-- лов соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпе- риода от моментов первого после момента коммутации перехода тока через нуль.

Предлагаемый способ определения сдвига фаз двух сигналов синусоидальной формы, основанный на измерении мгновенных значений в начальный период переходног№ процесса в сравнении с известным устраняет методичес- кую погрешность, повышает быстродёй ствие и точность определения сдвига фаз. Это,в свою очередь, расширяет сферу применения и позволяет использовать предлагаемый способ не толь

в10

f5

20

25

ко в приборах допускового контроля, мостах .переменного тока, но и в комп лексных системах электронных и противоаварийной автоматики в про- мьшшенных отраслях народного хозяйства, например, в электроэнергетике,.

Формула H3o6peTeHH}i

Способ определения угла сдвига фаз двух синусоидальных сигналов;

путем измерения мгновенных значений тока в фиксированные моменты времени, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности определения,у каждй- го сигнала измеряют интервал време- ни между моментом коммутации и моментом первого после него прохождения тока через нулевое значение, а также измеряют мгновенные значения тока в моменты времени, отстоящие от момента коммутации и момента первого после него прохождения тока через нулевое значение на интервал времени, равный полпериоду тока а искомый сдвиг фаз определяют по формуле

30

бу.огсУ ЧЧ1

COSQc -

г

-arcЧSinUt

4 4i т

a

II

где t. и t, - моменты первого

после момента коммутации перехода тока через нуль первого и второго сигналов соответственно;

с и 2 - интервалы времени между моментом коммутации и моментой первого после него прохождения тока через нулевое значение для первого и второго сигналов соответственно;

i -2 и i - мгновенные значения токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в момент времени,.отстоящий на полпериода от момента коммутации;

Ч 1 мгновенные значе- ; ния токов первого и второго сигналов соответственно, измеренные в моменты времени, отстоящие на полпериода от момента первых после момента ком мутации переходов токов через нуль.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в устройствах электронной защиты и противоава. рийной автоматики электроэнергетических систем. Цель - повышение быст родействия и точности определения разности фаз двзос синусоидальных сигналов во время переходного процесса, после коммутации в электрической цепи, путем устранения методической погрешности измерения и повы1C о Од ND СЛ