Синхроскоп Советский патент 1986 года по МПК G01R29/18 

15

20

25

Изобретение относится к измери- тельной технике и предназначено для индикации синхронной и синфазной работ трехфазных генераторов при- параллельном вкдаченйи в энергетичес- 5 ких установках, подключаемых -к трехфазной сети. . .

Цель изобретения - упрощение конструкции сйнхро скопа и повьшение его надёжности., О

На фиг. 1 д1риведена электрическая синхроскопа; на фиг. 2 - отно- сительное пространственное распреде- ление частных юбмоток трехфазной о.бмотки; на фиг. 3 - пространственное распределение электромагнитных полей трехфазной обмотки.

Синхроскоп содержит входной формирователь 1, сердечники 2 магнитной системы, распределенную однофазную обмотку 3, распределенную трехфазную обмотку 4, сосредоточенные обмотки 5 и пороговые блоки 6, выходы которых соединены последовательно со свето- диодами;7. , .

Количество сердечников 2 определяется тг ебуемой точностью определения рассогласования фаз образцового генератора (сети) и подключаемого генератора. . .. . ,

Количество витков частных обмоток каждой .из фаз трехфазной обмотки 4, расположенных на сердечнике с произвольным номером N, определяется по следующим формулам: для частш 1х обмоток фазы А:

, sin (N-1) --, (.1) для частных обмоток фазы В:

W, sin (N-1) -120 , (2) для частных обмоток -фазы С:

sin (N-1) - - 240°, (3)

где п - общее количество сердечников;

Wo - максимальное количество витков , определяющее максимальную интенсивность поля.

Относительное пространственное расположение частных обмоток фаз А, В и С трехфазной распределительной обмотки изображено на фиг. 2.

Частные обмотки 8-13, находящиеся на различных сердечниках, содержат равное количество витков и смещены пространственно на одну третью

30

35

40

45

50

55

5

0

5

0

5

0

5

0

5

часть периода одна относительно другой.

Входные зажимы входного формирователя I подключаются к двум фазам (например,.А и В) работающего генератора или сети . Трехфазная .распределенная обмотка 4 подключается к конт- тролируемому генератору.

Синхроскоп работает следующим образом.

Фазные токи этого генератора, протекая по частным обмоткам фаз А, В и С трехфазной обмотки магнитной системы синхрос1 опа, создают движущуюся электромагнитную волну.

Ток фазы AJ , протекая по частным обмоткам фазы А. трехфазной обмотки синхроскопа, создает в к аждый конкретный момент времени синусоидально распределенную в пространстве волну электромагнитного поля ввиду синусоидального распределения числа витков в час,тных обмртках этой фазы.

Токи фаз В и С, протекая по част- ным обмоткам соответствующих фаз трехфазной обмотки синхроскопа, также создают синусоидально распределенные в пространстве волны электромагнитного поля, причем так как частные обмотки фаз А,В и С с равным коли-- чеством витков пространственно смещены друг относительно друга на одну часть периода, то волна, создаваемая фазой В, пространственно сдвинута Относительно волны фазы А также на одну третью часть периода, а волна фазы С - относительно фазы А на две трети периода. I

Сумма трех синусоидально распределенных и пространственно сдвинутых электромагнитных волн представляет собой движущуюся пространственную синусоидальную волну электромагнитного поля.

Пространственное распределение (фиг. 3) электромагнитных полей соз- - дается частными обмотками фаз А (кри-- вая 14), В (кривая 15), С (кривая 16) и суммарной движущей волной электромагнитного поля (кривая 17) в произ- . вольные моменты времени , ., и ..

Движущаяся волна электромагнитного поля, пересекая сосредоточенные обмотки 5, наводит в них ЭДС, величина которой определяется интенсивностью электромагнитного поля, пересекающую данную обмотку, 5, причем максимальная величина наведенной ЭДС меньше, чем необходимо для срабатывания порогового блока 6.

Одновременно входной формирователь 1 в моменты, когда .входное си- нусоидальное напряжение работающего генератора или сети переходит через ноль в направлении от минуса к плюсу, вырабатывает короткий импульс, поступающий на распределенную одно- фазную обмотку 3. Электромагнитное поле, создаваемое последней, пересекает обмотки 5, также наводя в ни ЭДС, величина которой также недоста точна для срабатывания порогового блока 6..

Только в тех обмотках 5, где складываются ЭДС, наведенные электромагнитным полем, создаваемым обмоткой 3 и максимумрм движущегося электромагнитного поля, создаваемог обмоткой 4, суммарное значение нав е денной ЭДС достаточно для срабатывания порогового блока 6. Последний срабатывает, зажигая светодиод 7,

Частота импульсов электромагнитного поля обмо тки 3 определяется частотой работающего генератора или сети. Скорость движения электромагнитной волны обмотки 4 определяется частотой подключаемого генератора.

Если подключаемый и работающий генераторы или сеть синхронны, т.е. имеют одинаковую частоту выходного напряжения, то к каждому.моменту появле ния импульса электромагнитного поля обмотки 3 максимум движущегося электромагнитного поля обмотки 4 пересекает одну и ту же обмотку 5, . Сл овательно, срабатывает один и тот же пороговый блок и з агорается один и тот же светодиод 7. Так как частота выходного напряжения генераторов достаточно велика, то создается эффект непрерывно горящей неподвижной световой точки.

Положение неподвижной световой точки определяется разностью фаз подключаемого и работающего генера- торов или сети, так как при различной разности фаз между этими напряжениями максимум движущегося, электромагнитного поля обмотки 4 в момен появления импульса элёктромагнитно- го поля о.бмотки 3 пересекает обмотки 5, расположенные на различных сердечниках .

s 10 5

0 5

Q

5

5

0 5

Точность измерения угла сдвига фаз определяется количеством обмоток 5, а следовательно, и сердечников магнитной системы синхроскопа.

В случае несовпадения частот генераторов угол сдвига фаз между напряжениями обоих генераторов принимает значения в пределах О - 360, вследствие чего при появлении им- ,пульса электромагнитного поля обмотки 3 максимум движущегося электро - магнитного поля обмотки 4 пересекает каждый раз обмотки 5, находящиеся на различных сердечниках, обуславливая зажигание каждый раз другого свето- диода 7.

В результате наблюдается эффект бегущих огней - светящаяся точка, являющаяся указателем.угла сдвига фаз, перемещается, причем скорость ее перемещения зависит от абсолютного значения разности частот, а направление - от знака разности частот.

.Формулаизобретени.я

Синхроскоп, содержащий магнитную и оптическую системы, о т- л и ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью, упро- . щения конструкции и повьшения надеяс- ности, он снабжен входным формирователем, вход которого подключен к работающему генератору или тс сети, а выход - К магнитной системе, пороговыми блоками, вход каждого из ко- .торых подключен к магнитной системе, а выход - к оптической системе, состоящей из светодиодов, каждый из которых подключен к выходу одного из пороговых блоков, при этом магнитная система состоит из набора магнитных сердечников с расположенными на них одной распределительной однофазной обмоткой, подключенной к выходу входного формирователя, одной распределенной трехфазной обмоткой, подключенной к подключаемому генератору, и несколькими сосредоточенными обмотками, каждая из которых подключена к одному из пороговых блоков, причем все частные обмотки распределенной однофазной обмотки содержат равное количество витков и соединены последовательно друг с другом, а частные обмотки к;аждой фазы распределенной трехфазной обмотки также соединены последовательно друг с

другом и содержат количество витков, изменяющееся по синусоидальному закону от предыдущей частной обмотки к последующей, сами же частные

. обмотки смежных фаз с равным количеством витков последовательно смещены в пространстве одна относительно

5 другой на одну третью часть периода.

П

Фиг. 2.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть.исполь- . зовано для индикации синхронной и синфазной работы трехфазных генераторов при параллельном включении в энергетических установках, подключаемых к трехфазной сети. Цель изобретения - упрощение конструкции синхроскопа и повышение его надежности. . Синхроскоп содержит сердечники 2 магнитной системы с расположенными на них одной распределительной однофазной обмоткой 3, одной распределительной трехфазной обмоткой 4 и несколькими сосредоточенными обмотками 5 и светодиоды 7. В результате введения входного формирователя 1 , говых блоков 6 и соединения их-с элементами устройства наблюдается эффект бегущих огней, представляющих собой светящуюся точку, являющуюся указателем угла сдвига фаз, которая перемещается. Причем скорость ее перемещения зависит от абсолютного значения разности частот, а направление - от знака разности частот, 3.. ил. Q О W лес 2 у It к по киочО( генератору ю 00 ;о О) ел К ро1отагОщену генератору или я Ctmu full

Фиг.З

Редактор, Н. Рогулич

Составитель Л. Сорокина

Техред М.Ходани-ч Корректор Т. Колб

Заказ 3392/46 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное