Устройство для анализа гармоник переменного напряжения Советский патент 1959 года по МПК G01R23/16 

Для анализа гармоник переменного нагфяжения применяют устройства, содержащие помещенный в переменное,магнитное поле датчик Холла, управляющая цепь которого питается от анализируемого напряж ;ния.

Предлагаемое устройство более совершенно по сравнению с известными и имеет более простую схему.

Это достигается тем, что датчик укреплен на внутренней поверхности ферромагнитного цилиндра, внутри которого помещен кольцевой магнит, установленный на вращающейся оси, и на выходные зажимы датчика включен измерительный прибор, указывающий амплитудное значение каждой из гармоник при соответствующей скорости вращения магнита.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - его электрическая схема в двух вариантах исполнения.

В воздущный зазор, образованный между ферромагнитным цилиндром / (фиг- 1) и кольцевым постоянным магнитом 2, посаженным на вал 5, помещен датчик 4 э.д.с. Холла. Вал 3 жестко соединен с валом 5 двигателя 6 (например двигателя постоянного тока), скорость вращения которого может регулироваться в щироком диапазоне каким-либо; из известных способов. Цепь управляющего тока датчика 4 (фиг. 2) питается от напряжения, форма кривой которого подлежит г армоническому анализу. Величина управляющего тока поддерживается неизменной и контролируется прибором 7. Цепь э.д.с. датчика Холла подключена к прибору S магнитоэлектрической системы. Датчик э.д.с. Холла Линейно детектирует-только ту гармонику из входящих в состав исследуемой кривой напряжения, частота которой в данный момент совпадает с частотой магнитного поля. Таким образом, изменяя частоту магнитного поля в

№ Ii24985- .2 воздушном зазоре посредством изменения- скорости вращения двигателя 6, можно последовательно измерять амплитуды всех гармоник. При этом необходимо поворачивать ферромагнитный .цилиндр / до получения максимального показания пЬ прибору 8. Это может быть выполнено при помощи поворотного устройства 9 (фиг. 1), состоящего из двух цилиндрических щестерен и рукоятки.

Для определения углов сдвига (фаз между гармоническими cocTaJBляющими ферромагнитный цилиндр снабжается угловой щкалой (на чертеже не показана). Отсчет по шкале для первой гармонической составляющей принимается за нулевую отметку шкалы. Отсчеты для других гармонических составляющих пропорциональны их углам сдвига фаз по отношению к первой гармонике.

Для .определения порядкового номера гармонической составляющей в воздушный зазор может быть помещен дополнительный датчик W ,.д.с. Холла ,(фиг. 3), цепь уп завляющего тока которого питается от постоянного напряжения, а цепь э.д.с. подключена к электронному частотомеру 11. Измеряя последовательно частоты, при которых получается линейное детектирование, можно определить порядковые номера гармоник.

Если в исследуемом напряжении есть постоянная составляющая, то ее можно определить следующим образом. Электродвигатель отключается, и магнит 2 устанавливается от руки так, чтобыдатчик 4 з.д.с. Холла оказался в магнитном поле с максимальной магнитной индукцией. После этого по прибору 7 гйроизводят отсчет постоянной составляющей. Для того, чтобы исключить .погрешность от активного остаточного напряжения датчика э.д.с. Холла, производят второй отсчет, повернув магнит на полюсное деление, а затем находят среднее арифметическое значение обоих отсчетов.

Желательно, чтобы распределение магнитной индукции в воздущном зазоре было синусоидальное, однако наличие небольших по амплитуде гармоник не оказывает влияния, на точность работы устройства.

Частотный диапазон устройства зависит от диапазона регулирования скорости электродвигателя, а также может варьироваться с изменением числа полюсов кольцевого магнита.

Предмет изобретения

I. Устройство для анализа гармоник переменного напряжения, содержащее гсомещенный в переменное .магнитное поле датчик Холла, управляющая цепь которого питается от анализируемого напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, датчик укреплен на внутренней поверхности ферромагнитного цилиндра, внутри которого помещен кольцевой, магнит, установленный на вращающейся оси, и на выходные зажимы датчика включен .измерительный прибор, указывающий амплитудное значение каждой из гармоник при соответствующей скорости вращения магнита.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью удобства отсчета углов сдвига фаз отдельных гармоник, ферромагнитный цилиндр выполнен поворотным и снабжен шкалой.

3.В устройстве по п. 1 применение, питаемого постоянным током датчика Холла, на выходные зажимы которого включен частотомер для измерения частоты переменного магнитного поля, воздействующего на основной датчик.