Датчик разности фаз Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

Uj, U (фиг. 2) одинаковой частоты, разность фаз между которыми подлежит измерению. Напряжения U,, U,j, U усилителями-ограничителями 2 преобразуются в последовательности одно- полярных импульсов и,2 , , и2,а , i.n

Изобретение относится к фазоизме- рительноЙ технике и может быть использовано в устройствах синхронно- синфазного управления многодвигательными электроприводами, в устройствах противоаварийной автоматики энерно- систем и т.д.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения сдвига фаз между п периодическими синусоидальными сигналами одинаковой частоты.

На фиг. 1 приведена функциональна схема предлагаемого датчика разности фаз} на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Датчик разности фаз содержит преобразователь 1 разности фаз во временной интервал , содержащий п усилителей-ограничителей 2, выходы которых подключены к входам формирователей 3 и 4 импульсов по переднему и заднему фронтам, и п первых инверторов 5. Выходы формирователей 3 и 4 импульсов подключены к входам триггера 6, прямой выход которого подключен к первым входам первой группы п элементов И 7, а инверсный выход - к первым входам второй группы п элементов И 8. Вторые входы п первых логических элементов И 7 подключены к вькодам соответствующих уси- лителейг-огран гчителей 2. Вторые входы п элементов И 8 второй группы подключены к выходам п инверторов 5 первой группы. Выходы п элементов .И 7 и 8 первой группы объединены попарно и подключены к первым входам п триггеров 9, вторые входы которых объединены и соединены с вторым входом первого триггера 6а Выходы п триггеров 9 подключены к входам соответствующих п инверторов 10 второй группы, выходы которых подключены к входам Ц11фроаналоговых преобразователей 11.

Датчик разности фаз работает следующим образом.

.На входы преобразователя 1 разности фаз во временной интервал поступают периодические напряжения U., ,

частота повторения которых равна частоте напряжений U,, U, U, а длительность равна половине периода их повторения. Напряжения U г.г U.J поступают на входы формирователей 3 и 4 импульсов и инверторов 5 первой группы и на вторые входы элементов И 7 первой группы.

На выходе формирователей 3 и 4 импульсов формируются напряжения U , и„ в виде коротких импульсов со скважностью, равной периоду колебаний напряжений.

Напряжение U поступает на первый вход, а и - на второй вход первого триггера 6 и на вторые входы п триггеров 9.

С прямого выхода первого триггера 6 напряжение U в виде прямоугольных импульсов, равных длительности половины периода входных напряжений, поступает на первые входы элементов И 7 первой группы, на выходе которых формируются импульсы с длительностью

/- Т ..

f

где Т - период измеряемых напряжений}

об - разность фаз между измеряемыми напряжениями. С инверсного выхода первого триггера 6 напряжение, интертированное по отношению к U , поступает на первые входы элементов И В второй группы, на вторые входы которых поступают напряжения U , , , U.

Напряжения U , , U, U , с выхода элементов И 7 первой группы и напряжения Ug , Ug , Ug (инвертированные по отношению к U , U,2 i п поступают на входы п триггеров 9, на выходах которых формируются напряжения и,, U(, ,, длительности между импульсами которых равны сдвигу фаз измеряемых напряжений. I

Напряжения U,, Uq,, U9.h поступают на вход инверторов 10 второй: группы, с выхода которых импульсы.

равные соответствующим углам сдвига фаз, поступают на входы п цифро-аналоговых преобразователей 11, на выходе которых появляются .напряжения, . 55 пропорциональные сдвигам фаз напряжений.

Использование предлагаемого датчика разности фаз в системах управления электроприводами, в частности

многодвигательными приводами аппаратов в текстильной промьппленности в качестве датчика угла рассогласовани роторных ЭДС позволяет значительно повысить точность синхронизации частоты -вращения электродвигателей, что в свою очередь, приводит к повышению производительности и улучшению качества вьтускаемой продукции.

Формула изобретения

Датчик разности фаз, содержащий преобразователь разности фаз во временной интервал, состоящий из двух усилителей-ограничителей, входы которых являются входами датчика и логического элемента, инвертор, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, о т- личающийся; тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности измерения сдвига фаз между п периодическими синусоидальными сигналами одинаковой частоты, в преобразователь разности фаз во временной интервал дополнительно введены п-2 усилителей-ограничителей, два формирователя импульсов по передним и задним фронтам, первая группа п инверторов, первый триггер, две группы п злементов И, п триггеров, первая

группа п инверторов, а также п-1 инверторов и аналого-цифровых преобразователей, выходы которых являются выходами датчика, при этом выходы п усилителей-ограничителей подсоединены к соответствующим входам формирователей импульсов по переднему и заднему фронтам и входам п инверторов первой группы, выходы указанных формирователей подключены к первому и второму входам триггера, прямой и инверсный выходы которого подсоединены соответственно к первым входам элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И первой группы соединены с выходами соответствующих усилителей-ограничителей, вторые входы элементов И второй группы -подсоединены к выходам соответствующих инверторов первой группы; причем выходы элементов И первой и второй групп, объединенные попарно первый с п-м, подключены к первым входам- п триггеров, вторые входы ко-- торых объединены и соединены с выхот дом второго из формирователей имйуль- сов по переднему и заднему фронтам, при этом выходы п триггеров соединены с входами соответствующих инверторов второй группы, последовательно соединенных с аналого-цифровыми преобразователями.

Фиг.1

Редактор А.Лежнина

Составитель А.Старостина

Техред В.Калар Корректор А,Обручар

Заказ 3579/48 Тираж 730Подписное

. ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий, .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Пройзводс гвенйо-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники, и может быть использовано в устройствах синхронно-синфазного управления мно- годвигатальными электроприводами и в устройствах противоаварийной автоматической защиты энергосистем и т.п. Цель изобретения,-- расширение ; функциональных возможностей - достигается путем обеспечения измерения сдвига фаз между периодическими синусоидальными сигналами одинаковой частоты. Устройство содержит преобразователь 1 разности фаз во временной интервал, состоящий из п усилителей-ограничителей 2, формирователей 3 и 4 импульсов, п первых инвер- торов 5 и триггера 6, элементы И 7 и 8, п триггеров 9, п инверторов 10 и цифроаналоговых преобразователей 11, на выходах которых появляются . напряжения, пропорциональные сдвигам фаз напряжений. Использование данного устройства, например, в системах управления электроприводами в качестве датчика угла рассогласования ро- торных ЭДС позволит значительно по-- высить точность синхронизации частоты вращения электродвигателей, что приведет к повышению производительности и улучшению качества вьшускаемой продукции. 2 ил. СЛ шиг СО со о СП tUD