Способ определения малой фазовой асимметрии трехфазного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G01R29/16 

По измеренным значениям амплиту 01 и UQJ определяют фазовые сдвиг

u(f и . л Ц,2 .

При суммировании трех напряжени два из которых имеют фазовые сдвиг d 1 и J (А относительно одного из

них

11361494

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения малой фазовой асимметрии трехфазного напряжения, формируемого, например, прецизионными генераторами при создании вращающихся магнитных полей.

Целью изобретения является повьше- ние точности измерения малой фазовой асимметрии трехфазного напряжения.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.получают (учитьшая малые величины

Устройство содержит последователь- 15 фазовой асимметрии до ) но соединенные сумматор 1 и синхрон10

и, Uo sinu) t;

U2 Uo sin( -120 + at; );

Uj Up sin (u)t -240 + )

НЫЙ детектор 2, причем первый вход сумматора 1 подключен к входу переключателя 3, первый выход которого подключен к входу синхронизации син- кронного детектора 2 непосредственно, а второй выход -.через фазовращатель 4, при этом к выходу синхронного детектора 2 подключен измерительный прибор 5.

Способ определения заключается в следующем.

Выделение из суммарного напряже- ния двух квадратурных гармонических составляющих позволяет получить два

сигнала U , и Uj, амплитуды которых UQ и и Q,j определяются отклонением сдвига соответствующих фаз от 120°

UJ )t 0,5 V3()i/,j)sinto t; и, , lot -0,5( ) coswt.

4

Применяя синхронное детектирова- 35 ние - метод измерения векторов в прямоугольной системе координат, из суммарного сигнала и. выделяют квадратурные гармонические составляющие Ujj и и . Для этого ka измеритель- 40 НЫЙ вход синхронного детектора подагде aif , &(f.- отклонение сдвига соот

ветствующих фаз от 120 , измеряемьш сигнал U8y,,a на управ- относительно напряже- ляющий вход - в качестве опорного, ния. выбранного за напряжение U, Uв.sinwt. Вьзделяют амплитуду kU(,i , где k - постоян- 45 ная синхронного детектора. Затем сдвигают на 90° опорное напряжение, подают его на управляющий вход синхронного детектора и вьщеляют амплии

01

и

L, выбранного за опорное;

амплитуда синусоидапь-t ной составляющей сум- марного сигнала; р - амплитуда косинусои- дальной составляющей суммарного сигнала; Измерение амплитуд соответствующих квадратурных гармонических составляющих дает информацию о величиг нах фазовых отклонений соответствующих напряжений от 120°

50

туду kUp второй квадратурной гармонической составляющей суммарного сигнала.

По измеренным значениям амплитуд квадратурных гармонических составляющих определяют фазовые сдвиги 55 41/, и л 1/2 (фазовую асимметрию) из уравнений (2) и (3)

0,5 {з (йс/,-Л1/1 ); -0,5 (Л1/,+ di/j).

По измеренным значениям амплитуд 01 и UQJ определяют фазовые сдвиги

u(f и . л Ц,2 .

При суммировании трех напряжений, два из которых имеют фазовые сдвиги d 1 и J (А относительно одного из

них

получают (учитьшая малые величи

и, Uo sinu) t;

U2 Uo sin( -120 + at; );

Uj Up sin (u)t -240 + )

Cos &Ц

sin 1 Lf Д ;

6ЫХ

и.

д sincJt - 0,5 sino)t- -0,5 V3 cosoJt + щ(0,5 тГз sinwt -0,5 coswt) - 0,5 sinut +

+ 0,5 V3 coswt + (-0,5 coswt - 0,5 Vs sinwt и sin cot +

30

+ Ugj COS Ы t,

где UQ, 0.,5 Уз (41/,- 41/j );

;

(О

(2) (3)

Uo2 -0,5 (C i+dlCi). Дпя упрощения формы последующих записей принято, что UQ 1.

Применяя синхронное детектирова- 35 ние - метод измерения векторов в прямоугольной системе координат, из суммарного сигнала и. выделяют квадратурные гармонические составляющие Ujj и и . Для этого ka измеритель- 40 НЫЙ вход синхронного детектора пода50

туду kUp второй квадратурной гармонической составляющей суммарного сигнала.

По измеренным значениям амплитуд квадратурных гармонических составляющих определяют фазовые сдвиги 55 41/, и л 1/2 (фазовую асимметрию) из уравнений (2) и (3)

-и

01

+ .

Гз

(4)

Л(А -и,

oi

Уз

Именно по описанному вьшде алгорит му работает устройство для реализации предлагаемого способа.

В исходном положении входные сигналы трехфазного н апряжения подаются на входы сумматора 1. Выходное напряжение сумматора 1 при измерении малой фазовой асимметрии описьшает- ся уравнением (1). Переключатель 3 установлен в положение а. На выходе синхронного детектора 2 формируется напряжение, пропорциональное амплитуде синусоидальной составляющей Up выходного сигнала и, которое регистрируется прибором 5.

Затем переключатель 3 устанавлива ется, в положение б, при котором опор ный сигнал и, подается на управляющий вход синхронного детектора 2 через фазовращатель 4. На выходе синхронного детектора 2 формируется сигнал, пропорциональный амплитуде ко- синусоидальной составляющей выходного сигнала U , , регистрируемый , f. в ь|х блоком 5.

По измеренным амплитудам напряжений , зная коэффициент k синхронного Детектора 2, определяют фазовые сдвиги ЛЦ, и 4Lfj по формулам (4) и {5). Благодаря применению синхронного детектора устройство обладает высокой помехозащищенностью и точностью измерений.

Редактор Л.Лангазо

Составитель Н.Михалев

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчшс

Заказ 6220/45 Тираж 730Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

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

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

(5)

3614944

Формула изобретения

Способ определения малой фазовой асимметрии трехфазного напряжения, заключающийся в том, что суммируют напряжения, измеряют амплитуду выходного сигнала и по измеренному значению определяют фазовый сдвиг, о т - личающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, вьщеляют из суммарного сигнала квадратурные гармонические сигналы отно- ситедьно одного из входных напряжений, принимаемого в качестве опорног го, производят измерение амплитуды каждой составляющей и по измеренным значениям определяют фазовый сдвиг по формулам

10

15

20

44, - п . + -H°L.

-oj

l -и,Г

V3 УО,

vi

5

0

5

где 41 , 4(Л отклонение сдвига

и

01

и

оа

соответствующих фаз от 120°, измеряемое относительно опорного напряжения; амплитуда синусоидальной составляющей суммарного сигнала;

амплитуда косинусо- идальной .составляющей .суммарного сигнала.

Изобретение служит для повьше- ния точности измерения малой фазовой асимметрии трехфазного напряжения. Устройство, реализующее способ, со держит сумматор 1, синхронньй детектор 2, переключатель 3 и фазовращатель 4.° В устройстве, используя синхронное детектирование, из суммарного сигнала вьщеляют квадратурные гармонические сигналы относительно одного из входных напряжений, принимаемого в качестве опорного. Затем измеряют амплитуды соответствующих квадратурных гармонических сигналов, которые дают информацию о величинах фазовых отклонений соответствующих напряжений на 120°. В описании приведены формулы для определения фазового сдвига. Использование синхрон ного детектирования.обеспечивает устройству высокую помехозащищенность и точность измерений. 1 ил. G со со к