Устройство для измерения малой разности частот Советский патент 1962 года по МПК G01R23/04 

Для проведения анализа синхронности работы двух трехфазных автономных Преобразо:вателей (источников питания, сетей и т. д.) Hfej6ходимо измерять весьма малые разности частот.

Изобретение имеет целью устранить влияние колебания напряжения сравниваемых источников и тем самым повысить точность измерения.

Поставленная задача решается в соответствии с изобретением путем применения утроителя частоты - трансформатора с насыщенным трехстержневым сердечником, снабженным двумя Первичными трехфазными обмотками, подключаемыми к контролируемым источникам, и тремя -последовательно соединенными однофазными вторичными обмотками. Последние располагаются на различных стержнях, соединяются в разомкнутый треугольник и служат для подключения к ним счетчика электрических импульсов через полосовой фильтр, детектор и схему ограничения амплитуды импульсов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 -его блок-схема.

Устройство, показанное «а фиг. 1, представляет собой трехфазный трансформатор с насыщающимся трехстержневым сердечником подключенный своими первичными обмотками Wl, Wz, W « , Wz. к двух контролируемым источникам трехфазного тока.

В устройстве используется известный способ преобразования трехфазного тока в однофазный с утроением частоты в режиме насыщения сердечников трехфазного трансформатора.

Однофазный сигнал с утроенной частотой снимается с соединенных в ра мкнутый треугольник однофазных вторичных обмоток W, ,

W2 И Wz.

№ 150174- 2 Ниже, аналитические зависимости процессов, происходящих на входе трансформатора, с целью упрощения математического анализа, рассматриваются только для однофазных напряжений с последующим обобщением полученных зависимостей на случай трехфазной сети.

Пусть уравнения для напряжений контролируемых сетей имеют вид:

/7, и cos4 t

Uz U cos {Оз - p)

и пусть эти напряжения приложены к первичным обмоткам Wl и W трансформатора.

Тогда напряжение, снимаемое с вторичной обмотки Wi, представляет собой биения:

t/j, У, 4- t/3 f/, COS «)i 2 + 2 COS (coj - 9) f/j, COS (u) - в),

W U + 2 f/, f/, cos (Д a. г + 9),

g e 2 sin(A(o + y)

cos (Д a) / 4- 9)

Д (U CUj CO,.

в трехфазной системе результирующий вектор вращающегося поля также представляет собой биения.

При использовании насыщающегося сердечника для трехфазного трансформатора на некотором интервале, в котором результирующий вектор вращающегося поля превосходит обусловленный конструкцией трансформатора вектор насыщения, трансформатор является нелинейным элементом.

Таким образом, режим насыщения носит существенно прерывистый характер.

В схеме, показанной на фиг. 1, в области до насыщения, в силу симметричности, выходной сигнал отсутствует, а при насыщении на выходе появляется импульсно-модулированный сигнал, несущая частота которого, вследствие преобразований, является утроенной по отнощению к частоте сети.

Этот сигнал используется в дальнейшем после некоторых его преобразований для работы счетного устройства, как показано на фиг. 2, на которой приняты следующие Обозначения: НТ - нелинейный трансформатор; ПФ-полосовой фильтр; Д -детектор; О - ограничитель амплитуды по минимуму и по максимуму, Сч. - счетчик И1мпульсов.

Существенной особенностью предлагаемого устройства является практически полная независимость результатов измерения от колебания напряжения контролируемых источников питания.

Предмет изобретения

Устройство для измерения малой разности частот напряжений двух источников трехфазного тока, отличающееся тем, что, с целью поеыщения точности измерения путем устранения влияния колебания напряжения сравниваемых источников, в «ем применен утроитель частоты- трансформатор с насыщенным трехстержневым сердечником, снабженный двумя первичными трехфазными обмотками, подключаемыми к контролируемым источникам, и тремя последовательно соединенными однофазными вторичными обмотками, которые расположены на различных стержнях, соединены в разомкнутый треугольник и служат для подключения к ним счетчика электрических импульсов через полосовой фильтр, детектор и схему ограничения амплитуды импульсов.

Wi&

/ w,

i-J

Лг

W7

Pi/2. /