Изобретение относится к области вычислительиой техники.
Известны фазочувствительные устройства для измерения коэффициента мощности, содержащие множительно-делительную схему на транзисториом ключе, база которого иодключена к источнику запирающего иаиряже1ШЯ с фазоповорачивающим узлом и выпрямителем и к источнику отпирающего напряжения с выпрямителем и фильтром, а коллекторная цепь присоединена к источнику выирямленного синусоидального напряжения.
Все известные устройства имеют недостаточный предел измерения при фазовых углах обоих знаков.
Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит два дополнительных, последовательно включенных, коммутируемых источника постоянного и встречно выпрямленного напряжений, первый из которых включен совместно с основным источником выпрямленного напряжения в коллекторную цепь транзисторного ключа множительпо-делительной схемы, а второй, включающий в себя в качестве выпрямительных элементов транзисторные ключи, присоединен управляющими входами к последовательно включенным источникам переменных сигналов трапецеидальной формы с основной и удвоенной частотами.
Это иозволяет расширить предел измерения нри фазовых углах обоих знаков.
На фиг. 1 представлеиа принципиальная электрическая схема описываемого фазочувствительного миожительно-делительного устройства для измерения созф; на фиг. 2 показаны кривые изменения токов и напряжений в схеме; на фиг. 3 - зависимость выходного тока устройства от величины coscp.
Исходными величинами при измерении созф являются: напряжение b fi-sina напряжение (ыt-ф) и напряжение С постоянного тока. Устройство для измерения сощ (фиг. 1) состоит из множительно-делительной схемы на транзисторном ключе /, источника занираюnj.ero нанряжения d с фазоповорачиваюни м узлом 2 и выирямителем 3, а также источника отпирающего наиряжения С постоянного
тока с выпрямителем 4 и фильтром 5. Коллекторная цепь ключа 1 постоянно нодключеиа к источнику напряжения bi после выпрямителя 6. Кроме того, к цепи коллектора периодически подсоединяются добавочный источник
постоянного тока BZ и одновременно встречный источник выирямлениого напряжения Ьз. Источник тока В2 включает в себя выпрямитель 7 и фильтр 8, а источник Ьз состоит из двухтактной схемы выпрямления с использорые одноврсме11 1о служат и для подключения дополнительных источников В и by, к основному bi. Все три источника напряжения 6ь B-i и Ьл взаимозависимы и получают питанпе от напряжеппя b B-sinco/ через трансформатор 11. 9 и 10 управляются переменпым током прямоугольной (точпее трапецеидальпой) формы как от источника ()В sincoi, так и от удвоителя частоты 12. Для формирования напряжеппй трапецеидальной формы в простейшем случае иснользутюся полупроводпиковые диоды.
Рассмотрим работу схемы.
Если панряжение d не подано на транзисторный ключ /, то последний все время открыт. При наличии нанряжепня а и при условии , тра 1зисторный ключ открыт в течение части полупериода, когда мгновенное значение d будет меньше напряжения С.
В течение нервой и третьей четвертей периода нанряжение на коллекторе транзисторного ;люча / определяется лишь одним источником бь За счет фазоповорачиваюшего узла 2 напряжение rf постоянно сдвинуто на 90°, а ноэтому сред;ний ток на выходе устройства
гВСт-1
пронорционалеп созф. В указанных
интервалах периода осуществляется измерение опережаюн;его созф для фазовых углов ((90°-а)-0, где а - угол, онределяюп;нй ширину отпираюнхего импульса. Обычно coscp измеряется в пределах от 1 до 0,5. Вышеописаиное устройство иозволяет расширить диапазон измерения созф от 1 до значений порядка 0,2 за счет уменьшения нгирипы импульсов а. При этом следует помнить, что среднее значение на выходе устройства будет yMeiibшено при уменьшении значения а.
В течение второй и четвертой периода последовательпо с основным источником напряжения 6i B|sinu)/| в коллекторную цепь транзистора / включаются дополнительно исТОЧ1ПГК напряжения постоянного тока В2 2В с выпрямителем 7 и фильтром 8 и источник встречного выпрямленного напряжения 6з -2S|sin(Bi|. Подключение токов В и 6з нроисходит одновременно с номо1пью ноочередно работающих ключей 9 н W, выполняюн1их также роль двухтактпого выпрямителя для источника Ьз. В данном случае папряжеппе
на коллекторе ключа 1 будет определятся напряжением bo bi-i-B2+bz 2B-Blsinw/ . В целом это позволяет осуществить монотонный рост коллекторного нанряження по заданному закону в течепие целого 1олу 1ериода,
В итоге, если плавно изменять фазовый угол в интервале ф (-90°), то среднее значение тока на выходе устройства будет
возрастать от нуля до своего наибольн его значения. Схема устройства в этом случае становится фазочувствительной, и, что очень важно, среднее значение тока на выходе устройства будет связано лннейной зависимостью
с величиной сойф в указаииом интервале фазовых углов.
Фазочувствительное устройство позволяет ненрерывно измерять коэффициент мощпостп при активио-индуктивпо-емкостпой пагрузке
в широком диапазопе. Опо может быть использовано нри измерении активной и реактивной ,ностей и в различных устройствах автоматики.
П р е д м е т и 3 о б р е т е н н я
Фазочувствительиое устройство для измерения коэффициента моп;ности, содер}каи1ее мпожительно-делительную схему на трапзисторном ключе, база которого нодключена к
источнику запирающего иаиряже тя с фазоноворачивающим узлом и вынрямителем и к источнику отпирающего напряжепия с выпрямителем и фильтром, а коллекторная цепь нрисоедннена к источнику выпрямленного сннусоидального напряжения, отличающееся тем, что, с целью раеширения нределов измерения при фазовых углах обоих знаков, оно содержит два дополпительных носледовательно включенных, колгмутируемых источника
постоянного и встречно выпрямленного напряже и-1Й, первый из которых включеп совместно с основным источником вынрямленного синусоидального напряжения в коллекторную цень транзисторного ключа множительно-делительной схемы, а второй, включаюнип в себя в качестве вынрямительных элементов транзисторные ключи, нрисоединен управляющими входами к носледовательно включенным источникам перемеппых сигналов т)апецеидал/1пой форм1)1 с основной п удвоенной частотами.
ituJ
В ain at
гв
2В
B/sincjtl
IH
cp
ut
28
В s/.n at
-2BlsLn a)f/
-c
d-c
- ДТГПТГ1 1 1П
at
cos(-vj
о 0,2 О.Ч 0.6 OJ) 1 OjB 0,6 О.Ч 0 о
« t
90
-60
нср ,
а f
90°
60
