Устройство для измерения частоты и сдвига фаз переменного тока Советский патент 1933 года по МПК G01R23/00 G01R25/00 

Предлагаемое изобретение состоит в конструктивном выполнении устройства для измерения частоты и сдвига фаз переменного тока. Размеры магнитопровода трансформатора в устройстве, подобно тому, как это имеет место в же известных измерительных устройствах, подобраны так, что обусловливают магнитное насыщение уже при малой, величине намагничивающего потока. Устройство снабжено измерительным прибором, включенным, как обычно, во вторичную обмотку трансформатора.

На чертеже фиг. 1 изображает схему частотомера; фиг. 2-схему устройства для измерения сдвига фаз, и фиг. 3- векторную диаграмму этого последнего. Магнито провод трансформатора устройства (фиг. 1) снабжен внутренней Z-образно изогнутой частью, расположенной так, чтобы ось помещенной на ней втовичнойобмотки //была перпендикулярна оси первичной обмотки I. Z-образная часть магнитопровода выполнена из пермаллоя или иного материала, обладающего большой магнитной проницаемостью.

Эта часть уже при весьма малых величинах первичного напряжения будет насыщена, и дальнейшее увеличение напряжения вызовет лишь увеличение потоков рассеяния, которые благодаря

(228)

упомянутому выше взаимному расположению обмоток либо минуют вторичную обмотку трансформатора, либо проходят параллельно плоскости ее витков и потому не вызывают в ней никаких электродвижущих сил. Электродвижущая сила, возникающая во вторичной обмотке, благодаря наличию пульсирующего магнитного потока, проходящего по riepмаллоевой части сердечника будет равна:E ./ .10-8 и ,f

т. е. будет пропорциональна частоте и не будет зависеть от величины первичного напряжения. В качестве измерительного прибора может служить любой прецизионный вольтметр переменного тока, в частности электродинамический, градуированный непосредственно на частоту. Сам трансформатор может быть помещен внутри кожуха вольтметра.

Устройство может быть использовано в самых разнообразных типах измерительных приборов, в частности для измерения сдвига фаз переменного тока. ,В устройстве для измерения сдвига фаз (фиг. 2) используются два трансформатора TI и Тч, подобные описанному выше. Векторная диаграмма такого устройства для случая cos Ф 1 изображена на фиг. 3. Пренебрегая в первом приближении потерями s магнитопроводах трансформаторов, найдем, что магнитный поток трансформатора Г будет отставать от напряжения сети U на угол а вследствие самоиндукции первичной обмотки трансформатора. Магнитный же поток Ф второго трансформатора будет в фазе с током /. Вторичные электродвижущие силы будут отставать на 90° от соответствующих магнитных потоков. Ток во вторичной обмотке первого трансформатора будет находиться в фазе со своей электродвижущей силой.

Подбором же самоиндукции реактивной катушки L можно достигнуть того, чтобы ток во вторичной обмотке второготрансформатора совпал по фазе с током во вторичной обмотке первого трансформатора, когда c6s(fi l. Так как показания электродинамического ваттметра пропорциональны величине Е 1- cos о, то отклонения ваттметра IF, включенного по схеме фи. 2, будут пропорциональны cos ср в сети, ибо величина вторичных электродвижущих сил обоих трансформаторов не зависит от величины первичного

напряжения. Шкала такого фазометра, таким образом, будет равномерна, и его показания не будут зависеть ни от напряжения, ни от силы тока.

Предмет изобретения.

Устройство для измерения частоты и сдвига фаз переменного тока Q применением трансформатора, размеры магнитопровода которого подобраны таким образом, что обусловливают магнитное насыщение уже при малой величине намагничивающего потока, и измерительного прибора, включенного во вторичную обмотку трансформатора, отличающееся тем, что с целью устранения влияния потоков рассеяния на вторичную питающую измерительный прибор обмотку трансформатора, ось последней расположена перпендикулярно к оси первичной обмотки и помещена на Z-образно изогнутой части магнитопровода,выполненного из пермаллоя или иного материала, обладающего большой магнитной проницаемостью.