ДАТЧИК ФАЗЫ Советский патент 1973 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение otнocитcя к автоматическому регулированию коэффициента мощности электрической сети путем ступенчатого изменения емкости конденсаторной установки.

В этих случаях отклонение коэффициента мощности от заданного значения контролируется датчиком фазы. Известны датчики фазы для устройств автоматического регулирования мощности конденсаторных установок, содержащие измеритель тока сети, фазовращающий мост, подключенный на напряжение сети, преобразователи синусоидального тока и напряжения в прямоугольные импульсы, подключенные соответственно к выходам измерителя тока и фазовращающему мосту, и дифференцирующие цепи на выходе преобразователей, подключенные к элементу выявления сдвига фаз. Известные датчики недостаточно чувствительны к емкостному режиму сети.

С целью устранения указанного недостатка элемент выявления сдвига фаз предложенного датчика выполнен па двух триодах, один из которых подключен параллельно входу база-эмиттер другого триода,и его база нодсоединена к дифференцирующей цепи капала напряжения сети, а база другого - к дифференцирующей цени токового канала сети.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого фазового датчика; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу узлов датчика.

Полупроводниковый фазовый датчик сОстоит из капала тока, в. который входят датчик тока ДТ (трансформатор), формирователь прямоугольных импульсов синусоидального тока, который выполнен на нормально открытом триоде Гь усилитель-инвертор на триоде TZ и дифференцирующая неночка RiCi с диодом DI.

Имеется канал напряжения, в который входят статический фазовращатель СФ, формирователь прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения, который выполнен на триоде Тз, усилптель-ннвертор, который выполнен на триоде Т н дифференцирующая

ценочка RzCz с диодом DZ.

Триоды и Тб являются элементами выявления сдвига фазы между током и напряжением сети при подаче на базы этих трнодов экспоненциальных нмпульсов от капалов тока

и нанряжения сети (фиг. 1).

Полунроводпиковый фазовый датчик работает следующнм образом.

Датчик тока ДТ включается в токовую цень сети, а к статическому фазовращающему

мосту СФ подводится напряжепие сетн.

Синусоидальные нанряжепия от датчика тока ДТ и статического фазовращающего моста СФ после однонолунернодного выпрямления на диодах DS-De преобразуются в прямоугольные имнульсы (точки А Б фиг. 1,

фиг. 2, а). В качестве формирователей прямоугольных импульсов применены нормально открытые триоды Ti, Тз- Триоды Г2 и Ti являются усилителями-инверторами, необходимыми для более точной работы датчика.

На цепочках iCi и RzC- происходит дифференцирование прямоугольных импульсов, и в точках Б и Г (фиг. 1) появляются импульсы экспоненциальной формы и одной полярности.

Появление импульсов соответствует прохождению тока и напряжению сети через нулевые значения.

Напряжение импульсов изменяется по экспоненциальному закону:

,.r,

где Uk - напряжение питания в вольтах; - постоянная времени в секундах.

Эти импульсы прикладываются к базам триодов Гб и Гб, на которых и выявляется угол сдвига между ними, что соответствует углу сдвига между током и напряжением сети. Удается это за счет экспоненциальной формы импульсов и схемы соединения триодов Т и Гб, на базы которых поступают эти импульсы.

Если импульсы совпадают во времени , то на выходе сигнал отсутствует, так как цепь триода Гэ шунтирует базу триода Гб (фиг. 2,6).

Если импульсы канала тока (точка Б) отстают от импульсов канала напряжения (точка /), на выходе схемы появляется сигнал. Время появления сигнала и его амплитуда будут зависеть от сдвига импульсов во времени и от постоянных времени дифференцирующих цепочек

г, - /,С, И т, : /,С,.

Можно лишь, изменяя , с помощью Сопротивления Rz задавать необходимую уставку по углу, т. е. изменять зону нечувствительности датчика для индуктивного режима практически от нуля до нужной величины (фиг. 2, в).

Если импульсы канала тока (точка В) опережают импульсы канала напряжения (точка Г), на выходе схемы мгновенно появится сигнал уже при незначительном сдвиге фаз, так как импульс от канала тока поступает на базу триода Гб раньше, чем импульс от канала

напряжения на базу триода Т&. В этом режиме появление сигнала на выходе будет зависеть только от сдвига фаз. Зона нечувствительности в емкостном режиме будет определяться лищь неточностью работы самого датчика. При необходимости зону нечувствительности для емкостного режима можно менять с помощью фазовращаюшего моста СФ (фиг. 2,3).

Предмет изобретения

Датчик фазы для устройств автоматического регулирования мощности конденсаторных установок, содержащий измеритель тока сети,

фазовращающий мост, подключенный на напрял ение сети, преобразователи синусоидального тока и напряжения в прямоугольные импульсы, подключенные соответственно к выходам измерителя тока и фазовращающему

мосту, и дифференцирующие цепи на выходе преобразователей, подключенные к элементу выявления сдвига фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика к емкостному режиму сети, элемент выявления сдвига фаз выполнен на двух трио дах, один из которых подключен параллельно входу база-эмиттер другого триода и его база подсоединена к дифференцирующей цепи канала напряжения сети, а база другого к дифференцирующей цепи токового канала сети. ЛГ Sj Cz ,-, Bbixod ;йГ D:

-tФиг /

,v-t .. .;/

a

Ur,2

i

t/2

Ui

1/2

jT

Jk

(f 0

.,...

Фиг,. 2.