Фазовое реле Советский патент 1935 года по МПК H02H3/26 

В ряде практических случаев электротехники может встретиться необходимость либо в поддержании постоянным угла сдвига фаз между какими-либо величинами, либо же в регулировании того или иного устройства таким образом, чтобы этот угол сдвига заключался в некоторых пределах.

Может встретиться необходимость и в том, чтобы при известном сдвиге фаз срабатывало то или иное сигнализирующее или регистрирующее устройство.

Предлагаемое фазовое реле служит для этих целей.

На фиг. 1-10 чертежа приведены два возможных варианта этого реле и иллюстрирующие их работу кривые.

Фиг. 1 изображает тиратрон /, в анодную цепь которого включено то или инее устройство, срабатывающее при „зажигании тиратрона. Анодная цепь последнего питается от некоторого источника тока 3. В цепь сетки тиратрона последовательно с источником постоянного тока 4 и ограничительным сопротивлением включены два пик-трансформатора. В качестве источника постоянного тока может быть использована батарея или меднозакисный выпрямитель.

Первичные обмотки пик-трансформзторов непосредственно или через промежуточные устройства, например фазовращающие, присоединены к цепям

с контролируемыми ве: ичинами. При заданном угле сдвига фаз напряжения вторичных обмоток пик-трансформаторов устанавливаются сдвинутыми по фазе на 180°. На фиг., 3 кривые 7 и 2 изображают напряжения этих трансформаторов во времени, кривая же 3, проведенная ниже оси абсцисс, изображает отрицательнее напряжение источника, тока 4.

Напряжение непосредственно между сеткой и катодом тиратрона в этом случае представлено результирующей кривой от всех трех перечисленных (их.алгебраической суммой) на фигуре 4. Эга кривая совпадает с кривой 3, так как кривые 7 и 2 друг друга ком- пенсируют.

Напряжение источника тока 4 выбирается соответственно характеристике зажигания тиратрона таким образов, чтобы при таком положении кривых 7 и 2 тиратрон не был „зажжен.

Практически это напряжение на несколько вольт ниже зажигательного сеточного напряжения, соответствующего максимальному значению анодного напряжения. Эта разница устанавливается в зависимости от степени устойчивости характеристики зажигания и ot требуе мой степени надежности работы устройства. Чем характеристика зажигания менее устойчива, тем большая разница

должна быть взята для устранения самопроизвольного зажигания тиратрона.

Рассматриваемое устройство сра батывает в том случае, когда угол сдвига фаз между контролируемыми величинами изменяется на некоторую, сравнительно, небольшую величину. На фиг. 7 показаны кривые, относящиеся к случаю срабатывания реле. Здесь изображена кривая 2, сдвинувшаяся по отношению к кривой 7. Напряжение между сеткой и катодом тиратрона в этом случае изобразится результирующей кривой (от кривых /, 2 и J), приведенной на фиг. 8.

Сравнивая кривые на фиг. 4 и 8, мы видим, что на фиг. 8 кривая имеет пики, благодаря которым тиратрон „зажжется и устройство сработает. Пикообразная кривая имеет и то преимущество, что благодаря крутому фронту жестко фиксируется момент зажигания тиратрона.

На фиг. 2 приведен другой вариант реле, срабатывающего при сдвиге фаз между контролируемыми величинами на желаемое значение.

Здесь мы имеем тиратрон /, между анодом и катодом которого прикладывается напряжение от источника тока 3 через „полезную нагрузку 2, например, электромагнитное реле. Между сеткой и катодом тиратрона прикладывается напряжение от трех элементов схемы: источника постоянного тока 4, пик-трансформатора 5 и сопротивления 6.

Сопротивление 6 является полезной нагрузкой для однополупериодной схемы выпрямления, питаемой обычным транс форматором 7. В качестве выпрямителя в этой схеме может быть взят кенотрон, работающий в области насыщения, вследствие чего падение напряжения на сопротивлении 6 гГредставится в виде трапецоидальной кривой, расположенной под осью абсцисс (фиг. 5--кривая 2), так как это падение напряжения иинусовым потенциалом направлено к катоду, а плюсовым- к сетке тиратрона.

Кривые напряжений всех трех элементов цепи сетки тиратрона представлены на фиг. 5, где кривая 7 изображает напряжение пик-трансформатора 5, кривая 2 - напряжение на сопротивлении 6 и кривая J -напряжение источника тока 4. Между сеткой и катодом тиратрона будет иметься напряжение,

разное алгебраической сумме этих составляющих. Результирующая кривая приведена на фиг. б.

Здесь мы видим, что положительный пик кривой 7 напряжения пик-трансформатора 5 скомпенсирован отрицательным напряжением 2 на сопротивлении 6 и поэтому тиратрон пропускать анодного тока не будет.

Как только положительный пик 7 трансформатора 5 сдвинется по фазе относительно напряжения трансформатора 7 настолько, что этот пик перестанет компенсироваться отрицательным напряжением, как это показано на фиг. 9, результирующая кривая резко изменит свою форму и примет вид, показанный на фиг. 10.

Нескомпенсированный положительный пик трансформатора 5 вызовет зажигание тиратрона, вследствие чего нагрузка 2 сработает.

Пределы допустимого. изменения взаимного сдвига фаз контролируемых величин могут быть установлены заданием начального положения кривой 7 относительно кривой 2 (фиг. 5), что, в свою очередь, может быть достигнуто при помощи фазовращающих устройств, через которые трансформаторы 5 и 7 приключены к цепям с контролируемыми величинами.

Выпрямительное устройство на фиг. 2 может быть собрано по дзухполупериодной схеме. В этом случае на фиг. 5 и 9 мы получим кривую 2 с провалом до нулевого значения, что может быть использовано для приведения в действие реле при заданных узких пределах сдвига фазы. Реле будет срабатывать, когда положительный пик встанет против провала.

Предмет изобретения.

1. Фазовое реле, отличающееся тем,

что для приведения его в действие при помощи тиратрона, срабатывающего тогда, когда произойдет определенный сдвиг фазы между первоначально сдвинутыми на 180° вторичными напряжениями, последовательно с источником постоянного тока включены два пиктрансформатора, первичные обмотки которых непосредственно или через про«ежуточные устройства, например, фазовращающие, приключены к цепям с контролируемыми величинами.

2. Видоизменение реле по п. 1, отличающееся тем, что вместо вторичной обмотки второго пик-трансформатора включено сопротивление, являющееся полезной нагрузкой выпрямительного устройства, питаемого от трансформатора или автотрансформатора, первичная обмотка которого приключена непосредственно или через промежуточное устройство к цепи с контролируемой величиной.

.г фигЗ., г,Ф

JUA tЖ.-.

,

фиг4фиг 2

фиг5j

JLJb -3

фиг о

lAjr

фигН

.-Jf-(t-