Устройство для определения иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей переменного тока Советский патент 1974 года по МПК G05B23/02 

1

Изобретение относится к технике экспериментального определения частотных характеристик элементов систем электропитания переменного тока (источников питания и потребителей), используемых в системах автоматического управления различного назначения, в электроприводах, радиоэлектронных устройствах и т. д. Оно може быть использовано при разработке и наладке систем электропитания переменного тока, содержащих сложные регулируемые источники питания (ИП) и потребители, а также для производственного контроля динамических свойств ИП и потребителей.

Динамические свойства элементов электропитания могут быть охарактеризованы импеданцем ИП (Р) и адмиттансами потребителей р (Р) (иммитансами) или соответствующими иммитансными частотными характеристиками и Yn fj /

Для характеристики динамических свойств ИП и потребителей переменного тока более удобно использование иммитансов для огибающих токов и напряжений: для ИП

2 (P + ujo) .(,(,o)

для потребителей

).o)())

где (jJo - частота несушей, или частотных характеристик

ZM jY5 a;o}J ZHcfJ a oj JZwKfe4)) )j-y;,cfj.; ;; jrnKfJ J3

где и - частота огибающей.

Известно устройство для определения

иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей переменного тока, содержащее блок управляемой нагрузки, подключенный через датчики тока, например шунты параллельно

ИП и потребителю, генератор низких ча стот, соединенный с блоком управляемой нагрузки, сдвоенный переключатель, неподвижные контакты первой платы которого подключены к выходам датчиков тока,

неподвижные контакты второй платы - к общим зажимам датчиков тока, а подвижный контакт второй платы подключен к общей шине устройства, блоки перемножения, подключенные через коммутатор фаз к генератору опорного напряжения, фильтрующие блоки и компенсационный измерительный блок, подключенный к выходу филь трующих блоков. Недостатками этого устройства являют ся значительные трудоемкость и погрешность измерения, связанные с дополнитель ными графическими построениями и расчетами, необходимыми для получения частот ных характеристик (o)(cv,) которые обычно используются для исследо вания динамики систем электропитания. Цель изобретения - повышение точност и уменьшение трудоемкости измерения. Эта цель достигается тем, что предлаг емое устройство содержит два фаэосдвига- юших и два суммирующих блока. Первые входы первого и второго блоков перемнож ния соединены с общим зажимомисточник питания и нагрузки, первые входы третье го и четвертого блоков перемножения - с подвижным контактом первой платы сдвоенного переключателя, вторые входы второго и третьего блоков перемножения - к подвижному контакту первой платы коммутатора фаз, вторые входы первого и четвертого блоков перемножения - к подвижному контакту второй платы коммутатора фаз. Выход первого блока перемножения через первый фазосдвигающий блок и выход второго блока перемножения подключены ко входам первого суммирующего бло ка. Выход четвертого блока перемножения через второй фазосдвигающий блок и выход третьего блока перемножения подключены ко входам второго суммирующего блока, а выходы суммирующих блоков через фильтрующие блоки подключены ко входным зажимам компенсационного измерительного блока. Это позволяет определять требуемые частотные характеристики непосредственно Функциональная схема устройства приведена на чертеже, где обозначено: 1 - исследуемый ИП; 2 - исследуемый потребитель; 3 - блок управляемой нагрузки; 4 - генератор низких частот; 5 - датчики тока; 6 - сдвоенный переключатель; 7 блоки перемножения; 8 - фазосдвигающие блоки; 9 - коммутатор фаз; 10 - генера.тор опорного напряжения; 11 - суммирующие блоки; 12 - фильтрующие блоки; 13 компенсационный измерительный блок. Устройство работает следующим образом. Сигнал от генератора 4 подается на блок управляемой нагрузки 3, изменение проводимости которой для огибающей по- требляемого тока по гармоническому закону обеспечивает модуляцию гармоническим сигналом с частотой ГНЧ токов и напряжений в системе электропит ания. Измеряе й 1е величины - выходное напряжение и ток, определяемый одним из датчиков тока 5, через-сдвоенный переключатель 6 подаются на блоки перемножения 7. На другие входы блоков перемножения Через коммутатор фаз 9 подаются сигналы генератора опорного напряжения 10, имеющие частоту напряжения исследуемой системы электропитания. Произведения опорных измеряемых сигналов с первого и четвертого блоков перемножения 7 подаются на фазосдвигающие блоки 8, где происходит смещение по фазе огибающей на -ЭО, а затем попарно складываются в суммирующих блоках 11 с произведением опорных и измеряемых сигналов со второго и третьего блоков перемножения. Сигналы с суммирующих блоков 11 подаются на фильтрующие блоки 12, где подавляются постоянная составляющая и вторая гармоника частоты напряжения исследуемой системы, а затем на компенсационный измерительный блок. В зависимости от положения сдвоенного переключателя 6 измеряются либо им- педанц ИП 1 (левое положение), либо адмиттанс потребителя (правое положение). В зависимости от положения коммутатора фаз 9 измеряются частотные характеристики либо для положительных частот огибающей (первое положение), либо для отрицательных частот огибающей (второе положение). В качестве блока управляемой нагрузки может быть использован, например, эмиттерный повторитель с мощным выходным каскадом, подключенным через выпрямитель к шинам ИП. В качестве бло- ков перемножения могут быть использованы множительные устройства известного типа с повышенной точностью, например, построенные на датчиках Холла или тири- товых сопротивлениях. В качестве гене- ратора опорного напряжения может быть применен задающий генератор частоты сети, если он имеется в исследуемой системе электропитания, или генератор с автоматической подстройкой частоты.собственных колебаний в соответствии с частото сети и автоматическим подавлением фазовой модуляции напряжения сети, обусловленной гармоническим возмущением от блока управляемой Нагрузки. Предмет изобретения Устройство для определения иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей переменного тока, содержащее блок управляемой нагрузки, подключенный через датчики тока, например шунты, параллельно источнику питания и потребителю, генератор низких частот, соединенный с блоком управляемой нагрузки, сдвоенный переключатель, неподвижные контакты первой платы которого подключены к выходам датчиков тока, неподвижные контакты второй платы - общим зажимам датчиков тока, а подвижный контакт второй платы яодключен к общей шине устройства, блоки перемно кения, подключенные через коммутатор фаз к генератору опорного напряжения, фильтрующие блоки и компенсационный измерительный блок, подключенный к выходам фильтрующих блоков, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудоемкости измерения, оно содержит два фазосдвигаюших и два суммирующих блока; причем первые входы первого и второго блоков перемножения соединены с общим зажимом источника питания и нагрузки, первые входы третьего и четвертого блоков перемножения - с подвижным контактом первой платы сдвоенного переключателя, вторые входы второго и третьего блока перемножения - с подвижным контактом первой платы коммутатора фаз; выход первого блока перемножения через первый фазосдвигающий блок и выход второго блока перемножения подключены ко входам первого суммирующего блока; выход четвертого блока перемножения через второй фазосдвигающий блок и выход третьего блока перемножения подключены ко входам второго суммирующего блока, а выходы суммирующих блоков соединены со входами соответствующих фильтрующих блоков.