Однофазный индукционный фазовращатель Советский патент 1975 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники и может быть использовано в качестве фазосдвнгающего устройства в цепях переменного тока, а также как датчик угла в преобразователях типа «угол- фаза-код и в фазовых следящих системах, в частности в системах управления орудийным огнем и программного управления металлообрабатывающих станков.

Известен однофазный индукционный фазовращатель, содержащий ВТ, нагрузку квадратурной обмотки и две последовательно соединенные / С-цепи, включенные между выходными концами синусной и косинусной обмоток. Точка соединения / С-цепей подключена ко вторым концам обмоток. Выходное напряжение снимается с нагрузки, включенной между точками соединения резисторов и конденсаторов. Выполнение фазовращателя по данной схеме позволяет расширить частотный диапазон использования фазовращателя в сторону низких частот. Наличие двух настраиваемых jRC-цепей усложняет схему и вызывает значительные затраты времени па настройку этих цепей. Из-за невозможности Iочной настройки КС-цепей фазовращатель обладает повышенной угловой ошибкой, а для точной работы фазовращателя необходимо, чтобы его обе У С-цепи были идентичными.

Цель изобретения - расширить частотный диапазон работы в сторону низких частот.

Это достигается нутем включения между выходными концами синусной н косинусноГ1 обмоток ВТ электрического конденсатора.

На чертеже изображена схема предлагаемого однофазного индукционного фазовращателя.

Фазовращатель содержит вращающийся трансформатор /, фазосдвигающую RCr цень, регулируемую нагрузку квадратурной: обмотки ВТ, конденсатор С,..

В схеме фазовращателя введены следующие обозначения: - обмотка возбуждения ВТ; СзС4 - квадратурная обмотка ВТ; f|f2 - синусная обмотка ВТ; - косннусная обмотка ВТ; г, - добавочный резистор / С/д-цени; С - электрический конденсатор / Сгд-цепи; R - резистор / СГд-цепи; С„ - электрический конденсатор, включенный в схему фазовращателя для расширення частотного диапазона нспользовання в сторону низких частот; - нагрузка квадратурной обмотки ВТ.

Эффект расширения частотного диапазонаиспользования фазовращателя в сторону низких частот достигается тем, что благодаря электрическому конденсатору С,,, включенному между выходными концами синусной и косинусной обмоток ВТ, становится возможным вь полиен 1е условий настройки фазовращателя. Тем самым становится возможной безошибочная работа фазовращателя на частотах, ниже нижней границы частотного днаназона работы (теоретически, если не учитывать влияния других источников погрешности).

Существенное влияние на значение нижней границы частотного дианазона работы фазовращателя оказывает электрическая и магнитная неперпендикуляриость обмоток ВТ. При этом величина добавочного резистора Гд смещается в более отрицательную область. Включение же конденсатора Сд, между выходными концами синусной и косинусной обмоток вызывает трансформацию значений добавочного резистора из области отрицательных значений в область положительных значений. Тем самым достигается расширение частотного диапазона использования фазовращателя в сторону низких частот. Включение .между выходными обмотками ВТ конденсатора С„ эквивалентно увеличению паразитной емкости между этими обмотками. Из литературы известно, что наличие паразитной емкости между синусной и косинусной обмотками ВТ вызывает увеличение угловой ошибки фазовращателя.

Действительно, если фазовращатель до включения паразитной емкости (или конденсатора С;,) был настроен, т. е. его ошибка минимальна, то подсоединение паразитной емкости вызывает увеличение угловой ошибки.

Такие коиструктивно-технологические факторы, как неперпендикулярность вторичных обмоток ВТ, их неидеитичность, наличие паразитной емкости, могут быть скомпенсированы перестройкой / Сгд-цепи. При выполнении всех условий настройки выходной сигнал фазовращателя не будет содержать сигнала ошибки.

Например, с учетом паразитной емкости (или конденсатора Сп) между синусной и косинусной обмотками ВТ условия обращения в нуль сигнала ошибки (условия настройки фазовращателя) имеют вид

Г)vV-гт( I

- р

т

4 г 2 Г Ч-/2 -

X,,

L г. 1 - 1

2j(m (, Г, - Л ,.Г,) ,Х,( X,,

ГГ

Г Ч- А5

О v2

2Af - )

Ап Lrf -f ДГз/-) Лз

rl+xl }

A-,,, (/i -I-- A;,)

A-., - r, -

Г-, -

r r хз

-- --|rf-.

Хт

- -г

I + л-5

2.r (.ул, г,гJ 1 2.V,r2A;:,(,A-,

f-l + l Г 72 + :л-г

п

.

; Х - емкостгде р

Лп у

ное сопротивление конденсатора С фазосдвигающей Сгд-цеии; А, - емкостное сопротивление паразитной емкости или конденсатора С,,; ri, Хз - активное и индуктивное сонротиБление обмотки возбуждения ВТ; гг, лз - активное и индуктивное сопротивление вто)ичных обмоток ВТ; х,„ - сонротивление взаимоиндукции между первичными и вторичными обмотками ВТ.

При п приведенные условия преобразуются в обычные условия «астройки, характерные для идеального фазовращателя.

в схеме фазовращателя не требуется настройки конденсатора С. Его приблизительные номинальные значения могут быть определены расчетным путем. Однако наиболее нросто необходимая величина конденсатора

Сп определяется экспериментально. Как показал,и исследования, оптимальные значения С„ соответствуют значениям/ д 10-100 см. Поэтому при определении величины конденсатора С„ иоступают следующим образом: в

настраиваемый фазовращатель включают произвольно взятый конденсатор, после чего производят настройку RCr -цеии. Если при этом Гд 100 ом, то значение С уменьшается. При слишком больщих величинах С„ наблюдается уменьшение коэффициента передачи фазовращателя более чем на 5-10%.

Предмет изобретения

Однофазный индукционный фазовращатель, содержащий вращающийся трансформатор (ВТ), фазосдвигающую Сгд-цепь, регулируемую нагрузку квадратурной обмотки, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона работы в сторону низких частот, между выходными концами синусной и косинусной обмоток ВТ включен электрический конденсатор.

к,н