Прибор для измерения угла Ф в синхронных машинах Советский патент 1940 года по МПК G01R25/00 

Предлагаемое изобретение касается прибора для измерения угла б в синхронных машинах с помощью насаженного на вал машины коммутатора. Если щетки этого коммутатора, периодически замыкаемые на промежуток времени, соответствующий 180 эл. градусам, включить в цепь лостоянного тока, введя в нее другое релейное устройство, замыкающее цепь на время одного из полуперио.дов синфазно с напряжением машины, то, очевидно, что продолжительность импульсов тока в цепи будет зависеть -от сдвига фаз между валом машины -И ее напряжением, иными словами, от угла между э. д. с. холостого хода и напряжением, который обозначается обычно через 6.

Сущность изобретения заключается S том, что в качестве релейного устройства применен электронно-лучевой коммутатор, луч которого движется синфазно с напряжением машины, а запирание луча осущест вляется синфазно с вращением вала.

Устройство, согласно изобретению, изображено схематически на прилалаемом чертеже. На фиг. 1 показано устройство, позволяющее получить напряжение, пропорциональное углу 6.

На фиг. 2 и 3 приведены варианты добавления к устройству, дающие на выходе напряжение, пропорциональное скорости изменения угла 6. Фиг. 4, 5, 6 и 7 поясняют процесс образования этого напряжения.

Устройство по фиг. 1 состоит из трех основных частей, а именно: электронно-лучевой трубки / с контактным полукольцом 2 в торце, трехфазной обмотки 5, питаемой от шин генератора, . поток которой, вращаясь против часовой стрелки, придает электронному лучу трубки круговое вращение, и коммутатора 4, сидяшего на валу генератора, угол 9 которого измеряют. Контактные поверхности коммутатора расположены на расстоянии, соответствующем

углу , где р - число пар полюсов

генератора. Время, в течение которого скользящие по коммутатору щетки находятся в замкнутом состоянии, соответствует полупериоду э. д. с. генератора.

Поворотом обмотки 5 можно достигнуть того, чтобы при открытой сетке 5 трубки / электронный луч в начале периода переменного напряжения на шинах находился в точке а

торца трубки, в конце первого полупериода приходил по кругу в точку b и в течение второго полупериода возвращался в точку а. Тогда в течение второго полупериода он будет проходить по контактному полукольцу 2 и создаст на зажимах К-, Kz постоянное по величине напряжение.

Если сетку 5 нормально держать запертой, как впредлагаемом приборе, и отпирать на полупериод при помощи коммутатора, то продолжительность напряжения на зажимах /Ci, /(2 будет зависеть от разности фаз отпирающего сетку напряжения и напряжения на щинах. Среднее значение напряжения на зажимах Кц К за период будет прямо пропорционально величине угла 6. Его можно измерить, включив на зажимы Aj, Kz магнитоэлектрический прибор.

Описанное устройство позволяет измерять угол 6 в пределах от О до тс.

На фиг. 2 и 3 даны два варианта дополнения к устройству, позволяющему измерять изменения угла 6. К зажимам /Сп, /Са присоединены зажимы К , К (фиг. 2), и через магнитоэлектрический прибор б идет ток, среднее значение которого за период прямо пропорционально существующему в данный момент значению угла 6. Магнитный экран 7, жестко связанный с подвижной рамкой прибора 5, занимает определенное положение, определяющее коэфициент взаимной индукции катущек 8 vi 9. При изменении угла 6 и повороте экрана 7 изменение части магнитного потока катушки &, сцепляющейся с катущкой 9, вызовет появление в ней э. д. с., которая изменит ток в анодной цепи лампы Л-1. Это, в свою очередь, вызовет появление э. д. с. во вторичной обмотке трансформатора Т-1. При работе на прямолинейном участке характеристики лампы э. д. с. во вторичной обмотке трансформатора будет проdbпорциональна -тт.

Недостатком описанного устройства является некоторая инерционность его действия. От этого недостатка свободно устройство по фиг. 3, которое зажимами К, Kz

должно быть соединено с зажимами KI, KZ. Оно состоит в основном из двухлампового усилителя и выходного трансформатора Т-/. Действие его заключается в следующем. Пусть угол б за время четырех периодов изменяется от значения 6 135° до значения 8 45°. Кривая напряжения на зажимах /Tj, К, в этом случае. изображена на фиг. 4. Включенный в цепь сетки лампы Л-2 конденсатор 14 в течение импульсов будет заряжаться до максимального значения напряжения, а в течение пауз между импульсами он будет разряжаться через сопротивление 1G. В зависимости от продолжительности импульсов напряжения на зажимах ,/tfj конденсатор будет разряжаться в различной степени. Кривая напряжения на сетке лампы Л-2 показана, на фиг. 5.

Так как напряжение это приложеноминусом к сетке лампы, то ток в анодной цепи будет изменятьсяпо кривой, изображенной на фиг. 6,. Этот ток усиливается лампой Л-3 и сглаживается фильтром, состоящим изконденсаторов // и /2 и дросселя 13. Кривая тока в анодной цепи лампы Л-3 изображена на фиг. 7; как видно из кривой, он пропорционален; углу 6. Очевидно, что во вторичной обмотке трансформатора Т-1 будет индуктироваться э. д. с., пропорциоdS

нальная -, т. е. скорости изменения угла 6.

Предмет изобретения.

1. Прибор для измерения угла 6 в синхронных мащинах, основанный, на периодическом включении цепи постоянного тока при помощи релейного устройства, одна часть которого действует синхронно с вращением вала мащины, а другая - с ее напряжением, отличающийся тем, что в качестве релейного устройства применен электронно-лучевой коммутатор, луч которого движется синфазно с напряжением мащины, а запирание луча осуществляется синфазно с вращением вала.

2. В приборе по п. 1 применение, с целью получения тока, пропорционального скорости изменения измеряемого угла б, усилителя с приспособлением, сглаживающим кривую тока, и диференцирующего трансформатора.

-14

.--t

фиг 7