Фазометр с круговым отсчетом Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

(54) ФАЗОМЕТР С КРУГОВЫМ ОТСЧЕТОМ

Изобретение относится к измерительной технике. Известен фазометр с круговым отсчетом, в котором в качестве индикаторного устройства используется электроннолучевая трубка. Отсчет измеряемой разности фаз производится по положению яркостйого пятна на экране,-Э лектронно-лучевой трубки, по яркостной метке на кольцевой разверт ке трубки или по угловому положению линии радиально-круговой развертки Однако этот фазометр обладает малой чувствительностью, обусловленной конечными размерами яркостного пятна на экране электроннолучевой ,трубки я внешними наводками. Известен также фазометр с круговой шкалой, содержащий сельсин, ротор которого подключен к генератору питающего напряжения, а также трехфазный фаэорас1цепитель,три фазовых детектора и три балансных модулятора, выходы которых подключены к трехфазной статорной обмотке сельсина, при этом сигнальные выходы модуляторов соединены с генератором питающего напряжения, а управляющие .входы подключены ,к соответствующим выходам фазовых детекторов, одни входы которых соединены между собой, а другие входы подключены к фазорасщепителю . Однако этот фазометр обладает малой разрешающей способностью измерения разности фаз за счет двойного преобразования разности фаз: фазовые детекторы преобразуют разность фаз в постоянное напряжение, а балансные модуляторы - в переменное напряжение номинальной частоты сельсина. А какиэвчгстно, электрические машины переменного тока имеют малый начальный крутящий момент, т.е. индикатор не реагирует на малые изменения входной разности фаз. Цель изобретения - увеличение разрешающей способности фазометра с круговьй4 отсчетом. Цель достигается тем, что в фазометре с круговым отс 1етом, содержащем трехфазный фазорасщепитель, вход которого подключен к входу устройства, а выходы соединены соответственно о входами трех фазовых детекторов, вторые входы которых соединены между собой, и дифференциальный сельсин с трехфазными статорной и роторной обмотками, противоположно включенные

1рехфазныв ста:торная и роторная обмотки дифференциального седльсина соединены с выходами соответствую дих фазовых детекторов.

На чортеже представлена функциональная, схема данного фазометра с круговьм отсчетом,

фазометр содержит трехфазный фазорасщепитель 1, вход которого подключен к входной клемме 2 иэмеряемого сигнала, а выходы соединены соответственно с входами трех фазовых детекторов 3, 4 и.5, вторые входы котор с соединены с входной клеммой 6 опорного сигнала, и дифференциальный сельсин 7 с трехфазными статорной обмоткой с выводгили 8, 9 и 10 и роторной обмоткой с выводами 11,12 и 13, включен-ными противоположно и соединенными с выходами соответствующих фазовых детекторов. На роторе сельсина укреплена стрелка 14, указывающая по неподвижной ижале измеряемую разность фаз.

Работа данного фазометра с Круговш4 отсчетом зайлючается в следующем.

Приняв разность фаз сигналов на входе фазометра, равной «f , получают следукяпие напряжения и, U и U на выходе соответственно фазовых детек.торов 3, 4 и 5

Н.

a мaкc«();

JMaKc °(

гяе и. - максимальное напряжение

на выходе фазового детектора определяемое входньв«1и сигналами и схемой . фазового детектора. Пропорционс1льные выходным напряжениям детекторов токи в обмотке статора

);

Т - Т 1 макс cob()t

3 МгСЯКС

Я® млк имо1кс% « ™ Ь « °« « обмотке дифференциального сельсина 7, где RO - сопротивление обмотки по постоянному току; Ч U соответственно токи .в обмотке с вывода-ми 8, 9, 10 статора. С учетом пространственного расположения обмотки с выводами 8, 9, 10 Статора дифференциального сельсина 7 записывают комплексные векторы магнитных полей, создаваемых этой об74827Г

моткой, приняв за начало отсчета ориентацию вывода 8:

КД.

4л- --ма «: ое°°

40

.K. ,10

ac-V,« ° MaKc«()e-° ScV/

где КУ - коэффициент, связывающий величину магнитного поля статора с током, протекающим по обмотке с выводами 8, 9, 10 дифференциального сельсина;

J - мнимая единица. Результирующее магнитное поле статора н с, можно найти геометрическим суммированием полей, создаваемых обмоткой с выводами 8, 9, 10 стато сНлс «ас «,с (2) Подставляя значения (1) в формулу (2) и выполняя необходимые преабразования, получают

(

Результирукнцее направление магнитHOfo поля статора Ч. определяется арктангенсом отношения мнимой и действительной составляющих суммарного поля:

sVn4,

Т М

if.arctg JIL. «arctg

ч

. J 1

R, в .с

где ,

- мнимая составляющая . ля;

действительная. Таким образом, направление результирующего поля статора однозначно . определяется разностью фаз входных сигналов о

Выполняя такие же вычисления для магнитного поля ротора и учитывая обратное чередование выводов 11, 12 13 обмотки ротора, получают результирующее поле ротора .

p 5 a M«KcC °V o)

где коэффициент, связывающий величину поля ротоР 5 79- его обмотке с

вШВдамй Ti, 112, 13. Направление результирующего поля IPOTopa

« пр

Так как угловое положение свободного ротора .дифференциального сельсина 7 опрёдоляётся вза1шодействием магнитных полей ротора и статора, а направления поворота этих полей при разном чередований обмоток противоположны, то измеряемое по углу поворота значение разности фаз

и,

Таким образом, угол поворота ротора в два раза больше входной разности фаз, что позволяет увеличить разрешающую способность измерения.

формула изобретения

Фазометр с круговым отсчетом,сог держгиций трехфазный фазорасщепитель,

вход которого подключен к входу устройства, а выходы соединены соответственно с входами трех фазовых детекторов, вторые входы которых соединены между собой, и дифференциальный сельсин с трехфазными статорной ti роторной обмотками, отличающийс я тем, что, с целью увеличения .разрешающей способности измерения разности фаз, противоположно включен ные :трехфазные с гаторная и роторная обмотки дифференциального сельсина соединены с выходами соответствующих фазовых детекторов.

Источники информации, прин.ятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 308384, кл.в 01 R 25/04, 1969.