Фазометр

Класс 21 а", 7121 е, боз 21 е, 36 М 100709 СССР ВСЕСОНХ, ВАТЕНТЬнтьхнирив ЪЛН 0 1 . АВТОРСКОМ Г. В, Ивенскии В, онской и ЕТР А в Мининости аивлеио члострирлвые авлен аботу пре цие азомет маи 1954 г. за Ма 6024/4499 промышлПредметом изобретения является фазометр, в частности для высокочастотных электротермических установок. Он относится к известному типу фазометров, содержащих систему электрических вентилей (ограничителей), включенных в цепи напряжения и тока и обеспечивающих подачу на измерительный прибор, включенный па их выход, импульсов напряжения, угол фазного сдвига между которыми равен измеряемому углу между напряжением и током в контролируемой установке.Особенностью предложенного фазомстра этого типа, обеспечивающей упрогцение его схемы, является применение в качестве вышеуказанной системы вентилей двух пар соединенных встречно-параллельно газотронов, включенных в цепи напряжения и тока установки непосредственно (т. е. без помощи измерительных трансформаторов), и подключение электроизмерительного прибора к конечным точкам цепочки, образованной этими газотронами.1-1 а фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного фазометра, предназначенного для измерения угла, сдвига фаз р между кривой напряжения У на нагрузке Л и кривой токаэтой нагрузки; на фиг, 2 БРЕТЕНТЕЛЬСТВУ тво электротехнической В цепь тока нагрузки Л (фиг. 1) включены ионные вентили (газотроны) В и Всоединенные встречно- параллельно. Параллельно цепи, образованной нагрузкой Л и вентилями В, и Вз, включена цепь, состоящая из сопротивления Р, и двух ионных вентилей (газотронов) Вз и В также соединенных встречно-параллельно. Обе пары газотронов (В Вз и Вз, Вл) имеют общую точку О.Результирующее падение напряжения на газотронах, т, е. напряжение между точками А и Б схемы, представляет собой разность напряжений К, и Ьио, гдеУло - напряжение на газотронах В, и В, совпадающее по фазе с напряжением на нагрузке, а Био - напряжение на газотронах В, и В совпадающее по фазе с током нагрузки. Напряжение между точками А и Б измеряется магнитоэлектрическим прибором с электронным или полупроводниковым (германиевым) вентилем Вз и дополнительным сопротивлением Я, в цепи рамки прибора. Во избежание попадания в магнптоэлектрический прибор переменной составляющей выпрямленного тока рамка при10009бора шунтцрована электрическимолокировочным конденсатором С,;.Напряжение на колебательных контурах высокочастотных электротермических установок составляет обычно несколько киловольт, а напряжение зажигания газотронов не превышает обычно нескольких десятков вольт. Поэтому дуга в газотронах Вз и В. будет возникать при всех режимах работы лампового генератора,Даже при отсутствии внешней нагрузки на генератор эквивалентное сопротивление колеоательного контура не равно бесконечности вследствие неминуемых потерь в последнем. Поэтому колебательный контур всегда потребляет некоторый ток, и дуга в газотронах В, и Вг, включенных в цепь тока питания контура, возникает не только при нагрузке генератора, но и при его холостом ходе.Таким образом, дуга в обеих парах газотронов фазометра будет возникать при практически любом режиме работы высокочастотной электро- термической установки, и форма напряжений на обеих парах газотронов будет близкой к прямоугольной. Только в интервалы времени, когда отсутствует дуга в обоих газотронах одной из пар, форма напряжения на зажимах этой пары будет синусоидальной, Однако, так как напряжение зажигания газотрона очень мало по сравнению с напряжением на колебательном контуре, длительность таких промежутков времени практически тоже очень мала.Кривые напряжения У и тока , угол сдвига фаз между которыми измеряется, а также кривые напряжений на отдельных элементах схемы фазометра приведены на фиг. 2. На оси 1 фиг. 2 изображены кривые напряжения 0 и тока , на осях 2 и 3 - кривые напряжения Уло и С;о на обеих парах газотронов, а на оси 4 - кривая напряжения Сдь между точками А и Б схемы, Ь обозначает падение напряжения в дуге ионного вентиля. На величину К, не зависящую от величины протекающего через вентиль тока, влияют главным образом напряжение накала и температура окружающей среды, причем при практически постоянном напряжении накала (его желательно стабилизировать) и при мало изменяющейся температуре окружающей среды (10 - : 30) этим влиянием можно пренебречь. Величина Г не зависит также от частоты выпрямляемого тока, изменяю- шейся в широких пределах (для газотронов от 0 до 250 ка 1 и даже несколько выше).Построение на фиг. 2 выполнено для идеального случая, когда напряжения на газотронах имеют чисто прямоугольную форму. Масштаб напряжений на газотронах выбран значительно более крупным по сравнению с масштабом напряжения на нагрузке. Направления напряжений и токов, принятые при построении за положительные, показаны стрелками на фиг. 1.Из построений видно, что напряжение С являющееся разностью напряжений Сао и 1/ьо, практически зависит только от угла р. Поэтому, измеряя среднее значение полуволны напряжения Ь,лБ, можно тем самым определить угол р.Зависимость между средним значением полуволны напряжения УАБ и углом у находится из выражения: 1 1-и,ад= - 21,ав=Г,11 ОПри Ргг, где г - внутреннее сопротивление вентиля В; ток измерительного прибора оказывается равнымлргТаким образом, шкала прибора получается прямолинейной.Из-за наличия синусоидальных участков в действительных кривых напряжения Ьло и Е/ь,о возникает некоторая погрешность измерения. Однако ввиду того, что длительность интервалов времени, в течение которых отсутствует дуга в обоих газотронах одной пары, невелика, погрешность измерения получается сравнительно незначительной.Предложенный фазометр может найти практическое применение при лабораторных исследованиях и эксплуатации высокочастотных электро.й 10070 С 1 Фиг, 1 термических установок. В некоторых случаях он может быть также использован на промышленных частотах. Предмет изобретения 1. Фазометр, в частности для высокочастотных электротермических установок, содержащий систему электрических вентилей, ьключенных в цепи напряжения и тока и подводящих к электроизмерительному прибору импульсы напряжения, угол фазного сдвига между которыми равен измеряемому углу между напряжением и током в контролируемой установке, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, вышеуказанная система вентилей составлена из двух пар соединенных встречно-параллельно газотронов, включенных в цепи напряжения и тока установки непосредственно (т. е. без помощи измерительных трансформаторов), и электроизмерительный прибор подключен к конечным точкам цепочки, образованной двумя парами газотронов,2. В фазометре по п. 1 применение электроизмерительного прибора магнитоэлектрического типа с электрическим вентилем и дополнительным сопротивлением в цепи рамки, шунтированной электрическим конденсатором