Индикатор синфазности, квадратуры и противофазности

Совоз Соеетсння Соцналнстнческнк Республнк(22) Заявлено 180276 21 2326181/18-2 Х с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения А. И. Гуцало, В. Я. Супьян и С. И. Пятин Винницкий политехнический институт(71) Заявитель 54) ИНДИКАТОР СИНФАЗНОСТИ, КВАДРАТУРЫИ ПРОТИВОФАЗНОСТИ Изобретение предназначается для индикации синфаэности, квадратуры и противофазности двух равных по амплитуде напряжений и может найти применение в измерительной технике. 5Известно устройство для индикации синфазности ипротивофазности 1),в котором для уменьшения погрешностей, возникающих иэ-за неравенства амплитуд входных сигналов и неидентичнос-. 10 ти амплитудно-частотных характеристик коэффициентов передачи входных цепей применяется периодическая коммутация сравниваемых напряжений. Недостатком такого устройства является низкая точность индикации синфазности и противофаэности входных сигналов.Известны также индикаторы квадратуры, работающие по принципу суммирования и вычитания и индикаторы проти вофазности, выполненные на основе суммирукщих и множительных схем 2. Такие индикаторы применяются как отдельные устройства для индикации квадратуры или йротивофазности двух 25 равных по амплитуде напряжений, что также является их недостатком.Кроме того,известен также индикатор противофазности двух равных по ампли туде напряжений 3, содержащий сум- .30 матор, выполненный на двойном триоде с общей катодной нагрузкой, усилитель, включенный между выходом сумматора и входом последовательно соединенных выпрямителя и вольтметра.Недостатком известного устройства является низкая точность индикации противофазности и невозможность одним устройством измерить также синфаэность и квадратуру двух равных по амплитуде напряжений.Цель изобретение - повышение точности.Это достигается тем, что в индикатор синфазности, квадратуры и противофаэности, содержащий фазосдвигающее устройство на входе одного из каналов и вольтметр, введеий кнопка, вращакщийся трансформатор, электродвигатель и селективное устройство, причем одна из статорных обмоток вращакщегося трансформатора соединена с выходом параллельно соединенного фазосдвигакщего устройства с кнопкой, роторная обмотка подсоединена к последовательно соединенным селективному устройству и вольтметру.На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема индикатора синфазности, квадратуры и противофазнос 74282355 60 ти двух равных по амплитуде напряжений, на фиг. 2, а,б,в,г,д - спектральные составляющие сравниваемых напряжений, поясняющие принцип измерениясинфаэности, квадратуры и противофазности,5Индикатор состоит из Фазосдвигаю 4 его устройства 1 с параллельно подключенной ему кнопкой 2, вращающегося трансформатора 3 со статорными об"мотками 4, 5 и роторной обмоткой б,электродвигателя 7, селективного устройства 8 и вольтметра 9.Индикатор работает следующим образом.Напряжения П=П э 1 м щ 1 и =х=Пщ Чп (1 о 11 Ч) синфаэность, квадратуру5и противофазкость между которыми нЕоб.ходимо измерить подаются ыа статорные обмотки 4 и 5 вращакщегося трансфорйатора 3. Напряжение П подводится к статорной обмотке 5 вращанзцегося трансформатора 3 непосредственно,а напряжение П 2 к статорной обмотке4 через Фаэосдвигакщее устройствос п(дключенной параллельно ему кнопкой. 2 с нормально замкнутыми контактама.(1 ри О=0- - 0 токи в статорных обмотках 4 и 5 равны Для электрических машин со сдвинутыми впространстве обмотками статорасправедливо 35М.1 =МСОВС(. уМ =МЮпсС.При вращении роторной обмотки б2вращающегося трансформатора 3 электродвигателем 7 с угловой частотой)И., угол с.=ЖМ =МсоьЯ.1М 2= М 51 и.Я. С,где М - коэффициент взаимной индукции .Суммарная электродвижущая сила, 45наведенная токами в роторной обмоткеб, равнафЛ, ф.) фр 1161 г.Ж50ф МО 3 1 ы 515 Ш Соэ Ь 0,+Ю )- ВАСО% цАс 05%+соз (ш 1 ч)51 ОЯл,1, (1)где А = МЫп.При синфазности двух сравниваемыхнапряжений Ю = О, а при при и отивофазности 9 =к . Тогда при замкнутойкнопке 2 иэ уравнения ( )= Асо за Мсо Я.А - В 111 РЛ) =, з (2) Из выражения (2) следует, что при- О или Ю = Т на выходе роторной обмотки б вращакщегося трансформатора 3 получаются биения двух близких по частоте напряжений, спектр которых показан на Фиг. 2 и состоит иэ нижней и верхней спектральных составляющих. Выходное напряжение с выхода роторкой обмотки вращакщегося трансФорматора 3 поступает на селективное устройство 8 и измеряется вольтметром 9, Если при измерении обе спектральные составлякщие равны по амплитуде, то при этом будет наблюдаться или сикфазность или протифазность двух сравниваемых напряжений, что можно установить при введении в напряжение Б дополнительного фазовогоосдвига а% - 10-15 при помсщи фазосдвигакщего уочройства 1, разомкнув кнопку 2,Можно показать, что при Ч= О и 9 = Х и введении дополнительного фазового сдвигаауЕ -АсоьиЕсоь 9+соьаМ)инаф ф Асо 5 аА соь Я+ соа 1 т.соч М 11 ЯЬ. +ЕР Мпю, 51 п ьЧ э 1 н Я), (3)Так как созе 1 1, а В 1 ь ЬЧ -ьФ то выражение (3) приводится к виду Е: А(соънК соваЫн ЧМьЧ 51 пиАЫоЯ.1== А 2 сО 5 ОЙ, сои(ЯЛ. д )6 Я 51 ью 1;В 1 ь ЯЛ,т А - соьа- Я.)т + соэ(а+ Я.)+ -фГ 21 Г Г43ш 9 соь(и- Ю- соь ив)фИз последнего выражения следует, что при синфазности двух сравниваемых напряжений их спекТральные составлякщие равны, а при введении дополнительного фазового сдвига наблюдается увеличение амплитуды верхней спектральной составляющей ч + й ка величину (-Г 2 + Ь%)/2 и уменьшение амплитуды нижней спектральной составляющей 1 О - Я. на величину ( Е - 1)/2, что показано на фиг. 2,б.При противофазности двух сравниваемых напряжений их спектральные составлякщие также равны, а при введении дополнительного фазового сдвига наблюдается увелиЧение амплитуды нижней спектральной составляющей И - Я. на величину (Я ФьЧ )/2 и уменьшение амплитуды верхней спектральной составляюцей Щ + Я, на величину ( 1 Г 2 - ЬЧ )/ /2, что показано на фиг. 2,в.При 1 = + и замкнутой кнопке 2 из уравнения ,1) имеем Е А(соьщсоя-ьЬщ 1 лыМ)Бф АСОЬ(СО+Я.) )1 Р 1, М = -2742823 Формула изобретения 20 Е=Асоьш созе,.Б 1 пжг 1 пя.)аАСОВщ-ЯЛ Ии. Ч= --ю2т.е. при сдвиге фаэ между исследуемыми напряжениями на угол= ф вольтметр 9 измеряет амплитуду верхней 5спектральной составляющей Щр + Я., тСпоказано на фиг. 2,г, а при 9 =амплитуду нижней спектральной составляющей 9 -й, показанной на фиг. 2,д,что свидетельствует о квадратуре срав"10ниваемых напряжений,Таким образом, при помощи настоящего устройства возможно индицироватьсинфазность, квадратуру и противофазность .двух исследуемых напряжений,при этом точность индикации достаточно высокая,Индикатор синфазности, квадратуРы и противофазности, содержащий фазосдвигакщее устройство на входе одного из каналов и вольтметр, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено кнопкой, вращающимся трансформатором,электродвигателем и селективным устройством, причем одна из статорныхобмоток вращаацегося трансформаторасоединена с выходом параллельно соединенного фазосдвигакхцего устройствас кнопкой, роторная обмотка подсоединева к последовательно соединеннымселективному устройству и вольтметру,а ротор механически соединен с электродвигателем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Скрипник В.И. и др, О влияниинеравенства амплитуд на точность нулевых индикаторов щротивофазности(синфаэности). В сб. Контрольно-измерительная техника, Львов, 1966, вып.3, с. 222. Скрипник Ю.А., Скрипник В.И. Повышение точности фаэочувствительных измерительных устройств. Изд-во АН УССР, Киев. 1970, с. 5, 23.3. Скрипник Ю.А. Методы и устройства для точной индикации равенства и рротивофазности двух переменных напряжений. Известия КПИ, 1961, вып 1.Фие Составитедь М. Парашактор Н.Катаманина Техред Н,Бабурка орректор М. Демчи дписно Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,аз 3455/40 ЦНИИПИ Го по дела 113035, МоТираж дарственного коми изобретений и отк ва. Ж, Раушска 19та СССРытийнаб., д. 4/5