Способ определения характеристических параметров симметричных четырехполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИРЕСПУБЛИК 4926 А 1)9) ( ) 3)5 С 01 В 27/28 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) 4763662/21 (57) Изобретение относится к электриче- (22) 27.11.89 . ским измерениям и мойет быть использова- (46) 30.12.92. Бюл, М 48нодля определения вторичных параметров (71) Всесоюзный научно-исследовательский таких электрических объектов, как транс- институт нефтепромысловой геофизики,форматоры, фильтры, линии электропере- (72)Л.Е.Виноградова, З.Е.Каганов иЕ.А.Яс- дач и электросвязи, различные кабели.требав Способ позволяет обеспечить определение (56) Атабеков Г.И. Теоретические основыхарактеристических параметров четырехпо. электротехйики, ч.1. Линейные электриче- .люсников при измерении модулей входных ские цепи, М.-Л., Госэнергоиздат, 1962, сопротивлений врежимах холостого хода, с,127-128. короткого замыкания и двух нагрузочныхАвторское свидетельство СССР режимов на известные активные сопротив-,М 1691777, кл, 6 01 й 27/28, 1988. ления только со стороны входных зажимов . (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХФ РАКТЕРИ- без использования каких-либо фазовых изСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СИММЕТРИЧ- мерений, По результатам измерений вычис- НЫХ ЧЕТЪРЕХПОЛЮСНИКОВ ляются параметры четырехполюсников поприведеннымформулам, 4 ил.-цг агс 1 ФИзобретение относится к об,асти элек- трических измерений и может бь ть использовано для опр.деления характеристических пзраметрсв симметричных четырехполк сников, эких, как трансформаторы, фил тры, лини передач и электросвязи, различные кабелИзвестен способ с 1 ределенья характеристических парамет.ов четыр:хполюсников, который заключается в 1 змерении модулей и аргументов комплекс ых сопротивлений четь.рехполдсников в р.жимах холостого хода и корсткого замыкания со стороны первичных и втори ных зажимов и последующем определении постоянной передачи и характеристических с)противлений по известным фор.улам,Недостатками это"о метод; являются необходимость примеения сп циальной аппаратуры для фазовь х измерений, а также погрешность аппарания фазовых углов, величственно зависитприкладываемого напряНаиболее близким кется способ определенсимметричных четырехптый за прототип, включвходчетырехполюсника гпряжения, измерении мпряжений в режимахкороткого замыкания иное сопротивление и распо формулам"вз Цьс1 а къ1 ххМ турного определеина которых сущеот частоты ООжения.заявляемому являия характеристик Оолюсников приняающий подачу на, 0армонического на-.одулей токов и нахолостого хода, нагрузки на актив- , дчет характеристик(с я ф" 1 ц 15 и 2(6)г, яд-Е (2, Тщ-Ор) (йЕ ) с)СДхкн с 26 (Е 1 е 401 н)"цс 5 йкб.где Ес, р с - модуль и аргумент характеристического сопротивления;А,В - постоянные ослабления и фазы четырехполюсника;О 1 хх, О 1 кз - модули напряжений на входе четь 1 рехполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания;1 хх, 1 кз - модули токов на входе четырехполюсника в режимах холостого хода и короткого замыкания;Оь - модуль напряжения на выходе четырехполюсника в режиме холостого хода;Оь,1 н - модулИ напряжения и тока на входе четырехполюсника, наруженного на сопротивление Вн,М,М,Т,К - расчетные коэффициенты.При использовании этого способа необходимо измерить модули токов и напряжений на входе четырехполюсника в трех режимах; холостого хода, короткого замыкания и нагрузки на активное сопротивление. Измерение данных модулей токов и напряжений необходимо для определения модулей входных сопротивлений, которые можно измерить и другими способами, кроме способа вольтметра-амперметра; Однако в данном способе необходимо также измерить модуль напряжения на выходе че- тырехполюсника в режиме холостого хода Бывают ситуации, когда нужно измерить параметры четырехполюсника, входные и выходные зажимы которого разнесены территориально, например геофизического кабеля в процессе каротажа, т.е. когда имеется доступ для измерйтельной аппаратуры только с одного конца, а на другом конце можно лишь создавать различные нагрузочные режимы, Невозможность определения характеристических параметров симметричных четырехполюсников при измерении/2 оВ известном схарактеристическихмо измерение мод(15) пособе (2) определенияпараметров необходиуля или действующего только модулей входных сопротивлений при различных нагрузочных режимах является существенным недостатком способа-прототипа. 5 Цель изобретения - определение характеристических параметров симметричных четырехполюсников при проведении измерений только со стороны входа последних.Цель достигается тем, что в способе 10 определения характеристических параметров симметричных четырехполюсников, основанном на . подаче на вход четырехполюсника гармонического напряжения, измерении модулей входных сопро тивлений в режимах холостого хода 2 а, короткого замыкания Ек и нагрузки на активное сопротивление и определении постоянных ослабления А и фазы В, модуля 2 с и аргумента о с характеристического со противления Ес, согласно изобретению, измеряют модули входных сопротивлений Ен 1 и 2,2 четырехполюсника в режимах нагрузки на активные сопротивления Вн 1 и Вн 2 соответственно и определяют параметры 25 четырехполюсника:(16) где Г = А+)В - пос2 с=2 с.е с-х1 тивление,Если сопроти чисто активным, т ние (16) после пр вести к виду,вление нагрузки 2 н будет,е. 2 н = йи, тогда выражееобразований можно при 1 - Тсов 1 В = сп 2 А1+Т 2 о = Оо/о 13 фс - М 1зи у з 1 2 А"=аз.2 В 2 = О/ значения напряжения на выходе четырехполюсника в режиме холостого хода. В предлагаемомспособе определение комплексных вторичных параметров четырехполюсников.производится посредством измерения модулей только входных сопротивлений, которые можно легко осуществить способом вольтметра-амперметра, и отсутствуют какие-либо измерения на выходе четырехполюсника.Математические выражения, используемые в предлагаемом способе, получаются из следующих соображений; входное сопротивление симметричного четырехполюсника, нагруженного на произвольную нагрузку 2 н, определяется как тоянная передачирактеристическое сопро 3 и рс - й.соз рс =М, (17) решением которого будет выражение (2), а расчетные коэффициенты Й и М вычисляются по (6), (7).В уравнении (17) не известны три параметра: А, В и. Модуль 2 с характеристического сопротивления 2 с определяется по (1) при использовании режимов К;3. и Х.Х, т.,е. 2 с = 2 к/2 о, а также параметр Т из(5):Т =1 Г 272 ооИз(3), (4) можно найти зависимость А от В Если произвести измерения в нагрузоч ом режиме при двух значениях активного агрузочного сопротивления йм и Ян 2, мож о записать систему уравнений: зи рс й 2. соз рс М 2, (2где аналогично (6), (7) где= 1,2, а коэффициенты аь Ь, с вычисля ются по (15).После преобразований систем уравнений (19), (20) получается выражение:(23)Подставив (21), (22) в (23) и с учетом (18),получается уравнение: 15 гпс 1 2 А+п,с 1 2 А+ р = О: решением которого будет один истинныйкорень из (8), а вспомогательные параметрые, и. р определяются из (12)-(14.20 Далее рассчитывается постоянная фазыВ из (9) и аргумент ос из (11). Выражение(11) является решением уравнений (19), (20),причем йеважно, каким иэ этих уравненийпользоваться,5 На фиг,1 - 4 показаны схемы реализацииопераций способа. Здесь показаны исследуемый четырехполюсник 1 с входными 2-2 ивыходными 3-3 зажимами; вольтметр 4, амперметр 5, Кроме того; на фиг.3-4 показан30 резистор 6 с известным активным сопротивлением,Изобретение реализуется в следующейвременной последовательности,Гармоническое напряжение йодается35 на входные зажимы 2-2 четырехполюсника1, включенного в режиме холостого хода, иизмеряются модули или, действующие значения напряжения 0 о вольтметром 4 и токао амперметром 5 со стороны входных зажи 40 мов 2 - 2(фиг.1).Определяется модуль входного сопротивления 2 о четырехполюсника 1 в режимехолостого хода: . Гармоническое напряжение подается на входные зажимы 2-2 четырехполюсника 1, включенного в режиме короткого замыка 50 ния, и измеряются модули или действующие значения напряжения О вольтметром 4 и токаамперметром 5 со стороны входных зажимов 2-2 (фиг.2),Определяется модуль входного сопро 55 тивления 2 четырехполюсника 1 в режимекороткого замыкания .1784926 Составитель А,ЯстребоТехред М.Моргентал оррект Редак каз 4363 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущскэя наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,