Устройство для определения иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей переменного тока

 

Союз Советских

Социали стим вских е1еспубник

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

452810 л, б (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.05.73 (21) 19 16012/18-24 (51) N Kz G 05в 23/02 с присоединением заявки

Государственный комнтет

Совета Мнннстрев СССР оо делам необретеннй н открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05 12.74> Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 21я5 75 (58) УДК 621.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Ф. Кузнепов и Г.И. Волович

Челябинский политехнический институт имени Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИММИТАНСНЫХ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИСТОЧНИКОВ

ПИТАНИЯ И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к технике экспериментального определения частотных характеристик элементов систем электропитания переменного тока (источников питания и потребителей), используемых в системах автоматического управления различного назначения, в электроприводах, радиоэлектронных устройствах и т. д. Оно может быть использовано при разработке и наладке систем электропитания переменного тока, содержащих сложные регулируемые источники питания (ИП) и потребители, а также для производственного контроля динамических свойств ИП и потребителей.

Динамические свойства элементов электропитания могут быть охарактеризованы импеданцем ИП Zтт (P) и адмиттансами потребителей тт (P) (иммитансами) или соответствующими иммитансными частотными хараитариатииамиаиеци) и YZ(je)

Для характеристики динамическйх свойств ИП и потребителей переменного тока более удобно использование иммитансов для огибающих токов и напряжений: для ИП

Zg (p+ тма) = Ер,(рМр) МИН(ы атер) ) для потребителеи, <.0" .) = ., ")+ ъ(р,.). где CC)g — частота несущей, или частотных характеристик тиЬ(ы рир))=1ирИяАр) ьхъкЬ4

" п0® ï)3 =vÄ(i,вр) >) „„(>.î. и),). где Я вЂ” частота огибающей.

Известно устройство для определения

)5 иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей пере-менного тока, содержащее блок управляемой нагрузки, подключенный через датчики тока, например шунты параллельно

gp ИП и потребителю, генератор низких частот, соединенный с блоком управляемой нагрузки, сдвоенный переключатель, неподвижные контакты первой платы которого подключены к выходам датчиков тока, 25 неподвижные контакты второй платы — к

45281О

3 общим зажимам датчиков тока, а подвиж-. ный контакт второй платы подключен к общей шине устройства, блоки перемножения, подключенные через коммутатор фаз к генератору опорного напряжения, фильт- 5 рующие блоки и компенсационный измерительный блок, подключенный к выходуфильтрующих блоков.

Недостатками этого устройства являются значительные трудоемкость и погреш- 10 ность измерения, связанные с дополнительными графическими построениями и расчетами, необходимыми для получения частотных характеристик

zn jj(>o))u Y. () (Я а,)3, которые обычно используются для исследования динамики систем электропитания.

Цель изобретения — повышение точности и уменьшение трудоемкости измерения. 20

Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит два фазосдвигаюших и два суммирующих блока. Первые входы первого и второго блоков перемноже ния соединены с общим зажимом источника 25 питания и нагрузки, первые входы третье- . го и четвертого блоков перемножения — с подвижным контактом первой платы сдвоенного переключателя, вторые входы второго и третьего блоков перемножения — к 50 подвижному контакту первой платы коммутатора фаз, вторые входы первого и четвертого блоков перемножения — к подвижному контакту второй платы коммутатора фаз. Выход первого блока перемножения З5 через первый фазосдвигаюший блок и выход второго блока перемножения подключены ко входам первого суммируюшегоблока. Выход четвертого блока перемножения через второй фазосдвигающий блок и выход третьего блока перемножения подключены ко входам второго суммирующего блока, а выходы суммирующих блоков через фильтрующие блоки подключены ко входным зажимам компенсационного изме- 45 рительного блока.

Это позволяет определять требуемые частотные характеристики непосредственно.

Функциональная схема устройства приведена на чертеже, где обозначено: 1— 50 исследуемый ИП; 2 — исследуемый потребитель; 3 — блок управляемой нагрузки;

4 — генератор низких частот; 5 — датчики тока; 6 — сдвоенный переключатель; 7— блоки перемножения; 8 - фазосдвигаюшие

55 блоки; 9 — коммутатор фаз; 10 — генера.тор опорного напряжения; 11 — суммирующие блоки; 12 - фильтруюшие блоки 13компенсационный измерительный блок.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора 4 подается на блок управляемой нагрузки 3, изменение проводимости которой для огибающей цон требляемого тока по гармоническому закону обеспечивает модуляцию гармоническим сигналом с частотой ГНЧ токов и напряжений в системе электропитания. Измеряемые величины — выходное напряжение и ток, определяемый одним из датчиков тока 5, через сдвоенный переключатель 6 подаются на блоки перемножения 7. На другие входы блоков перемножения через коммутатор фаз 9 подаются сигналы генератора опорного напряжения 10, имеющие частоту напряжения исследуемой системы электропитания.

Произведения опорных измеряемых сигналов с первого и четвертого блоков перемножения 7 подаются на фазосдвигаюшие блоки 8, где происходит смещение по фазе огибающей на -90о, а затем попарно складываются в суммирующих блоках 11 с произведением опорных и измеряемых сигналов со второго и третьего блоков перемножения. Сигналы с суммирующих блоков 11 подаются на фильтруюшие блоки 12, где подавляются постоянная составляющая и вторая гармоника частоты напряжения исследуемой системы, а затем на компенсационный измерительный блок.

В зависимости от положения сдвоенного переключателя 6 измеряются либо импеданц ИП 1 (левое положение), либо адмиттанс потребителя (правое положение).

В зависимости от положения коммутатора фаз 9 измеряются частотные характеристики либо для положительных частот огибающей (первое положение), либо для отрицательных частот огибающей (второе положение) .

В качестве блока управляемой нагрузки может быть использован, например, эмиттерный повторитель с мощным выходным каскадом, подключенным через выпрямитель к шинам ИП. В качестве блоков перемножения могут быть использованы множительные устройства известного типа с повышенной точностью, например, построенные на датчиках Холла или тиритовых сопротивлениях. В качестве генератора опорного напряжения может быть применен задающий генератор частоты сети, если он имеется в исследуемой систеб ме электропитания, или генератор с автоматической подстройкой частоты собственных колебаний в соответствии с частотой сети и автоматическим подавлением фазовой модуляции напряжения сети, обусловленной гармоническим возмущением от блокауправляемой нагрузки.

Предмет изобретения 10

Устройство для определения иммитансных частотных характеристик источников питания и потребителей переменного тока, содержащее блок управляемой нагрузки, подключенный через датчики тока, например шунты, параллельно источнику питания и потребителю, генератор низких частот, соединенный с блоком управляемой нагрузки, сдвоенный переключатель, неподвижные контакты первой платы которого подключены к выходам датчиков тока, неподвижные контакты второй платы - к общим зажимам датчиков тока, а подвижный контакт второй платы нодключен к обшей шине устройства, блоки перемно кения, подключенные через коммутатор фаэ к генератору опорного напряжения, фильтруюшие блоки и компенсационный измерительный блок, подключенный к выходам фильтруюших блоков, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения трудоемкости измерения, оно содержит два фазосдвигающих и два суммирующих блока; причем первые входы первого и второго блоков перемножения соединены с общим зажимом источника питания и нагрузки, первые входы третьего и четвертого блоков перемножения — с подвижным контактом первой платы сдвоенного переключателя, вторые входы второго и третьего блока перемножения — с подвижным контактом первой платы коммутатора фаз; выход первого блока перемножения через первый фазосдвигаюший блок и выход второго блока перемножения подключены ко входам первого суммирующего блока; выход четвертого блока перемножения через второй фазосдвигаюший блок и выход третьего блока перемножения подключены.ко входам второго суммирующего блока, а выходы суммирующих блоков соединены со входами соответствующих фильтрующих блоков.

Составитель Г.Ьот<оеи :

Рслактор,,утехиеа Техреду.Карында"<ове Корректоры: А.йзеСова

14вл. Ph /Й Тираж 70 С

Подписное лакал

111 II II Il Ill I осуларстнeииоl комнт«оа Солиста Министров СССР и, л ла». изобр T< ííé и открытий

Москва, 11: 035, Раушская иаб., 4

11р<лириятис «IIAT(. ïò», М сана, - )1I, Б< рса<конск lA наб., 24

ФКМП Зак.13911 Гир.760