SU100698A1 - Устройство дл получени напр жени , пропорционального мощности переменного тока - Google Patents

Description

Предлагаемое ycTpoikTiio дл  получени  напр жени , пропорционального мощности переменного тока , относитс  к известному типу устройств того же назначени , выполненных по мостовой схеме, к которой напр жение, пропорциональное измер емому напр жению, подводитс  через трансформатор напр жени , включенный в плечи моста последовательно с нелинейными сопротивлени ми , а напр жение, пропорциональное измер емому току, подаетс  через трансформатор тока, включенный в диагональ моста, с выхода которого снимаетс  напр жение , пропорциональное измер емой мощности.

Применение в подобных устройствах в качестве нелинейных сопротивлений с квадратичной характеристикой купроксных выпр мителей, электронных ламн, болометров, термоэлементов не обеспечивает по.тучени  достаточной стабильности устройства и требует нримелени  стабилизированных источников питани .

С целью обеспечени  высокой стабильности и нсключенн  необходимости в применении стабилизированных источников питани  предлагаетс  в качестве нелинейных элементов использовать дроссели со стальным сердечннком.

Па чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства, выполненного в моста.

Трансформатор напр жени  ВТН нмеет вторичную обмотку с выведенной средней точкой, включенную в плечи моста. В провод, идун1ий от средней точки вторичной обмотки трансформатора ВТН и представл юнл ,ий собой диагональ моста, включена вторична  обмотка трансформатора тока ВГ7 Эта обмотка шунтирована сопротивлением R вследствие чего трансформатор тока ВТТ работает в режиме короткого замыкани .

Вторичное напр женне U,, трансформатора ВТН, пропорциональное измер емому напр жеиню (U . К f,-U), и вторичное напр жение и ,„ трансфорлштора ВТТ, пропорциональное измер емому току {и, -U), в одной половине моста (наприме), .чевой) образуют векторную сумму, а в другой половине схемы - векторную разность.

Сдвиг по фазе между напр жени ми /„ и /„равен сдвигу между напр жением О и током /. Дл  подгоикн фазового сдвига предусмотрено сопротивление R ,fj. Кажда  половина моста содержит не,чинейный дроссель ЯД, сопротивлени  R., и R.,, конденсатор C.j и первичную обмотку вспомогательного трансформатоpa ВТ, Вторичные обмотки этих трансформаторов через соответствующие половины диода Л замкнуты на одинаковые сонротивлени  R.

Вследствие наличи  нелинейного дроссел , зависимость выпр мленных напр жений Е и Е-2, снимаемых с сопротивлений R, от приложенных напр жений переменного тока  вл етс  нелинейной. Эта зависимость с достаточной степенью точности может быть выражена полиномом второго пор дка.

Собственна  характеристика насыщенного дроссел , т. е. его характеристика без сопротивлений, включенных последовательно с ним, выражаетс  полиномом с отрицательным коэффициентом при члене первой степени.

Следовательно:

Е, а,-а(и, + и,,)+ a,(U, E-, a,,(U, - + + a,(U -VjПри введении и увеличенин coaipoтивлени  R,, характеристика цепи приближаетс  к линейной, и, следовательно , коэффициент Й1 становитс  полол ительным.

Можно подобрать такое значение R ,„ при котором й 0 с тем, чтобы:

Е а,, -г «2 ( UJE , a,a,(U,-VjПри изменении R,, измен ютс  также коэффициенты «о и «2, но благодар  полной симметрии схемы они остаютс  равными дл  обеих ее лиловин . Поэтому разность выпр мленных напр жений равна:

,, a,+ U,, (U,-UJ.

Выражение в квадратных скобках равно, как известно, 40 „ U ,„ cos - f, где 9 сдвиг по фазе между напр жением и и током /.

Следовательно,

Е - 4 0.2 и. и,п cos ф -

- 4а,/Г„ - К,п и Icos К Р

т. е. выпр мленное напр жение Е

пропорционально измер емой мощности Р.

Конденсаторы С.} и сопротивлени  служат дл  устранени  ногрещности от колебани  частоты питани .

Двойной диод Л включен через большие сопротивлени  R, в дес тки раз превышающие внутреннее сопротивление диода. Поэтому колебание напр жени  накала и смена ламп практически не оказывают вли ни  на показани . Цепь накала диода может питатьс  от любого вспомогательного источника тока.

Выходное напр жение Е образуетс  как разность падений напр жени  EI и Е2 на сопротивлени х R.

Предлагаемое устройство, нар ду с высокой стабильностью, обеспечивает также получение большой выходной мощности и быстродействие п исключает необходимость в применении стабилизированных источников питани .

При измерении мощности трехфазного тока выходные напр жени  двух однофазных устройств, включенных по схеме двух ваттметров, складываютс  между собой.

Предмет изобретени 

Устройство дл  получени  напр жени , пропорционального мощности поременного тока, выполненное по мостовой схеме, к которой напр жение , пропорциональное измер емому напр жению, подводитс  через трансформатор напр жени , включенный в нлечи моста последовательно с нелинейными сопротивлени ми , а напр жение, пропорциональное измер емому току, - через трансформатор тока, включенный в диагональ моста, с выхода которого снимаетс  напр жение, пропорциональное измер емой мощности, о тл и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью обеспечени  высокой стабильности и исключени  необходимости в применении стабилизированных источников питани , в качестве нелинейных сопротивлений использованы насыщенные дроссели со стальным сердечником .