[发明专利]用示波器观察各种工频信号的方法

说明书

本发明属于一种测试、观察电信号的方法，特别是观察各种工频信号的方法。

在电气传动和供电等强电专业技术领域里，经常需要对各种工频信号进行观测。例如在由各种可控硅变流装置供电的电气传动系统的研制、调试、运行和维修工作中，经常需要对可控硅的触发脉冲、控制角及整流输出电压波形等进行观察并调准。现在最常用的观察方法是用通用型双踪示波器进行的，如图1所示。图中的参照信号是工频电网某相的电压信号。被观测信号是某相可控硅的触发脉冲。x是两信号在X轴上相差的距离。设X轴上每毫米对应r度，则得被观测信号的相角：

a＝rx

其中r是“标度系数”。

常规方法的缺点是：

（1）分辨能力低。在该方法中，参照信号的一个周期是360，一般屏幕X轴长度为100mm，因此标度系数

r≥360/100＝3.6

即分辨能力劣于3.6°

（2）测量误差大。由于示波管聚焦能力有限，测量的参照点不是一个理想的几何点，而是一个占据3°-5°的模糊区，这将造成读数的误差。

（3）辨认困难。被观测信号所在的相别不同，往往要求不同相别的参照信号。这样，在观测过程中需要时常更换参照信号，不但费时，而且很容易出错。

（4）不安全。有时参照信号需要取自工频电网，稍不留神，可能导致安全事故。

本发明的目的就在于提供一种新的参照信号一定相脉冲信号，来取代常规方法中的工频正弦参照信号。

本发明的目的是这样实现的：所提供的参照信号是一个脉冲序列，其函数表达式为：

X(t)=±Σn = o ∞Σi = 1K X i P ]]>[t- (n)/(f) - (i-1)/(kf) ] (1)

式中：t-时间;

x（t）-在t- (n)/(f) - (i-1)/(kf) ＝0时，幅度为x_i的脉冲序列;

n＝0，1，2，3，……

k＝6，12，24，36，72时，其含义是脉冲间距依次是60°，30°，15°，10°，5°的电角度;

f-工频电网频率;

x_i-在一个工频周期内出现是第i个脉冲幅度，其中至少有三个互不相等，也与其余的k-3个不相等，这三个脉冲对应的序号i相互差k/3;

p-时间的函数，定义如下：

p函数：

以上e是一个决定脉冲宽度的常数，它满足：

e＜1/kf

从（1）式可看出，它所定义的脉冲序列具有以下四个特征：（一）、与电网电压同步;（二）、脉冲的重复频率为工频的k倍，即脉冲的间距相当于工频电角度360°/k;（三）、携带有充分的相别信息;（四）、有陡峭的边沿，用来作为参照点，清晰明确。

图2即是（1）式所表达的定相脉冲。在这里k＝12，故其脉冲间距为30°工频电角度，由图可见，依次递减的脉冲幅度为A、B、C，三相的脉冲加上了明确的相别标志，其余脉冲的相别可依次推出。各脉冲前沿的起点对应于电网中所标志相别的电压零点，用作观测的参照点。

用本发明观测信号，与常规方发相比有以下优点：

1、分辨能力高。如前所述，分辨能力等于r。定相信号频率越高，r越小，即分辩能力越高。当采用30°定相脉冲时，其重复频率为工频的12倍，所以

r＝360/100×1/12＝0.3

即分辨能力达0.3，比常规方法提高了一个数量级。又因参照点明确，可利用X轴扩展功能进一步提高分辨能力。

2、测量精度高。参照点明确，分辨能力高是测量精度的重要保证。