Устройство для учета электрической энергии

Устройство для учета электрической энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 134302

Класс 21е, 21

СССР

I !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная ариппа М 95

О, К. Хомерики и 3. П. Деканосидзе

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Заявлено 16 марта !960 г. за Ха 659036/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» К 24 за 1960 г.

Настоящее изобретение относится к известному типу устройств для учета электрической энергии, основанных на применении ваттметрового элемента с датчиком Холла, подключенного к входу магнитного усилителя, у которого выход соединен с интегрирующим блоком, а цепи переменного напряжения подсоединены к источнику синусоидальпого напряжения.

Особенность предлагаемого устройства заключается в том. что в цем в качестве интегрирующего блока используется двухтактный преобразователь постоянного тока в импульсы, выполненный на полупроводниковых триодах и трансформаторе, к вторичной обмоткс которого подключен счетчик импульсов.

Применение дифференциального магнитного усилителя с фазочувствительным выпрямителем или блокирующих вентилей в цепи датчика э.д.с. Холла и двух отдельных счетчиков импульсов позволяет учитывать энергию разных направлений.

На фиг 1 представлена структурная схема устройства для учета энергии одного направления; на фиг. 2 — схема интегрирующего блока; на фиг. 3 и 4 — два варианта схемы устройства для учета энергии разных направлений.

Измерительным ваттметровым элементом 1 в предлагаемом устрой ствс (фиг. 1) служит датчик Холла, выполненный в виде пластинки из сурьмянистого индия или какого-либо другого материала, расположенной в постоянном магнитном поле. Напряжение э.д.с. Холла, снимаемое с измерительного элемента 1, усиливается магнитным усилителем 2, малочувствительным к колебаниям частоты и напряжения питающего источника и имеющим большой коэффициент усиления по мощности.

Питание магнитного усилителя 2 осуществляется от напряжения измеряемой цепи. Чтобы исключить необходимость использования по. сторонних источников, в схеме предусматривается генератор 3 синусоидального напряжения на полупроводниковых триодах, Стабильность № 134302 работы генератора 3 обеспечивается питанием его от стабилизатора постоянного напряжения 4, также собранного на полупроводниковых триодах.

Усиленное магнитным усилителем и выпрямленное полупроводниковым выпрямителем напряжение Холла подается на интегрирующий блок 5, преобразующий постоянный ток в импульсы прямоугольной формы, частота которых находится в линейной зависимости от величины постоянного напряжения на входе и пропорциональна измеряемой мощности, поглощаемой в цепи. Эта частота подсчитывается обычным нереверсивным счетчиком б импульсов, собранным на полупроводниковых триггерных ячейках. Число ячеек, так же как и рабочий диапазон частот интегрирующего блока, определяется в зависимости от необходимой точности учета потребленной энергии. Выходной импульс последней ячейки действует на катушку механического счетчика, в котором производится запись затраченной энергии по десятичной системе счисления.

Интегрирующий блок представляет собой двухтактный преобразователь постоянного тока в импульсы (фиг. 2). Он выполнен на неодинаковых полупроводниковых триодах Т, и Т, и трансформаторе Тр с сердечником из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. На сердечнике наложены четыре первичные обмотки Ю ь W, W3, W4 и вторичная обмотка Wq. При подаче на вход этого преобразователя постоянного напряжения Е в силу неодинаковости характеристик полупроводниковых триодов Т и Т2 ток коллектора одного из них (например Т1) оказывается больше тока другого коллектора триода. Вследствие этого напряжения в обмотках W> и W4 направлены так, что на базу триода Т1 подается минус, а на базу триода Т плюс. Это приводит к дальнейшему увеличению коллекторного тока триода Т1 и уменьшению тока триода

T . Происходит лавинообразный процесс, в результате которого триод

Т, полностью открывается, а триод Т закрывается. Сердечник трансформатора перемагничивается, и магнитный поток меняется от — ф до

+ф. По достижении насыщения э.оо.ñ., наводимые в обмотках W и W», резко падают, ток триода Т, уменьшается, и на указанных обмотках образуются э. д. с. обратного знака. Снова происходит лавинообразный процесс, в результате которого сердечник перемагничивается от +ф до — ф. Далее работа схемы протекает аналогично описанному. При описанном периодическом перемагничивании сердечника в обмотке Wq индуктируются импульсы прямоугольной формы, подаваемые на счетчик импульсов.

Для учета энергии разных направлений предлагаемое устройство может быть выполнено в двух вариантах.

В соответствии с первым вариантом (фиг. 3) магнитный усилитель

2 выполняется дифференциальным, т. е. фаза переменного тока на выходе усилителя изменяется на 180 при изменении полярности постоянного тока на его входе. На выходе магнитного усилителя 2 устанавливается фазочувствительный выпрямитель 7, к выходу которого через диоды 8 подключаются два интегрирующих блока 5. Один из этих блоков работает при направлении потока энергии от источника в цепь, и второй — при обратном направлении энергии.

Соответственно один из счетчиков импульсов б учитывает прямой, а второй — обратный поток энергии.

В варианте на фиг. 4 применены два магнитных усилителя 2 обычного типа, входы которых через диоды,8 присоединены к измерительному элементу 1. К каждому из магнитных усилителей 2 присоединен свой интегрирующий блок 5 и счетчик импульсов б.

На фиг. 3 и 4 не показаны генератор синусоидального напряжения и стабилизатор.

Предмет изобретения

1. Устройство для учета электрической энергии, содержащее ватметровый элемент с датчиком Холла, подключенный к входу магнитного усилителя, у которого выход соединен с интегрирующим блоком, а цепи переменного напряжения подсоединены к источнику синусоидального напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью упрощения устройства, в качестве интегрирующего блока применен двухтактный преобразователь постоянного тока в импульсы, выполненный на полуgpoBoglíèêîBûõ триодах и трансформаторе, к вторичной обмотке которого подключен счетчик импульсов.

2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что, с целью учета энергии разных направлений, применены два интегрирующих блока, подсоединенные через диоды к выходу фазочувствительного выпрямителя, вход которого соединен с выходом магнитного усилителя.

3. Устройство по п, 1, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью учега энергии разных направлений, применены два магнитных усилителя, входы которых через диоды соединены с датчиком Холла ваттметрового элемента, а к выходам подключены интегрирующие блоки.

Тр

Фиг 2 № 134302

ФУЯ .3

Фиг 4

Формат бум. 70+108 /è

Тираж 1100

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д..2/6

Подп. к печ, 8Х-61 г

Зак. 1295

Объем 0,34 усл. и. л.

Цена 5 кап.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Редактор В М. Париес Техред А А. Камышникова Корректор С. Ю. Цверина