Устройство для определения коэффициента мощности

Устройство для определения коэффициента мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается тем, что в устройство введены нуль-орган 4, генератор 6 опорной частоты, ключ 7, счетчик 8, схема 9 сравнения кодов, регистр 10 сдвига и вычислительный блок 11. Принцип работы устройства основан на определении коэффициента мощности по трем равноотстоящим дискретно-квантованным значениям напряжения, первое из которых взято в момент перехода сигнала тока через нуль. Устройство также содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 5 управления, входные шины напряжения 2 и тока 3, шину 15 "Пуск". 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 G О! R 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

1 (21) 460!538/24-21 (22) 01.11.88 (46) 15.10.90. Бюл. В 38 (71) Куйбьппевский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) В.С. Мелентьев (53) 621.317.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 112889, кл. G О! R 21/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 951165, кл. G 01 R 21/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЦНОСТИ (57) Изобретение относится tc электро- измерительной технике. Цель изобрете-.

„„SU„„1599791 А 1

2 ния — повьппение быстродействия - достигается тем, что в устройство введены нуль-орган 4, генератор 6 опорной частоты, ключ 7, счетчик 8, схема 9 сравнения кодов, регистр 10 сдвига и вычислительный блок 11. Принцип работы устройства основан на определении коэффициента мощности по трем равноотстоящим дискретно-квантованным значениям напряжения, первое иэ которых взято в момент перехода сигнала тока через нуль. Устройство также содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 5 управления, входные .шины напряжения 2 и тока 3, шину 15

"Пуск". 5 ил.

1599791

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения коэффициента мощности в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — вариант схемы блока управления; на фиг.3 и 4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.5 — блок-схема алгоритма работы вйчислительного блока. 15

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, шину 2 первого входного сигнала, шину 3, второго входного сигнала, нуль-орган 4, щ блок 5 управления, генератор б.опорной частоты, ключ 7; счетчик 8, схему 9 сравнения кодов, регистр 10 сдвига и вычислительный блок 11, Вхоц

АЦП 1 соединен с шиной 2 первого вход-!5 ного сигнала, а запускающий вход соединен с первым выходом 12 блока 5 управления, шина 3 второго входного сигнала связана с входом нуль-органа 4, выход которого подсоединен к первому 10 входу блока 5 управления, второй выход 13 которого соединен с управляющим входом ключа 7, вход которого подключен к выходу генератора 6 опорной частоты, а выход соединен сс счет- 35 ным входом счетчика 8, выходы разрядов которого подсоединены к первым информационным входам схемы 9 сравнения кодов, вторые информационные входы которой соединены с выходами 40 разрядов регистра 10 сдвига, управляющий вход которого связан с выходом схемы 9 сравнения кодов и вторым входом блока 5 управления, третий выход 14 которого соединен с управ- 45 ляющим входом вычислительного блока 11, информационные входы которого подсоединены к выходам разрядов АЦП 1, шина 15 "Пуск" устройства соединена с третьим входом блока 5 управле- 50 ния, входом установки нуля счетчи- . ка 8, входом предварительной установки регистра 10 сдвига и входом начальной установки вычислительного блока 11, 55

I, Блок 5 управления содержит

RS-триггер 16, одновибраторы 17 и 18 и схему ИЛИ 19.

Устройство для определения коэффициента мощности работает следующим образом.

После подачи импульса на шину 15

"Пуск" (фиг.Зб) устройства счетчик 8 обнуляется, вычислительный блок 11 переходит к началу выполнения программы, в регистр 10 сдвига записывается код N<. На выходе триггера 16 устанавливается сигнал "0",который, проходя через выход 13 блока 5, размыкает ключ 7.

В момент t перехода сигнала тока

i I singt через куль (фиг.3a) из отрицательной полуволны в положительную (r..„ 0) срабатывает нуль-орган 4 (фиг.Зв). Сигнал с нуль-органа 4 поступает на вход одновибратора 17, на выходе которого формируется положительный импульс. Этот импульс, проходя через схему ИЛИ 19 и выход 12 (фиr.3e) блока 5 управления, запускает АЦП 1, на входе которого в это время величина напряжения U< =U sing.

На выходе одновибратора 18 (фиг.Зж) формируется сигнал запроса на ввод, который поступает через выход 14 бло" ка 5 управления на управляющий вход вычислительного блока 11.

Одновременно импульс с одновибратора .17 поступает на S-вход триггера 16, устанавливая на его выходе сигнал "1". Сигнал с выхода триггера 16 через выход 13 (фиг.Зг) блока 5 управления поступает на управляющий вход ключа 7. Ключ 7 замыкается, и импульсы с генератора 6 опорной частоты начинают поступать на счетный вход счетчика 8.

Код М,. с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению U, записывается в вычислительный блок 11.

B момент t, когда код на выходе счетчика 8 прйнимает значение N на выходе схемы 9 сравнения появляется положительный импульс (фиг.Зд), так как на вторые информационные входы схемы 9 сравнения кодов с выходов регистра 10 сдвига подан код N . Этот импульс поступает в блок 5 управления и, проходя через схему ИЛИ 19 и выход 1.2, запускает АЦП 1, на входе которого в это время величина напряжения равна U -U sin(q+Zgt), где

5tt -t На выходе одновибратора 18 формируется импульс запроса на ввод, который поступает через выход 14 бло159979 ка 5 управления на управляющий вход вычислительного блока 11.

Одновременно по отрицательному фронту импульса с выхода схемь1 9 срав"

Йения кодов .производится сдвиг влево регистра 10 сдвига. На выходах регистра 10 устанавливается код 2Ng, Код N с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению U записывается в вЫчислительный блок 11.

В момент и 9 когда код на выходе счетчика 8 прйнимает значение 2N 9 на выходе схемы 9 сравнения кодов появляется положительный импульс, так как на вторые информационные входы схемы 9 сравнения кодов с выходов регистра 10 сдвига подан код 2N, Этот импульс поступает в блок 5 управления и, проходя через схему 20

ИЛИ 19 и выход 12, запускает АЦП 1, на

2К(U -К, U(U -K(U) 2U„sin (cp+Qdt) Ub,sin(+2udt) sin Б sin вых

2к,0 K U -K,U, U> 2U sin(Ip+ggt) U sin ((p+Qdt)-у зЫ((р+2цде) sing

2sin (+Gldt)-sin (p+2ggt} sinV-sin (p

2s in (Ef+63d t)

Так как вхи (1I+Q)t) 2 (1-cos(2tp+211gt)) то

2sin(g

Sb1 X9

sin((f+29dt). sin!/=, (cos2altt-cos(2q+2S1ht)J;

1 г ния (1) обращается

2 sin ((f +Q4t) Так как

1-cos2Q< t 2sin 63Дt9 со8((-cos (3p+263ht)

2вдп(2$+Qdt) sinadt 9 то выражение преобразуется к виду

SbIX вэ .пцдй (зл.пЯд с+зз п(2(р+()ЬС)3

2sin((p+(ad t) зз ngdt

sin((** — (1-соз2()9

2 1 то выражение (1) принимает вид — (1-cos2Qttscos2l(-cos(2tIs2g)t)j

2 вых

Так как

sinQdt+sin(2Ip+Qdt) 2sin(q+(Ddt) cos1p, 1 6 входе которого в ro время вел (% на напряжения U =U sin(((+203>t}. На

0) выходе одновибратора 18 формируется импульс запроса на ввод, который поступает через вход 14 блока 5 управ" ления на управляющий вход вычислительного блока 11, Одновременно по отрицательному фронту импульса с выхода схемы 9 сравнения кодов производится сдвиг влево регистра 10 сдвига. На выходах регистра 10 устанавливается код 4N .

Код N> с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению U записывается

B вычислительный 6JIGK 1 1

В вычислительном блоке II выполня ются вычисления согласно выражению: г г

2Н -N(N> (1)

Sb(X

2N2 Ыг NI, Ns т.е. выходной код пропорционален ко" эффицненту мощности

Сомножитель в знамен тел. выраже" н нуль, если cos2Qdt=l чего не мо40 жет быть, так как 2Q)tk0.

Знаменатель выражения (1} может обратиться в нуль, если

U<=-U sin (у+ЯД )-0.

45 Для того, чтобы устранить воз" можность деления на нуль в вычислительном блоке 11 производится анализ кода Н,пропорционального напряжению U и если U 09 то интервал врег мени ht увеличивается в 2 раза, т.е.

В этом случае процесс измерения продолжается после момента t>, В момент t4 (фиг.4}, когда код на

55 выходах счетчика 8 принимает значение 4Nq9 на выходе схемы 9 сравнения кодов появляется положительный импульс, так как на вторые информационные входы схемы 9 сравнения кодов с 1

159979!

1 "имп.1+ " II n,г- в ц

5 выходов регистра 10 сдвига под«н код

4N . Этот импульс поступает в блок 5 управления и, проходя через схему

HJIH 19 и выход 12, запускает АЦП 1, на выходе которого в это время величина напряжения равна

U,-У„з1п(« +4У!1С) =!! sin(q+2u!! t ) .

На выходе одновибратора 18 формирует- !ð ся сигнал запроса на ввод, который поступает через выход 14 блока 5 управления на управляющий вход вычис лительного блока 11.

Код N< с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению U< записывается в вычислительный блок 11.

В вычислительном блоке 11 выполняются вычисления (фиг,5) согласно выражению: 20

20 -И И4 Я1 =сов ! вы«

2N, NВ НI N1

Выходной код N,„ пропорционален коэффициенту мощности.

Длительность импульса, формируемо"

ro одновибратором !7 выбирается из словия 11 А!«Р имп !1 в Гдс Ь t дцр время аналого-цифрового преобразова«п«я сигнала АЦП 1.

В качестве АЦП 1 может быть использован параллельный аналого-цифровой преобразователь с выходным регистром . памяти.

Длительность импульса 6!,1 р, формируемого одновибратором 18 выбирается достаточной для выполнения опроса состояния выхода 14 блока 5 управления вычислительным блоком 11, 40 но при выполнении условия:

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента мощности, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с шиной первого входного сигнала, а запускающий вход соединен с первым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены нуль-орган, генератор опорной частоты, ключ, счетчик, схема сравнения кодов, регистр сдвига и вычислительный блок, причем шина второго входного сигнала соединена с входом нуль-органа, выход которого соединен с первым входом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, г а выход - со счетным входом счетчика, выходы разрядов которого соединены с первыми информационными входами схемы сравнения кодов, вторые информационные входы которой соединены с выходами разрядов регистра сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом схемы сравнения кодов и вторым входом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом вычислительного блока, информационные входы которого соединены с выходами разрядов аналогоII И цифрового преобразователя, шина Пуск устройства соединена с третьим входом блока управления, входом установки пуля счетчика, входом предварительной установки регистра сдвига и входом начальной установки вычислительного блока.

599791

1599791

Составитель С. Хромов

Редактор Л. Пчолинская Техред N.Õîäàíè÷ Корректор О. липпе

Заказ 3140 Тираж 547 Подписное

ВИИИПИ Государстнсинот о к пс тета ио изобретениям и Открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11»скв;1 Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПроизвопственHo èздате Iьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101