Устройство для зимерения основной частоты в цепях переменного тока

Устройство для зимерения основной частоты в цепях переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

им енъьщ.

1 бкбпиот<и, ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1 1) 566 1 94

К АВТОРСКОМУ СЬИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлеио26,01.76 (21) 2316205/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07,770юллетень № 27 (45) Дата опубликования описания l23.08. 77 (51) N. Кл.и (01 R 23/00

1асударствеииый комитат

Совете Миииотраа СССР па делам изобрвтаиий

H открытий (53) УДК 621.317.

761 (088,8) ll E. Масаваааов к Ю. В. Рожавковсква (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Мост овский ордена Ленина анергетический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЫ

В ЦЕПЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроиэмерн тельной технике и может быть использовано для создания приборов и устройств,. измеряющих основную частоту цепей перемен}ного тока.

<Известны устройства для измерения основной частоты в цепях переменного тока (напрям<ения), содержащие послеповательно соединенные датчик тока, двухканальный .усилитель — преобразователь, блок деления и блок извлечения квадратного корня (1)

Однако известное устройство не может быть использовано для измерения основной частоты в цепях несинусоидального тока. ,Пля повышения точности измерения в предлагаемое устройство для измерения основной частоты в цепях переменного тока, содержащее последовательно соединенные датчик тока и двухканальный усилительпреобразователь, а также последовательно соединенные блок деления и блок извлечения квадратного корня, дополнительно введены два фильтра нижних частот, выходы которых подключены к входам блока деления, а усилитель-преобразователь состоит иэ двух квадраторов, связанных входами через интегратор, причем выходы квадраторов подключены к входам фильтров нижних частот.

На чертеже дана блок-схема предлагае мого устройства.

Устройство содержит датчик 1 тока, вы ходы которого подключены к двум входам

1р двухканального усилителя-преобразователя 2, а выходы последнего — ко входам фильтров 3 и 4 нижних частот. В свою очередь выходы фильтров 3 и 4 подсоединены ко входам блока 5 пеления, а выхоп последтб него соединен со входом блока 6 извлечения квадратного корня, Выход блока 6 является выходом всего устройства. Усилитель-преобразователь 2 содержит два канала, один из которых выполнен в виде квадщ ратора 7, включенного между выходом дат чика 1 тока и входом фильтра 3, а другойв виде послеповательно соединенных интегратора 8 и квадратора 9, которые включены между выходом патчика 1 тока и входом р5 фильтра 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход устройства гока щ &IN((dk

Э „& и(ими 9„), Где > ii> »" > (<< 1 7 н) ампли» туды (начальные фазы) 1-ой, 2-ой, ......., g гармоиик:- 10

iv угловая частота первой гармоники;1 -. напряжение на выходе квадратора 7 равно

СО52(Cdirt-9,)+ 37 СО52 (2Ыk $ ) 4-...+

+7 „cos2 (ы ы1 i V„) J+ q,J, ° где К - коэффициент1пропорциональности

G - сумма гармонических составляющих, амплитуды каждой из которой опре-. деляются произведениями амплитуд двух разных гармоник, 4t частоты - суммой или разностью частот этих гармоник.

При этом напряжение на выходе фильтра 3 нижних частот, поступающее на первый вход блока 5 деления, имеет вид

Блок. 5 осуществляег деление напряжений Ю на 04, Поэтому напряжение на выходе (шока 5 деления таково

+.1 2 оь "S "Э < 1и77 " ии 7 7)

U =К вЂ” =

1 4 4 g7 rrr7 . Э и и где К вЂ” постоянный коэффициент.

Нарряжение на выходе блока 6 извлечения квадратного корня, являющееся выходным напряжением устройства, равно (8) где К - некоторый постоянный коэффициент.

Выходное напряжение пропорционально измеряемой частоте первой гармоники тока. При несинусоидальном токе наибольшую амплитуду обычно имеет первая гармоника, Пусть, например, амплитуда второй гармоники составляет 20% от амплитуды первой гармоники, а амплитуды других высших гармоник малы. Тогда из формулы

8 следует 81 И

+... - — СО5(ИЫ1 Ч7„), 45 где C — сумма гармонических составляющих, аналогичная С >

К, К>- постоянные величины а на выхо1 55 де фильтра 4 нижних частот напряжение имеет вид

7 Я где К4 - постоянная величина.

Устройство для измерения основной час60 тоти в цепях переменного тока, содержащее где К вЂ” постоянная величина.

Выходное напряжение интегратора 8, на вход которого подается ток (cM. формулу 1), равно 35

8 Щ

11 =- — p co5(4" Р,)+ со5(2са1t 7jt. аа и"с

rae К вЂ” постоянная величина.

В этом случае напряжение на выходе. квадратора 9 г

О 7 t 1 фГI 7

11 = и = —, — "g + ..+

9 9 8 ь) 9 (22 * и2

7 т7 3 w,Со52{Ы1 Ц,) CO53 (2(did Ч7 )+-..+

+,"сав2(ы6 ЮД Й Д, и

Uы,1 015 К63.

Аналогичные расчеты показывают, что если амплитуда второй гармоники составляет 30% и 40 Уо, то соответственно

Из последних выражений следует, что при изменении амплитуды высших гармоник в значительных пределах погрешность измерения основной частоты находится в границах 5-6%.

Знаменатель выражения (8) можно с ма7 лой погрешностью принять равным 3„„, °

В этом случае из формулы 8 следует

К

ВЫX

К = К„= где " "1 " ис щ7 ми коэффициент искажения.1

Из формулы 9 видно, что если для разных частот коэффициенты искажения о т л и ч а ю т с я между собой, например, не более чем на 5%, то погрешность измерения основной частоты также лежит в пределах 5%, Формула изобретения

566194

"Х

Составитель О. Богомолов

Редактор Т. Шагова Техред И. Асталош Корректор

Заказ 2426/31 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„л. 4/5

Т

<филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 последовательно соединеннь е датчик тока и двухканальный усилитель-преобразователь, а также последовательно соединенные блок деления и блок извлечения квадратного корня, отличающееся тем,что, с целью повыщения точности измерения, в него дополнительно введены два фильтра нижних частот, выходы которых подключены к входам блока деления, а усилительпреобразователь состоит из двух квадрато ров, связанных входами через интегратор, причем выходы квадраторов подключены к входам фильтров нижних частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 344374 кл, С 01 5? 23/00, 24,08.70,