Устройство для измерения активной мощности

Устройство для измерения активной мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2Ю279 (21) 2728413/18-21 (51)pA

3 с присоединением заявки № (23) Приоритет

G R 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231280 Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 231280 (53) УД (621. 317, . 7 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б.В.Султанов, В.А.Човган, Э.К.Шахов, P . 3 . Шепт ебаль и В.М . Шл яндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ

NOLTTTH OCT H

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известно устройство, основанное на предварительном преобразовании мгновенных значений тока и напряжения во временной интервал и последующем перемножении их с помощью множительного устройства, построенного на базе двоичного умножителя (1), Недостатками этого технического 10 решения являются низкая точность, обусловленная большими погрешностями такого множительного устройства и высокая сложность.

Известно также устройство для из- 15 мерения активной мощности, содержащее последовательно соединенные фазоинвертор, переключатели, последовательно включенные инвертирующий сумматор, интегратор, элемент сравнения, 2О элемент совпадения,реверсивный счетчик, селектор периода, формирователь опорных сигналов, вход селектора периода соединен со входом фаэоинвертора и входной шиной устройства, один25 из входов инвертирующего сумматора подключен к первому выходу формирователя опорных сигналов, один иэ входов элемента сравнения подключен ко второму выходу формирователя опорных gp сигналов и одному из входов элемента совпадения, выход элемента соединен с управляющим входом формирователя опорных сигналов (2) .

Поскольку в известном устройстве в данном случае отсутствует информация о том, что результат преобразования записан в дополнительном коде,показания прибора будут считаны неправильно. Таким образом, рассмотренный

АЦП работоспособен (обеспечивает однозначность отсчета) лишь тогда, когда результирующие векторы тока и напряжения находятся либо в первом, либо в четвертом квадранте, т.е. данный измеритель активной мощности является двухквадрантным.

Кроме тогб, дополнительным недостатком известного прибора является низкая точность преобразования, что обусловлено зависимостью преобразования от постоянной интегратора и уровня срабатывания элемента сравнения, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение точности преобразования.

Для достижения этой цели в устройство для измерения активной мощности, содержащее последовательно соединен789845

1ные фазоинвертор, переключатель, последовательно включенные инвертирующий сумматор, инвертор и элемент сравнения, элемент совпадения и реверсивный счетчик, селектор периода, формирователь опорных сигналов, вход селектора пе1риода соединен со входом фазоинвертора и входной шиной устройства, один из входов инвертирующего сумматора подключен к первому выходу формирователя опорных сигналов, один из входов элемента. сравнения подключен ко второму выходу формирователя опорных сигналов и одному из входов элемента совпадения, выход элемента сравнения соединен с управляющим входом формирователя опорных сигналов, введены два синхронно работающих переключателя, блок управления, генератор опорной частоты, ключ, счетчик и элемент фиксации нулевого состояния реверсивного счетчика, причем первые сигнальные входы синхронно работающих переключателей соединены с общей шиной устройства, второй сигнальный вход первого синхронно работающего переключателя соединен со входной ши- Я ной устройства, второй сигнальный вход второго синхронно работающего переключателя соединен с выходом переключателя, управляющие входы переключателей соединены с первым выходом блока управления, выходы синхронно работающих переключателей подключены ко входам инвертирующего сумматора, первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом селектора периода и с выходом блока фиксации нулевого состояния реверсивного счетчика, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с управляющим входом ключа и с одним из входов реверсивного счетчика, выходом соединенного со входом блока фиксации состояния, реверсивного счетчика, генератор опорной частоты через ключ соединен со входом счетчика. Q$

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит селектор 1 периода, фазоинвертор 2, переключатели

3 — 5, инвертирующий сумматор 6, ин- 5О тегратор 7, элемент 8 сравнения, формирователь 9 опорных сигналов, элемент 10 совпадения, блок управления

11, генератор 12 опорной частоты, клк ч 13, счетчик 14, блок 15 фиксациф нулевого состояния и реверсивный счетчик 16.

Устройство работает следующим образом.

Работа осуществляется в три такта, В первом такте, длительность которо- 40 го Т, посредством селектора периода и блока 11 управления задается кратной целому числу периодов сигнала, переключатели 3 — 5 находятся в положении а, ключ 13 закрыт. По окончании Я первого такта в зависимости от значения эквивалентного угла сдвига фазы у между векторами тока и напряжения нагрузки в реверсивном счетчике фиксируется число импульсов либо г г

0 -0, + 02, U1„.-0„„.

1 N1KH 2 +О U

1=1 О1 О при cos fp у О 2 либо о 21 г1 и U -0 -20 -U -U. при cos Чр401, 1=1 40,„0„

Bd втором такте такой же длительности по команде с блока управления переключатель 3 переводится в . положение б, переключатели 4, 5 и ключ 13 остаются в прежнем положении, реверсивный счетчик 16 переключается в режим вычитания. В результате за время второго такта в зависимости от знака cos 4g в реверсивный счетчик 16 поступает число импульсов либо г

И 0 о о021 -2 021 011 — 011 ъ "и 4 .0

1=1 Uo1 о при cos Уэ 0 либо

И2 Ки „0 0

1=1 О1 О

Сравнивая выражения для М1 и N> И1

1 t и N 2 мМоож нНо о оo2тмMеeтTиHтTь, что Н1 > N2 и

N1 с N2. Это означает, что в том слуI чае, когда cos Фэ ) О, в течение второго такта реверсивный счетчик 16 не переходит через свое нулевое состояние и по окончании 11 такта в нем фиксируется число

И 0 0

0«0»

1=1 О ui

В том же случае, когда cos 99 (О, в течение второго такта реверсивный счетчик переходит через 0 и по окончании второго такта в нем фиксируется число

1=1 О а1

При этом сигнал о том, что реверсивный счетчик 16 переходил через нулевое состояние, формируется посредством блока фиксации нулевого состояния и поступает на блок управления.В третьем такте по команде блока 11 управле,ния контакты переключателей 4 и 5 устанавливаются в положение б и открывается ключ 13.В зависимости от того,поступал или не поступал во втором такте сигнал о переходе реверсивного счетчика через О, последний по команде блока 11 управления устанавливается соответственно либо на сложение, либо на вычитание.

В этом случае напряжение на выходе сумматора б

0о i а напряжение на выходе интегратора изменяется по закону

ОИ = ИУО °

При достижении выходным сигналом интегратора 7 порогового уровня пос789845 ледний срабатывает и измен яет полярность напряжения Uq и Uð . В дальнейшем цикл работы повторяется, Выражения для чаототы выходных импульсов можно получить, положив в формуле (3) U, = =U - = 0 1 1 5

u„ uooê. ь 4Uо Оо1 4 U î1

Импульсы, следующие с . этой частотой, поступают в реверсивный счетчик .

В зависимости от знака cos Чg они либо 10 вычитаются из числа N, либо складываются с числом N . Концом третьего такта является момент обнуления реверсивного счетчика 16, фиксируемый посредством блока фиксации нулевого состояния. При этом в любом случае (при любом знаке cos fg) справедливо равенетве. и где T> — время третьего такта °

Из выраже ни я (9 ) имеем т

Т„= „„Р, или с учетом (8) т т

К и 4()о1 4 25

P pg ъ Ои „(),к, и

По окончании третьего такта ключ

13 закрывается, таким образом, в счетчике 14 оказывается зафиксированным число „ 4

С4 Зт о () о где f — частота импульсов генератора 12.

Как видно из описания работы устройства, оно обладает расширенными функциональными воэможностями — позволяет осуществлять преобразование активной мощности при любом взаимном расположении векторов тока и напряжения (при любом знаке cos Vg) т. е. 4О является четырехквадрантным.Кроме того, как видно из выражения (10), устройство принципиально обладает более высокой точностью, поскольку результат преобразования не зависит от постоян- 45 ной интегратора К и уровня срабатывания блока сравнения UcÄ .

Формула изобретения

Устройство для измерения активной мощности, содержащее последовательна соединенные фазоинвертор, переключатель, последовательно включенные инвертирующий сумматор, интегратор и элемент сравнения, элемент совпадения и. реверсивный счетчик, селектор периода, формирователь опорных сивналов, вход селектора периода соединен со входом фазоинвертора и входной шиной устройства, один из входов инвертирующего сумматора подключен к первому выходу формирователя опорных сигналов, один из входов элемента сравнения подключен к второму выходу формирователя и одному из входов элемента совпадения, выход элемента сравнения соединен с управляющим входом формирователя опорных сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воз— можностей и повышения точности, в него введены два синхронно работающих переключателя, блок управления, генератор опорной частоты, ключ, счетчик и элемент фиксации нулевого состояния реверсивного счетчика, причем первые сигнальные входы синхронно работающих переключателей соединены с общей шиной устройства, второй сигнальный вход первого синхронно работающе- го переключателя соединен со входной шиной устройства, второй сигнальный вход второго синхронно работающего переключателя соединен с выходом переключателя, управляющие входы всех переключателей соединены с первым выходом блока управления, выходы синхронно работающих переключателей подключены Ко входам йнвертирующего сумматора, первый и второй входы блока управления соединены соответственно с выходом селектора периода и выходом блока фиксации нулевого состояния реверсивного счетчика, второй и третий

Выходы блока управления соединены соответственно с управляющим входом ключа и с одним из входов реверсивного счетчика, выходом соединенного со входом блока фиксации нулевого состояния реверсивного счетчика, генератор опорной частоты через ключ соединен со входом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,авторское свидетельство СССР

9 641129, . G 01 R 21/06, 1978. .;2. Авторское свидетельство СССР

Р 420114, кл. G 01 R 21/06, 1978.

Ppsxnu

/ йФ

Составитель. В. Даганов

Редактор О.Малец Техред Н, Граб Корректор C.Шекмар

Заказ 9029/42 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ ГЬсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4