Цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СИММЕТРИЧНЫХ состАВлякдаих ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ, содержащий первый, второй и третий преобразователи напряжениекод , первые входы которых соединены со входами устройств 1, a выходы с первым входом накапливающего, сумматора , выход которого подключен ко входу блока вычисления тригонометрической функции через блок определения отношениякодов и непосредствейно ко входам квадратора и генератора , выход которого через реверсивный счетчик подключен к первьм входам первой, ВТОЕЮЙ и третьей Ябг;ических матриц, вторые входы которых соединены с , выходгили соответственно первого, второго и третьего счетчиков переполнений, a первый и второй выходы каждой из логических матриц соединены через соответствующий двухвходовой элемент ИЛИ со вторым входом соответствующего преобразователя напряжение-код, a также первый и второй трехвходовые элементы ИЛИ, входы которых подключены соответстЬенно к первсм и вторым выходам логических матрицj a выходы соответственно - ко второму и к третьемувходам накапливающего сумматора, от.личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя , .в него введены дополнительный элемент ИЛИ, кольцевой двигающий регистр и первый, второй и третий S элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 1(0 вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего двухвхос дового элемента ИЛИ, второй вход к третьему выходу соответствующей логической матрицы, a выкоды - к четвертому входу накапливающего сумматора , вход кольцевого сдвигающего регистра сое цинен через дополнительный элемент ИЛИ со вторые выходом реверсивного счетчика и с четвертым выходом первой логической кэ матрицы, a каждый из его выходов со входом соответствующего счетчика переполнений. СП СХ)

„.SU„„ 1012158 A

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

COW

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К AB ÃÎÐÑÍÎÌÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЯ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИ 1 (21) 3366680/18-24 :(22) 09.12.81 (46) 15.04.83. Бюл. В 14 (72) М.A.Êoïáàåâ (71) Павлодарский индустриальный .институт (53) 681.326.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 737882, кл. G 01 R 29/16, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке н 2999601/18-21, кл. G 01 R 25/08, 1980,(прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТРЕХФАЗНОЙ

СЕТИ, содержащий первый, второй и третий преобразователи напряжениекод, первые входы которых соединены со входами устройства, а выходыс первым входом накапливающего сумматора, выход которого подключен ко входу блока вычисления тригонометрической функции через блок определения отношения кодов и непосредственно ко входам квадратора и генератора, выход которого через реверсивный счетчик подключен к первьм входам первой, второй и третьей логических матриц, вторые входы которых соединены с,выходами соответственно первого, второго и третьего счетчиков переполнений, а первый и второй выходы каждой из логи ческих матриц соединены через соответствующий двухвходовой элемент ИЛИ со вторыми входом соответствующего преобразователя напряжение-код, а также первый и второй трехвходовые элементы ИЛИ, входы которых подключены соответственно к первым и вторыми выходам логических матриц; а выходы соответственно — ко вторбму и к третьему входам накапливающего сумматора, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерителя, в него введены дополнительный элемент ИЛИ, кольцевой двигакщий регистр и первый, второй и третий Е

Ф элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего двухвходового элемента ИЛИ, второй вход— к третьему выходу соответствующей логической матрицы, а выходы — к Я четвертому входу накапливающего сумматора, вход кольцевого сдвигаю щего регистра соединен через дополнительный элемент ИЛИ со вторьнмвыходом реверсивного счетчика и.с четвертии выходом первой логической матрицы, а каждый из его выходов - . Ьр) со входом соответствующего счетчика,«ря переполнений..

1012158

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Известно устройство для измерения симметричных составлякщих трехфазной сети, состоящее из коммутатора фаз, преобразователя напряжения 5 в код, выход которого подведен к двум каналам, образованньм последователь.— но соединенными множительным устройством и реверсивным счетчиком. Обработка информации в каналах про- 10 изводится при помощи устройства управления,содержащего фаэосравнивающее устройство, блок задания"кодов синуса, блок определения знака, собственно блок Управления и нуль-HF4ttH- 15 катор Pl).

Однако в ряде случаев достичь при помощи такого устройства высокого быстродействия в сочетании с высокой точностью измерений не удается, поскольку используется уеитарный цифровой код.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее последователь- 5 но включенные, фильтр нижних частот, преобразователь напряжения в код, накапливающий сумматор, блок определения отношения кодов и тригонометрический преобразователь. Управление работой устройства осуществляется отметчиком времени, состоящим из последовательно соединенных реверсивного счетчика и счетчика переполнений, подключенных к логической матрице отметчика времени, имеющей три выхода, причем два выхода логической матрицы связаны с управляющими входами накапливающего сумматора и через блок ИЛИ с управляющим входом преобразователя 40 напряжения в код, третий — только с накапливающим сумматором, а реверсивный счетчик соединен с выходом подстраиваемого генератора, вход котоРого подключен к выходу накап- 45 ливающего сумматора С23.

Недостатком этого устройства является ограниченная область применения. Так при установке трех пОДОбных УстрОйств с Общей синхро» 50 низацией для измерения ортогональных составляющих сигналов от трех фаз получение ортогональных компонентов симметричных составляющих прямой (обратной),последовательнос-. ти связано с необходимость выполнения дополнительных расчетов в масштабе реального времени, что сни. жает быстродействие.

Цель изобретения. — расширение функциональных воэможностей измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети, содержащий первый, второй 65 и третий преобразователи напряжение-код, первые входы которых соединены .со входами устройства, а выходы с первым входом накапливающего сумматора, .выход которого подключен ко входу блока вычисления тригонометрической функции через блок определения отношения кодов, и непосредственно ко входам квадратора и генератора, выход которого через реверсивный счетчик подключен к первым входам первой, второй и тре- тьей логических матриц, вторые входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего. счетчиков переполнений, а первый и второй выходы каждой из логических матриц соединены через соответствующий двухвходовой элемент ИЛИ со вторым входом соответствующего преобразователя напряжение-код, а также первый и второй трехвходовые элементы ИЛИ, входы которых подключены соответственно к первым и вторьм выходам логических матриц, а выходы — соответственно к второму и третьему входам накапливающего сумматора, введены дополнительный элемент ИЛИ, кольцевой сдвигающий регистр и первый, второй и третий элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, первый вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего двухвходового элемента ИЛИ, второй вход — к третьему выходу соответствующей логической матрицы, а выходы — к четвертому входу накапливающего сумматора, вход кольцевого сдвигающего регистра соединен через дополнительный элемент ИЛИ со вторым выходом реверсивного счетчика и с четвертым выходом первой логической матрицы, а каждый из его выходов — co входом соответствующего счетчика переполнений.

На чертеже представлена схема цифрового измерителя симметричных составляющих трехфазной сети.

Цифровой измеритель симметричных составляющих трехфазной сети содержит фильтры 1-3 нижних частот, первый 4, второй 5 и третий 6 преобразователи напряжение — код, накапливающий сумматор 7, блок 8 определения отношения кодов, блок 9 вычисления тригонометрической функции, квадратор 10, генератор 11, Отметчик 12 времени, включающий реверсивный счетчик 13 дополнительный

/ элемент ИЛИ 14, кольцевой сдвигающий регистр 15, первый 16, второй 17 и третий 18 счетчики переполнений, первую 19,. вторую 20 и третью 21 логические матрицы., первый 22, второй 23 и третий 24 двухвходовые элементы ИЛИ, первый 25 и второй 26 трехвходовые элементы ИЛИ, первый 27, 1012158 второй 28 и третий 29 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Устройство работает следующйм образом.

Напряжение трех фаз входного процесса через фильтры 1-3 подаются на, 5 преобразователи 4-6. Стробирование осуществляется по сигналам от отметчика 12 в моменты совпадения кода на выходе счетчика 13, получающего счетные импульсы от генератора 11 — од- 10 ному из закодированных состояний матриц 19-21. Код выборки поступает в сумматор 7, в один из его регистров. Регистр выбирается по состоянию выходов элементов ИЛИ 25 и 26, которое s свою очередь зависит от состояний первого и второго выходов матриц 19-21. Команда Сло. жить или Вычесть код выборки с содержимым сумматора 7 задается элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27-29 через третий управляющий вход сумматора 7. Состояние выходов элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27-29 определяется состоянием выходов элементов ИЛИ 22-24. Так на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27 (или 28, 29) логический 0 или 1 если на выходе элемента ИЛИ 22 (или

23, 24) логическая l, а на третьем выходе. матрицы 19 (соответственно 20 и 21) — 0 или 1, и состояние Отключено, если на выходе элемента ИЛИ 22 (23, 247 логический 0 . Состояние третьего выхода матрицы 19 (20, 21) в свою З5 очередь определяется состоянием счетчика 16 (17, 18).

Логические 1 на выходе элемента ИЛИ 14, появляющиеся при смене направления счета или изменения 4Р знака содержимого счетчика 13 или при совпадении кода на выходе счетчика. 13 и одного из закодированных состояний матрицы 19, соответствующего точно одной третьей периода 45 копии сигнала, перемещают в регист-. ре 15 логическую 1 от первого выхода к третьему, изменяя соответст.венно состояния счетчиков 16-18.

Генератор ll подключен к выходу. сумматора 7 (а по существу к одному из его регистров) с целью подстройки частоты копии сигнала к частоте входного °

В конце времени наблюдения сигнала определяется отношение содержимого регистров сумматора 7 в блоке 8 и частное, подвергается преобразованию в функции arctic в блоке 9.

В квадраторе 10 осуществляется вычисление корня квадратного из суммы квадратов содержимого регистровсумматора 7.

В.основу принципа действия предлагаемого устройства, как и в прототипе, заложено вычисление ортогональ. ных составлянхцих по методу интегрирования Римона-Стильтеса, заключающегося в возможности перехода от ин. тегрирования произведения двух функ.

М ций по времени к, интегрированию одной из функций по интегралу от другой функции.

В этом случае для вычисления ортогональных составляющих необходимо в момент изменения интеграла от копии сигнала на величину, равную выбранному приращению, производить выборку из входного процесса и суммировать эти выборки с учетом знака приращения в течение, времени наблюдения. При известной заранее форме сигнала копия сигнала может быть задана в виде отрезков времени, соответствуяцих моментам изменения интегралов от кОпии на выбранный шаг, и может быть реализована с помощью реверсивного счетчика и логической матрицы. С целью упрощения составляется комбинационная логическая схема матрицы на количество выборок эа время, равное четверти периода копии сигнала, а реверсивный счетчик для формирования знака прираще" ния интеграла копии сигнала дополняется счетчиками переполнений.

Таким образом,на выходе устройства имеем ампдитуду и фазу симметричной составляющей прямой или обратной последовательности. !

Данный измеритель выжодно отличается от известных технических решений тем, что легко реализуется на унифицированных цифровых интегральных схемах.

101 21 58

Составитель Е.Ворсобина:

Редактор М.Товтин Техред T.ôàíòà . Корректор Л. Бокшан

Заказ 2753/55 Тираж 708 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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