Устройство для измерения мощности однофазного переменного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА , содержащее трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых подключены к исследуемой цепи , блок умножения, первый вход которого через выпрямитель соединен с первым выходом трансформатора тока, второй вход соединен через последовательно соединенные фильтр и выпрямитель с первым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с первым входом первого ключа, второй вхид ко.торого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с входом первого элемента памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два дифференциатора, второй и третий ключи, второй и третий элементы памяти, второй и третий формирователи импульсов, причем вход первого дифференциатора соединен с вторым выходом трансформатора напряжения , а выход соединен с входом первого формирователя импульсов, третий выход трансформатора напряжения соединен через второй формирователь импульсов с первым входом второго ключа, второй вход которого сое (Л динен с выходом блока умножения, а выход - с входом второго элемента памяти, второй выход трансформатора тока соединен через последовательно соединенные дифференциатор и формирователь импульсов с первым входом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход - с входом третьего элемента памяти. 00 со 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК п91 SU (Ill А

3(51) 0 01 R 21 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3510089/18-21 (22) 09.11.82 (46) 07.03.84. Бюл. М 9 (72) В.Н. Зуев, В.В. Кислицин, М.П. Торхов и В.В. Щеголев (71) Пермский политехнический институт (53) 621.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 646266, кл. Q 01 R 21/00, 10.11.75. вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход — с входом первого элемента памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два дифференциатора, второй и третий ключи, второй и третий элементы памяти, второй и третий формирователи импульсов, причем вход первого дифференциатора соединен с вторым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с входом первого формирователя импульсов, третий выход трансформатора напряжения соединен через второй формироC ватель импульсов с первым входом вто- @ рого ключа, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход — с входом второго элемента памяти, вторив выход трансформатора тока соединен через последовательно соединенные дифференциатор и форми- Я рователь импульсов с первым входом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход — с входом третьего элемента памяти.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 585454, кл. Й 01 R 21/00, 24.03.76 (прототип). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МОЩНОСТИ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО TOКА, содержащее трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых подключены к исследуемой цепи, блок умножения, первый вход которого через выпрямитель соединен с первым выходом трансформатора тока, второй вход соединен через последовательно соединенные фильтр и выпрямитель с первым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с первым входом первого ключа, второй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1078346

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано при разработке измерителей мощности н однофазных цепях.

Известно устройство, содержащее трансформаторы тока и напряжения, блок перемножения, выпрямители и фильтры (11.

Недостатком этого устройства являются его узкие функциональные возможности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения мощности однофазного переменного тока, содержащее трансформаторы тока и напряжения, первичные обмотки которых подключены к исследуемой цепи, блок умножения, первый вход которого через выпрямитель соединен с первым выходом трансформатора тока, второй вход соединен через последовательно соединенные фильтр и выпрямитель с первым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с первым входом первого ключа, второй нход которого через формирователь импульсов соединен с вторым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с входом первого элемента памяти (2) .

Однако известное устройство отличается недостаточными функциональными возможностями.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что н устройство, содержащее трансформаторы тока и напряжения, .первичные обмотки которых подключены к исследуемой цепи, блок умножения, первый вход которого через выпрямитель соединен с первым выходом трансформатора тока, второй вход соединен через последовательно соединенные фильтр и выпрямитель с первым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с ныходом первого формирователя импульсов, а выход— с входом первого элемента памяти, введены два дифференциатора, второй и третий ключи, нторой и третий элементы памяти, второй и третий формирователи импульсов, причем вход первого дифференциатора соединен с вторым выходом трансформатора напряжения, а выход соединен с входом первого формирователя импульсов, третий выход трансформатора напряжения соединен через второй формирователь импульсов с первым входом второго ключа, второй нход которого соединен с выходом блока умножения, а выход — с входом второго элемента памяти, второй выход трансформатора тока соединен через последовательно соединенные дифференциатор и формирователь импульсов с первым нходом третьего ключа, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, 5 а выход — с входом третьего элемента памяти.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения мощности однофазного переменного тока.

10 Устройство содержит трансформатор 1 напряжения и трансформатор

2 тока, первичные обмотки которых присоединены к исследуемой цепи, блок 3 умножения, первый вход которого через выпрямитель 4 соединен с первым выходом трансформатора 2, второй вход соединен через последовательно соединенные фильтр 5 и выпрямитель 6 с первым выходом

20 трансформатора 1, а ныход соединен с первым входом ключа 7, нторой вход которого через последовательно соединенные формирователь 8 импульсов и дифференциатор 9 соединен с вторым выходом трансформатора 1, а выход соединен с входом элемента 10

-памяти, третий выход трансформатора 1 соединен через формирователь 11 импульсов с первым входом ключа 12, в орой вход которого соединен с выходом блока 3, а выход соединен с входом элемента 13 памяти, второй выход трансформатора 2 соединен через последовательно соединенные дифференциатор 14 и формирователь 15 импульсон с первым входом ключа 16, второй вход которого соединен с выходом блока 3, а выход соединен с входом элемента 17 памяти, Устройство работает следующим

40 образом.

Выходное напряжение трансформатора 1 выпрямляется и фильтруется выпрямителем б и фильтром 5, а затем подается на соответствующий вход блока 3 умножения. Причем это напряжение равно амплитудному значению напряжения выходной обмотки трансформатора 1. Фильтр 5 при уменьшении напряжения н сети разряжается через блок 3 умножения.

Таким образом, это напряжение изменяется н соответствии с напряжением сети.

На другой вход блока 3 умножения подается напряжение, пропорциональное току нагрузки с трансформатора 2 тока через выпрямитель 4. После умножения напряжения, пропорционального амплитудному значению напряжения питающей сети, и выпрямленного напряжения, пропорционального току нагрузки, с помощью блока 3 сигнал подается на элементы 10, 13 и

17 памяти через ключи 7, 12 и 16.

Ключ 7 открывается на некоторое нре1078346 мя точно в момент, когда синусоидальное напряжение сети достиraeт амплитудного значения, т.е. при угле и/2 от начальной фазы напряжения. В этом случае характеристика преобразования определяется выражением 5

Вьiх - "мам-e

2) м мC05<

10 где 0,х — напряжение йа элементе 10 памяти;

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Uù, I — амплитудные значения, соответственно, напряжения питающей сети и тока в нагрузке; угол сдвига по фазе между векторами тока и напряжения. 20

Значение напряжения на элементе

10 пропорционально активной мощности контролируемой сети. Сигнал для управления ключом 7 синхронизирован с напряжением сети и образуется 25 с помощью формирователя 8 импульсов в момент перехода производной синусоидального напряжения сети через нуль. Таким образом, открывающий ключ 7 импульс возникает в моменты, 30 когда. синусоидальное напряжение сети достигает амплитудного значения, т.е. при угле

Ключ 12 открывается на некоторое время в моменты, когда синусоидальное напряжение переходит через нулевое значение, т.е. при угле 0 от на- 40 чальной фазы напряжения. Следовательно, характеристика преобразова ния определяется выражением

U>box = K Uw TM sin д

Значение напряжения на элементе

13 пропорционально реактивной мощности контролируемой цепи. Сигнал для управления ключом 16 образуется с помощью формирователя 15 импульсов в моменты, когда синусоидальный ток нагрузки достигает амплитудного значения, так как после дифференциатора 14 напряжение достигает нулевого значения в моменты, когда ток в нагрузке имеет амплитудное значение. Следовательно, элемент 17 заряжается до напряжения, определяемого выражением

"ВЫх К "м м т.е. до напряжения, пропорционального полной мощности.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного.тем, что при малой сложности позволяет одновременно измерять не только активную, но и реактивную и полную мощности, что значительно расширяет функциональные возможности измерительных устройств.

По сравнению с базовым объектом, за который принят измерительный преобразователь активной мощности

Е829, выпускаемый Витебским заводом электроиэмерительных приборов, предлагаемое устройство имеет значительно расширенные функциональные возможности. При изготовлении предлагаемого устройства устраняется необходимость производства устройств для измерения реактивной и полной мощности, что дает значительный экономический эффект для народного хозяйства. Изготовление одного прибора позволит сэкономить 1500 руб. в год, так как стоимость одного преоб разователя реактивной мощности Е830 составляет 1000 руб.

1078346

E ю гру.тл е

Состави тель Н . Коновалов

Техред A.Кикемезей Корректор . Зимокосов

Редактор О. Бугир

Заказ 950/38 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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