Преобразователь коэффициента мощности в напряжение

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий перемножитель, к выходу которого подключен вход фильтра низких частот отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, в него введены два cyNSMaTopa, усилитель и последовательно соединенные полосовой фильтр и преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым вхо дом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу перемножителя , выход которого соединен с входом полосового фильтра, а второй вход - с выходом второго сумматора , первый вход которого подключен к выходной шине и через усилитель к выходу фильтра низких частот, причем вторые входы обоих сумматоров СП соединены с соответствующими входными шинами. N3 О 1чЭ 4

COOS COBETCHHX

РЕСПУБЛИК

091 (11) вио «1 R 21/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3540570/18-21 (22) 25.01.83 (46) 23. 10.84. Бюл. N 39 (72) В.У.Кизилов и А.И.Чернявский (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 621.317.38(088.8) (56) 1. Kusmierek Zygmunt, Winski

Marek. Przyrzod do bezposredniepo

pomiaru wspoterynnika mocy рггу odksztateconych przebiepach napiecia, i prqdu.. - Роппагу Automat. Kontr"

1979, 25, 92, dod."Ñhåmoàutoòïatókà".

2. Патент Швейцарии Р 557033, кл. G 01 R 21/06, 1974. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ИОЩНОСТИ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий перемножитель, к выходу которого подключен вход фильтра низких частот отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, в него введены два сумматора, усилитель и последовательно соединенные полосовой фильтр и преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым вхо дом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу перемножителя, выход которого соединен с входом полосового фильтра, а второй вход — с выходом второго сумматора, первый вход которого подключен к выходной шине и через усилитель к выходу фильтра низких частот, при-, чем вторые входы обоих сумматоров соединены с соответствующими входными шинами.

1120249

Изобретение относится к электроизмерительной технике и.может быть использовано для контроля и управления потоками реактивной энергии °

Известен преобразователь коэффициента мощности в напряжение, содержащий измерительные преобразователи активной и кажущейся мощности, выходы которых соединены с входами делительного блока. Измерительный преоб- 10 разователь кажущейся мощности включает в себя измерители действующих значений тока и напряжения, на вход которых поступают сигналы, пропорцио нальные току и напряжению контролируемой цепи, а их выходы подключены к входам перемножителя (1) .

Недостаток устройства — его сложность, Наиболее близким к изобретению 20 является преобразователь коэффициента мощности в напряжение, содержащий два перемножителя, три фильтра низких частот, два квадратора, блок извлечения корня и делитель. Сигналы, пропорциональные току и напряжению контролируемой цепи, поступают с входных шин на входы соответствующих квадраторов и на входы первого перемножителя, к выходу которого подключен вход первого фильтра низких частот, выход которого соединен с первым входом делителя, выходы квадраторов подключены соответственно к входам второго и третьего фильтров низких частот, выходы которых

35 подключены к входам второго перемножителя, выход которого соединен с входом блока извлечения корня, выход блока извлечения корня соединен

40 с вторым входом делителя, выход которого является выходом устройства (2) .

Недостатки известного преобразователя — его сложность и низкая надежность вследствие наличия в его

45 составе большого количества сложных вычислительных блоков, таких как делитель и блок извлечения корня.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается

50 тем, что в преобразователь коэффициента мощности в напряжение, содержа" щий перемножитель, к выходу которого подключен вход фильтра низких частот, введены два сумматора, усилитель и последовательно соединенные полосовой фильтр и преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу перемножителя, выход которого соединен с входом полосового фильтра, а второй вход — с выходом второго сумматора, первый вход которого подключен к выходной шине и через усилитель— к выходу фильтра низких частот, причем вторые входы обоих сумматоров соединены с соответствующими входными шинами.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит перемножитель 1, к выходу которого подключены последовательно соединенные фильтр 2 низких частот и усилитель 3, а также последовательно соединенные полосовой фильтр 4 и преобразователь 5 переменного напряжения в постоянное, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 6.

Выход усилителя 3 подключен к первому входу второго сумматора 7. К вторым входам сумматоров 6 и 7 подключены соответственно входные шины 8 и 9, сигналы на которых пропорциональны току x(t) и напряжению y(t) исследуемой цепи, Выходы сумматоров 6 и 7 соединены с входами перемножителя 1.

Рассмотрим работу преобразователя, предположив, что входные сигналы перемножителя имеют вид

x(t) = X Sinyt;

y (t) = Y,„Sin (st+ q), (1) где Х и Y - амплитудные значения переменных тока и напряжения исследуемой цепи;

<(— угол сдвига фаз между током и напряжением.

Напряжение на выходе перемножите" ля 1 описывается выражением гд-2g=k jx(t) -P(i)j (y(t)+a(t)J, (2)

P(t) — напряжение на вьиоде преобразователя 5;

К (t) — напряжение на выходе усилителя 3; к — масштабный коэффициент перемножителя 1.

С учетом выражения (1)

kx (t ) y (t ) =Ый .Со з -kXYC o s (2(дС+ ф, где Х и Y - действующие значения тока и напряжения.

Полосовой фильтр 4 пропускает составляющую двойной частоты, амплитуда з 11 которой пропорциональна кажущейся мощности, и сигнал f3(t) после выпрямления и сглаживания пропорционален кажущейся мощности

) kVY

Таким образом, устройство имеет воэможность измерять кажущуюся.мощность.

Подключение сигнала P(t) таково, что обратная связь по данному сигналу отрицательна

Выходной сигнал g(t) перемножителя 1 поступает на фильтр 2 низкой частоты и усилитель 3, вместо которых может быть использован интегратор

:с сохранением всех остальных связей.

На выходе фильтра 2 низкой частоты формируется напряжение постоянного тока (ь (г.) .

Среднее значение выходного сигнала перемножителя за период преобразования входных сигналов Т равно т

y =- j (t)dt о

Немее О уЧЕтОМ (2) g =k(x(t)y(t)-P(t)()c(t)) (3) где выражение с чертой — среднее значение этого выражения за период Т.

20249 4

Слагаемые, соответствующие x(t)(),(t) и y(t) P(t), отсутствуют, поскольку их среднее значение эа период Т равно нулю.

В установившемся режиме при большом коэффициенте усиления усилителя 3 устанавливается такой режим, при котором среднее значение g эа период преобразования близко к нулю.

Тогда, иэ (3) следует к(С)У(Е) - p(r)t4(t) .

Так как сигналы Y u P — сигналы постоянного тока, то

x(t) у(С) =()(,P.

При входных сигналах устройства

x(t) и y(t), пропорциональных току и напряжению контролируемой цепи, среднее значение их произведения активная мощность, сигнал (3 пропорционален кажущейся мощности, тогда М пропорционально коэффициенту мощности

Х Соэу1 ф, = — — =- Cosg.

kXY Jc

2 Предлагаемый преобразователь коэффициента мощности в напряжение прост и, следовательно, надежен, поскольку содержит только один сложный узел — аналоговый перемножитель. щщици Заказ 7 73 3 /32 Тираж 7! 0 По исное

Онлнел ППП гПотент . г.унгооол, ул.Пооектне», 4