Преобразователь активной мощности многофазной цепи в напряжение

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ ЮЩНССТИ МНОГОФАЗНОЙ ЦЕПИ В НАПРЯЖЕНИЕ , содержащий пере шожитель, два переключателя и блок управления; выход которого соединен с управляющими входами переключателей, входы которых подключены ко входным шинам, а выходы - ко входам перемножителя, о т л.и чающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет возможности преобразования мощности каждой фазы отдельно наряду с суммар ной мощностью цепи, в него введеш 1 источник опорного напряжения, три сумматора, два дополнительных переключателя и интe pafоры, количество которых равно числу фаз исследуемой цепи, входы которых соединены с соответствующими выходами первого дополнительного переключателя, а выходал - с соответствунщими входами первого сумматора и соответствукгщими входами второго дополнительного переключателя, причем вход первого дополнительного переключателя соединен с выходом первмножителя, а § управляющие входы дополнительных переключателей - с управляющими входами основных переключателей, выходы которых подключены ко входам перемножителя через второй и третий сумматоры соответственно, другие входы которых подключены соответственно к выходам источника опорного 00 N9 Э 4ib напряжения и второго дополнительного переключате.ця. X)

ааЯ0 ОИ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ „„,: д к аВТОРСНОМУ СОИдЕТГЛьГТВМ

O0VAAPCTBEHHblA HOMHTET CCCP

По ДЕЛАМ ИЗОБ1 ЕТЕНИй И ОТНРЫТ1& (21) 3647010/24-21 (22) 28,09.83 (46) 30.12.84.Бюл. Ф 48 (72) В.У.Кизилов и И.И.Смилянский (71.) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (53) 621. 317. 38 (088. 8) (56) 1. Заявка ФРГ Ф 2646630, кл. С 01 R 21/06, 1978.

2. Зыкин Ф.А., Агрест P.È. и др.

Измерительный преобразователь активной мощности высокой точности.-"1!ри-. боры и системы управления" 1982, Н 2, с.72. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ AKTHBHOA ющнссти иногоФАзной цепи в нАпРяЖЕНИЕ, содержащий перемножитель, два переключателя и блок управления, выход которого . соединен с управляющими входами переключателей, входы которых подключены ко входным шинам, а выходы — ко входам перемножителя,. о т л,и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет возможности преобразования мощности каждой фазы отдельно наряду с суммарной мощностью цепи, в него введены источник опорного напряжения, три сумматора, два дополнительных переключателя и интеграторы, количество которых равно числу фаз исследуемой цепи, входы которых соединены с соответствующими выходами первого дополнительного переключателя, а выходы — с соответствующими входами первого сумматора и соответствую щими входами второго дополнительно- го переключателя, причем вход первого дополнительного переключателя соединен с выходом перемножителя, а управляющие входы дополнительных переключателей — с управляющими входами основных пЕреключателей, выходы которых подключены ко входам перемножителя через второй и третий сумматоры соответственно, другие входы которых подключены соответственно к выходам источника опорного напряжения и второго дополнительного переключателя.

1 11322

Изобретение относится к области электроизмерительной технике и может быть использовано в трехфазных сетях переменного тока для измерения и контроля как мощности каждой фазы, так и суммарной мощности трехфазной системы.

Известен преобразователь активной мощности в напряжение, содержащий три перемножителя, выходы которых 10 подключены ко входам сумматора, выход которого является выходом преобразователя (lj .

Основным недостатком известного преобразователя являются сложность и невысокая точность. Сложность обусловлена тем, что преобразователь содержит три прецизионных перемножителя, а невысокая точность . — влиянием погрешностей (особенно мультипли 0 кативных) каждого из перемножителей на погрешность определения активной мощности трехфазной сети.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь трехфазной активной мощности, содержащей перемножитель, два переключателя и блок управления, выход которого соединен. с управляющими входами переключателей, входы которых подключены ко. входным шинам, а выходы — ко входам

1 ,перемножителя, выход которого через фильтр низких частот соединен с вы1 ходной шиной j2) .

Недостатками устройства являются

35 узкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием выходных сигналов, пропорциональных мощностям фаз; низкая точность, обусловленная влиянием мультипликативной погрешнос40 ти множительного устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя за счет возможности преобразования. мощности каждой фазы

45 отдельно наряду с суммарной мощностью цепи.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь активной мощности многофазной цепи в напряжение, содержащий перемножитель, два переключателя и блок управления, выход которого соединен с управляющими входами переключателей, входы которых подключены ко входным шинам,.5 а выходы — ко входам перемножителя, введены источник опорного напряжения, три сумматора, два дополнитель48 ных переключателя и интеграторы, количество которых равно .числу фаэ исследуемой цепи, входы которых соединены с соответствующими .выходами первого дополнительного переключателя, а выходы — с соответствующими входами первого сумматора и соответствующими входами второго дополнительного переключателя, причем вход пер- . вого дополнительного переключателя соединен с выходом перемножителя, а управляющие входы дополнительных переключателей - с управляющими входами основных переключателей, выходы которых подключены ко входам перемножителя через второй и третий сумматоры соответственно, другие вхо-, ды которых подключены соответственно к выходам источника опорного напряжения и второго дополнительного переключателя.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого преобразователя для трехфазной цепи.

Измерительный преобразователь содержит переключатель 1, к трем входам которого подключены источники входных сигналов, пропорциональных фазным токам исследуемой цепи, а к трем входам переключателя 2— источники входных сигналов, пропорциональных соответствующим напря- жениям. Выходы переключателей 1 и 2 подключены соответственно к первым входам сумматоров 3 и 4, выходы которых подключены ко входаМ перемножителя 5. Ко второму входу сумматора 3 подключен выход источника 6 опорного напряжения Uää, а к второму входу сумматора 4 — выход второго дополнительного переключателя 7. Выход перемножителя 5 через первый дополнительный переключатель 8 подключен к входам трех интеграторов

9 — 11, выходы которых соединены со входами переключателя 7 и входами сумматора 12. Управляющие входы переключателей 1,2,7,8 подключены к выходу блока управления 13.

Преобразователь работает следующим : образом. Цикл работы преобразователя состоит из трех тактов длительностью Т> задаваемых блоком управления 13, выполненным в виде многофазного генератора импульсов. В первом такте переключатели 1 и 2 подключают ко входам сумматоров 3 и 4 входные сигналы, 3 11322 пропорциональные соответственно току и напряжению первой фазы U; А и U . Переключатель 8 подключает иА выход перемножителя 5 ко входу интегратора 9, а переключатель 7 подключает выход последнего к второму входу сумматора 4 ° Таким образом, в перч вом такте к входам перемножителя S подключены сигналы (U«+ Бо„)

+ U z9),а на ахоре интег 10 выд 9 гратора 9 действует сигнал, равный их произведению

k (U;А1 "onl РОА Вьп91 i где U — выходное напряжение инвых 9 тегратора 9.

К . — коэффициент передачи м перемножителя 5.

В установившемся режиме напряжение на выходе интегратора переста- 20 ет изменяться тогда, когда среднее значение н, пряжения на его входе равно нулю, т.е. т.е.

Поскольку сигналы U u U яв" ляются сигналами перемейного тока, 35 сигналь 11оп U вы д,з — сигналами постоянного тока, т.е. они ортогональны, то среднее значение произведе° ЧТ;- Г;;;;; од сети равно нулю. При этом в установившемся режиме выходное напряжение интегратора 9 пропорционально активной мощности фазы А

u;,u.„ выхч о,„u,„ и не зависит от величины коэффициента передачи перемножителя. 5. Анало.: гично во втором и третьем тактах выходное напряжение интеграторов ,10 и 11 соответственно пропорционально активным мощностям фа1 В и С. к„(о;„U,„q(u u„,„,)- о, 0А МА ОО 0А 1Я ВЬ!Х9 ОД ЬЫ где черта сверху означает. среднее значение.

48 4

В нерабочих тактах интеграторы

9 — 11 сохраняют накопленную информацию. Сигнал на выходе сумматора 12I пропорционален активной мощности трехфазной сети.

Предлагаемый преобразователь может быть использован также для преобразования реактивной мощности трехфазной цепи. В этом случае к первому входу переключателя 2 должно быть подключено напряжение U s, к второму — Бсд, к третьему — Ц Аь При этом выходные сигналы, снимаемые с интеграторов 9 — 11, пропорциональны реактивной мощности фаз, увеличенной в . 3 раз; выходной сигнал сумматора пропорционален суммарной реактивной мощности трех фаз, увеличенной в 3 раз.

Длительность переходного процесса в схеме определяется соотношением между частотой коммутации, частотой сети и постоянной времени интеграторов. Частоту коммутации .переключате25 лей целесообразно выбирать значительно более высокой; чем частота сети, а постоянную времени,интегратора— равной двум-трем периодам частоты сети. При этом переходной процесс в схеме устанавливается за несколь-, .ко периодов частоты сети. Можно также выбрать длительность такта коммутации равной одному-двум периодам сети, но при этом резко уменьшается быстродействие схемы.

Таким образом, предлагаемый измерительный преобразователь мощности

Ф обеспечивает получение сигналов, пропорциональных как мощностям отдельных фаз, так и сигналам трехфазной мощности при использовании только одного перемножителя, что выгодно отличает его от известных устройств.

Увеличение точности преобразования мощности обусловлено тем, что на точность преобразования не влияют мультипликативные погрешности перемножителя. Стабильность коэффициента преобразования определяется только стабильностью источника опорного напряжения U, которая может быть очень высока.!

132248

Составитель С.Кабиков

Техред А.Кикемезей.

Корректор М.Максимишинец

Редактор. С. Тимохина

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

Заказ 9787/39 Тираж 710 Подписное

BUHHIIH Государственного комитета СССР ,по делам изобретений и открытий

l 13035 ° Москва,.Ж -35, Раушская наб., д.4/5