Способ измерения электрической мощности потребляемой приемником

 

№ 123616

Класс 21е, 36оя

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б. 3. Михлин

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ПРИЕМНИКОМ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО СПОСОБА

Заявлено 11 апреля 1955 г. за М 7933/576250/24 в Министерство электростанций СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» N2 21 за 1959 г.

Во многих практических случаях желательно получить на выходе устройства напряжение, пропорциональное измеряемой мощности. Это особенно важно, например, при необходимости суммирования мощности по показаниям нескольких приборов в телемеханических системах измерений.

В настоящее время эта задача решается посредством устройств с квадратирующими и суммирующими статическими элементами, которые, несмотря на их сложность, не дают необходимой точности из-за нестабильности характеристик, входящих в схему этих устройств линейных и нелинейных элементов.

Предлагаемый способ измерения мощности лишен этого недостатка, так как основан на использовании только фазочувствительных выпрямительных схем.

Измерение мощности осуществляется с помощью двух таких схем, одна из которых служит для получения напряжения, пропорционального активной составляющей тока, потребляемого приемником, а вторая— для умножения полученной величины на напряжение, пропорциональное измеряемому напряжению по время-импульсному методу. Вторая фазочувствительная выпрямительная схема управляется разностью выпрямленного вспомогательного напряжения постоянной амплитуды и постоянного напряжения, пропорционального измеряемому.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, предназначенного для осуществления предлагаемого способа.

С сопротивления R> снимается напряжение, пропорциональное нагрузке. Это напряжение выпрямляется фазочувствительной выпрямительной схемой ФЧВ,, коммутируемой напряжением, снимаемым со вто№ 123б16 ричной обмотки трансформатора Т, питаемого от сети. Выпрямленное напряжение на выходных зажимах фазочувствительной выпрямительной схемы ФЧВ, (между точками 1 и 2), пропорциональное произведению

1 cos (1 — ток нагрузки, — угол сдвига фаз между током нагрузки и напряжением сети), усредняется конденсатором С, и подается на вход (точки 8 — 4) фазочувствительной выпрямительной схемы ФЧВ2.

Со вторичной обмотки трансформатора Т снимается переменное напряжение, пропорциональное сетевому напряжению V, выпрямляется вентилем В, и усредняется конденсатором Ñ . В результате этого между точками 5 и б появляется постоянное напряжение, пропорциональное напряжению сети V. Часть его падаст на сопротивлении R2 (сопротивление

Рз используется для исключения влияния конденсатора С на форму пилообразных импульсов).

Таким образом, к точкам 8 — 4 фазочувствительной схемы ФЧВ, приложено постоянное напряжение, пропорциональное I cos р, а к точкам

5 — 7 этой жс схемы — постоянное напряжение, пропорциональное V.

К, точкам 8 и 9 фазочувствительной схемы ФЧВ подается пилообразное напряжение с амплитудой Е„от генератора ГПИ так, чтобы опо запирало вентили В, и Вз (напряжения, пропорциональные I u V — отпирающие напряжения).

Очевидно, что ток через вентили В и Вз будет проходить лишь в продолжение времени, в течение которого мгновенное значение пилооб1 разного напряжения меньше алгебраической с1ммы и V (принимая

1 l условно, что напряжения, пропорциональные и V равны и V).

1

При равенстве сопротивления R< и Rq напряжение делится поровну между двумя частями фазочувствительной выпрямительной схемы ФЧВ2, разделяемыми цепью коммутации.

Так как напряжение V приложено к обоим вентилям с одинаковым

l знаком, а напряжение —,, — с разными знаками, то, естественно, что токи через сопротивления Я6 и Я7 имеют разную величину (принято, что

Rg u Rg много больше остальных сопротивлений, входящих в схему).

При указанных условиях напряжения на сопротивлениях Re и R равны:

1 на сопротивлении R<. (Š— V )

1 на сопротивлении Rr. (Š— V +- †).

Разность падений напряжений на сопротивлениях R< и R7 равна напряжению между точками 10 и 11. Легко показать, что это напряжение имеет форму трапецеидальных импульсов.

Среднее значение R „этого напряжения пропорционально частноS му —, где S — площадь указанных импульсов и Т вЂ” период пилообразных импульсов.

Отсюда можно вывести:

S 1 U cos е -к — =к ср Т

\ а где k — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, при неизменном значении амплитуды пилообразного напряжения Еа измерительный прибор И постоянного тока показывает мощность, потребляемую в цепи переменного тока. № 12361б

Вместо пилообразного напряжения может быть использовано и выпрямленное синусоидальное напряжение. В качестве генератора пилообразных импульсов для измерений с небольшой точностью может быть использован простейший мультивибр атор.

Предмет изобретения

1. Способ измерения электрической мощности, потребляемой приемником, с помощью фазочувствительных выпрямительных схем, отл и ч аю шийся тем, что первоначально получают на выходе первой фазочувствительной схемы напряжение, пропорциональное активной составляющей тока, потребляемого приемником, которое с помощью второй схемы умножают по время-импульсному методу на напряжение, пропорциональное напряжению у приемника электрической энергии.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, выполненное из двух фазочувствительных выпрямительных схем, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью использования стабильного синусопдального напряжения для создания изменяющегося во времени запирающего напряжения, применен двухполупериодный выпрямитель, выход которого включен в коммутирующую цепь второй, фазочувствительной выпрямительной схемы. ср