Способ измерения коэффициента мощности и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 R 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и, ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3928360/24-21 (22) 10,07,85 (46) 07.12.86. Бюл. ¹ 45 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им.Артема (72) Н.Г.Поляков (53) 621.317,7 (088.8) (56) Галахов О.П. и др. Основы фазометрии, Л.. Энергия, 1976, с. 56.

Авторское свидетельство СССР № 1008663, кл. G 01 К 21/00, 17.04.81. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

МОЩНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле и регулировании коэффициента мощности в электрических цепях при гармонических и полигармонических напряжениях и токах, Цель изобретения — повьппение точности и расширение диапазона изме„„SU„„1275306 А i рений достигается выделением сигналов, пропорциональных действующим значениям тока и напряжения, сравнением их с опорными напряжениями и регулированием с помощью полученных рассогласований уровней сигналов таким образом, чтобы их действующее значение поддерживалось постоянным.

Для этого в устройство, реализующее ..способ, дополнительно введены регулятор 2 уровня, блоки 11 и 12 управления регуляторами уровня и блоки 3 и 4 выделения сигналов,пропорциональных действующим значениям напряжений и тока. Оно также содержит регулятор

1 уровня сигналов, блок 5 умножения, блок 6 разделения постоянной и переменной составляющих, индикатор 7, блоки 8 и 9 сравнения, источник 10 опорных напряжений. Постоянная составляющая на выходе блока умножения

5 изменяется пропорционально значениям коэффициента мощности цепи.

2 с.п. ф-лы., 1 ил.

127

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле и регулировании коэффициента мощности в электрических цепях при гармонических и полигармонических напряжениях и токах.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерения.

Сущность способа заключается в следующем.

Коэффициент мощности электричес- кой цепи определяется как

Т вЂ” uu м

1 г т) ! „р а

S Я где U — сигнал, пропорциональный напряжению цепи; сигнал, пропорциональный токур

P u S - активная и полная мощности цепи, U u l — действующие значения напряжения и тока, 11ри активной нагрузке сигналы U

1 и U подобны по форме. Если изменить их мгновенные значения такцм образом, чтобы U1 =U2=U, То соответственно получим U„=U =11-, т.е. сигналы U

Оер 1 и U совпадут по форме, Коэффициент мощйости в этом случае равен единице

Q -=1) °

Для всех других видов нагрузки (активно-реактивной, нелинейной) сигналы U =К„Б и U =К1 U отличаются по

1 2 форме, Если при этом мгновенные значения U и U2 изменять таким образом, 1 чтобы их действующие значения попрежнему равнялись U (U, =U U ), О 1 2 О т о получим соо тв ет ств енно

Т вЂ” UU dt о

02 о

Таким образом, постоянная составляющая сигнала, пропорционального

1 г мгновенной мощности (- U U dt ) неТ4 1 2 о посредственно определяет текущие значения коэффициента мощности 4.

Следовательно, для определения этих значений достатОчно мгновенные зна,чения сигналов, пропорциональных

5306 напряжению и току (U =K U U =K U)

1 и регулировать по величине, поддерживая постоянными их действующие значения, а затем осуществить операцию

5 перемножения этих сигналов. Постоян-. ная составляющая произведения

1 1 g. (- f U U dr) определяет текуядяе еяе 1 2 о чения коэффициента мощности.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующая способ измерения коэффициента мощности.

Устройство содержит регуляторы

1 и 2 уровней сигналов, на первые входы которых поступают сигналы, пропорциональные мгновенным значениям тока и напряжения, блоки 3 и 4 выделения сигналов, пропорциональных действующим значениям, блок 5 умножения, блок 6 разделения постоянной и переменной составляющей, к выходу которого подключен измерительный индикатор 7, блоки 8 и 9 сравнения, 5 блоки 11 и li2 управления регуляторами уровня, причем выходы регуляр торов 1 и 2 уровней сигналов через блоки 3 и 4 выделения действующих значений сигналов подключены к бло30 кам 8 и 9 сравнения, к другим входам которых подключен источник 10 опорных напряжений, выходы блоков

8 и 9 сравнения через блоки 11 и 12 управления регуляторами уровня сигнала подключены к вторым входам ре35

5 гуляторов I и 2 уровней сигналов, к выходам которых подключен блок 5 умножения, к выходу которого через блок 6 разделения постоянной и переменной составляющих подключен индикатор 7.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные мгно45 венным значениям напряжения и тока электрической цепи U и U<, подают1( ся на регуляторы 1 и 2 уровней сигналов, где осуществляется регулиро- . вание их уровней таким образом, что5О бы действующие значения выходных сигналов поддерживались постоянными при колебаниях напряжения и тока в контролируемой сети. С выходов регуляторов 1 и 2 уровней сигналов сиг55 напы поступают на блок 5 умножения, с выхода которого напряжение, пропорциональное мгновенной мощности, подается на. блок 6 разделения поности цепи.

Составитель С.Сафохин

Редактор А.Козориз Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

Заказ 6554/34 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 275 стоя иной и переменной сост авляющих, где отфильтровывается переменная и выделяется постоянная составляющая этого напряжения ° Постоянная составляющая представляет собой аналоговое напряжение, пропорциональное коэффициенту мощности, которое подается на индикатор 7. Для регулирования уровней сигналов, поступающих на блок 5 умножения, эти сигна- 10 лы подаются также на блоки 3 и 4 выделения сигналов, выходные напряжения которых пропорциональны действующим значениям входных сигналов.

С выходов блоков 3 и 4 выделения сигналов напряжения поступают на блоки 8 и 9 сравнения. На другие входы блоков 8 и 9 сравнения подаются напряжения U с выходов источoh ника !О опорных напряжений. При неизменных действующих значениях напряжения и тока в контролируемой сети сигналы на входах блоков 8 и

9 сравнения отсутствуют. При изменениях действующих значений напря- 21 жения и тока ца выходах блоков 8 и

9 сравнения появляются сигналы рассогласования 40, и 4Б, поступающие на блоки 11 и 12 управления регуляторами уровней, которые, воздействуя на регуляторы 1 и 2 уровней сигналов, изменяют вводимые в блок 5 умножения сигналы таким образом, чтобы поддерживать постоянство их действующих значений. При этом постоянная составляющая напряжения на выходе бло35 ка умножения изменяется пропорционально значениям коэффициента мощФормула изобретения

1 . .Способ измерения коэффициента мощности, в котором преобразуют входные сигналы тока и напряжения в сиг306 4 нал, пропорциональный мгновенной мощности, регулируют и измеряют постоянную составляющую этого сигнала, по которой судят о величине коэффициента мощности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения, в нем выделяют сигналы, пропорциональные действующим значениям тока и напряжения, сравнивают их с опорными напряжениями и регулируют при помощи полученных рассогласований уровни сигналов таким образом, чтобы поддерживать постоянными их действующие значения, 2. Устройство для измерения коэффициента мощности, содержащее блок умножения, блок разделения постоянной и переменной составляющих, к выходу которого подключен индикатор, блок сравнения, источник опорного напряжения, регулятор уровня сигнала, блок управления регулятором уровня, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в него введены вторые регулятор уровня, блоки управления регулятором уровня и сравнения, а также блоки выделения сигналов, пропорциональных действующим значениям напряжения и тока, входы которых подключены к выходам регуляторов уровней сигналов, пропорциональных мгновенным значениям напряжения и тока, а выходы через блоки сравнения — к источнику опорных напряжений, блоки управления регуляторами уровней подключены к входам регуляторов уровней сигналов, на другие входы которых поступают сигналы, пропорциональные мгновенным значениям тока и напряжения, выходы которых подключены к блоку умножения, выход которого подключен к входу блока разделения постоянной и переменной составляющих.