Способ измерения активной мощности цепи переменного тока и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337793

А1

151) 4 С 01 R 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф «В («.„ «

«

««« ° .

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3957761/24-21 (22) 27.09.85 (46) 15.09.87, Бюл. Ф 34 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Н.А.Михневич и В.Т.Молчанов (53) 62 1.317.342.016.24(088.8) (56) Алексенко А.Г., Колольбет Е.А., Стародуб Г,И. Применение прецизионных аналоговых микросхем, М., Радио и связь, 1985, с, 9, рис ° 2.23, Авторское свидетельство СССР

Ф 112!626, кл, С 01 R 21/06, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (5 1 Изобретение относится к технике измерений электрических параметров цепи переменного тока и может быть

:использовано для регулирования и контроля текущего значения активной мощности в электроустановках различного назначения, Целью изобретения является повышение быстродействия, точности измерения и расширение частотного диапазона. Для достижения поставленной цели в устройство, реализующее способ, дополнительно введены два амплитудных детектора 6 и 7, два блока 8 и 9 хранения-выборки, полусумматор 10 и блок 11 управления.

Устройство, кроме того, содержит блок

1 умножения с входами 2 и 3 тока и напряжения соответственно, выпрямители 4 и 5. Для реализации способа на входы 2 и 3 поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям тока и напряжения. Положительная и отрицательная полуволны мгновенной. мощности разделяются выпрямителями

4 и 5, а амплитудные значения форми-. руются на выходах детекторов 6 и 7.

Запись этих значений производится в блоках 8 и 9. При этом команды записи и сброса амплитудных детекторов формируются блоком 11 управления.

Результат измерения получают на выходе .сумматора 10. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1337793

По чкт

U = U„.sinыt; (2) I = 1 sin(rut-V), (5) sin(2u!t — Ч ) = О, 24lt — g = ll

2gt — Ч = О (6) (dt

Ч

Jl

u!t = y/2 +

2 (7) А =ОТ сон

2 (8) (9) г

-U I sin2

А (1О) — U Т cosy

Изобретение относится к технике измерения электрических параметров цепи переменного тока и может быть использовано для регулирования и контроля текущего значения активной мощности в электроустановках различного назначения.

Сущность способа измерения мощности заключается в том, что выделяются положительная и отрицательная амплитуды произнедения мгновенного тока на напряжение исследуемой цепи, причем полусумма этих амплитуд эквивалентна активной мощности, что следует из формулы (1) - (12):

U I = 0 I„sin< t sin(cot — V ) (3) Для того, чтобы определить амплитудные значения функции Ы I, необходимо производную по аргументу приравнять к нулю:

d U I

U I I,sinut cos(vt — v) +

„, (4)

+ sin(idt — y) cos из tj = Ог

Положительная амплитуда определяется при подстановке ь 1 = q/2 + в формулу (3):

Отрицательная амплитуда определяе-,ся при подстановке мг. = 4 /2 в формулу (3):

U I (cosã sinã ) + Ч ° Ч

2 2 определению активная мощность г

U sine t 1 sining! t -V!dwt=

Т

Г1

Ц 1 сон Ч

А +А

Таким образом Рд = (12) На фиг, 1 представлено устройство для измерения активной мощности; на фиг. 2 — временные диаграммы работы блоков устройства.

Устройство для измерения активной мощности содержит блок 1 (умножения) с нхоцами тока 2 и напряжения 3, выпрямители 4 и 5, амплитудные детекторы 6 и 7, блоки 8 и 9 выборки и хранения, полусумматор 10, выход которого является выходом устройства, и блок » управления. Входом блока » управления является токовый нход

25 устройства, а его выходы связаны с входами записи блоков 8 и 9 выборки и хранения и нходами сброса амплидутных детекторов 6 и 7 ° Выход блока 1 соединен с анодом выпрямителя 4 и катодом выпрямителя 5, Анод выпрямителя 5 и катод выпрямителя 4 соединены с входами амплитудных детекторов 7 и 6 соответственно, выходы которых соединены с входами блоков 9 и 8 вы35 борки и хранения соответственно. Выходы последних соединены с входами полусумматора 10.

На фиг, 2 обозначены: 12 — диаграмма текущего значения напряжения а

40 измеряемой цепи, 13 — диаграмма текущего значения тока измеряемой цепи;

14 — диаграмма сигнала, пропорционального результату перемножения текущих значений тока и напряжения

45 измеряемой цепи, 15 и 16 — амплитудные значения положительной и отрицательной полуволн результата перемножения текущих значений тока и напряжения; 17 и 18 — сигналы на входах

50 первого 6 и второго 7 амплитудных детекторов; 19 и 20 — сигналы на выходах первого 6 и второго 7 амплитудных детекторов; 21 — командный сигнал управления записью блоков 8

55 и 9 выборки и хранения; 22 — командный сигнал управления сбросом информации первого 6 и второго 7 амплитудных детекторов; 23 и 24 — сигналы на выходах первого 8 и второго 9 бло1337793 ков выборки и хранения; 25 — сигнал на выходе устройства.

Устройство работает следующим образом.

На входы 2 и 3 устройства поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям тока и напряжения. На выходе блока 1 умножения формируется сигнал, описываемый формулой (3).

Положительная и отрицательная полуволны мгновенной мощности разделяются выпрямителями 4 и 5, а амплитудные значения в течение полупериода частоты исследуемого напряжения формируются на выходах амплитудных детекторов 6 и 7, В конце полупериодов происходит запись амплитудных значений в блоки 8 и 9 выборки и хранения, а затем происходит сброс амплитудных детекторов.

Команды записи в блоки выборки и хранения сброса амплитудных детекторов формируются блоком 11 управления.

Формулаизобретения

1. Способ измерения активной мощности цепи переменного тока, заключающийся в том, что измеряют и перемножают текущие значения тока и напряжения, полученный результат разделяют по знаку, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности измерения и расширения частотного диапазона, измеряют амплитуды положительной и отрицательной полуволн результата перемножения и вычисляют их полусумму, что соответствует величине

5 измеряемой активной мощности.

2. Устройство для измерения активной мощности цепи переменного тока, -содержащее блок умножения, первый и второй входы которого предназначены для подключения сигналов, пропорциональных току и напряжению измеряемой цепи, а выход подключен к объединенным катоду и аноду первого и второго выпрямителей соответственно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, точности измерения и расширения частотного диапазона, в него дополнительно введены два амплитудных детектора, два блока выборки-хранения, полусумматор и блок управления, причем первый и второй амплитудные детекторы подключены своими информационными входами к аноду первого и катоду второго вы25 прямителей соответственно, а входы сброса информации объединены и соединены с первым выходом блока управления, выходы амплитудных детекторов соединены с входами блоков выборкихранения, входы записи которых объединены и соединены с вторым выходом блока управления, выходы блоков выборки-хранения соединены с входами полусумматора, выход полусумматора

35 является выходом устройства, а вход блока управления соединен с первым входом устройства.

1337793

Составитель В.Егоров

Редактор А,Лежнина Техред В.Кадар

Корректор А. Зимокосов

Заказ 4 125/42 Тираж 730 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