Датчик активной составляющей тока

 

Изобретение относится к измерительной -технике для определения активного тока -нелинейных нагрузок систем электроснабжения. Датчик активной составляющей тока содержит сумматор 7, датчики 2, 1 тока и напряжения соответственно, блок 3 синхронизации , блок 4 измерения мгновенного значения, блок 5 управления, блок 6 определения знака сигнала, усреднитель 8. В описании изобретения приведены электрические схемы сумматора 7 и усреднителя 8. Датчик имеет повьшенную точность выделения активного тока. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 R 19/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ 8306PETEHHR) н АВТорсКоМ» свидетельств»,, ">:. Ц йВ 4;;:-.:, (54) ДАТЧИК АКТИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ

ТОКА (21) 3913808/24-21 (22) 18.06.85 (46) 30.03.88. Вюл. № 12 (71) Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) Ю.А.Кенс, В.Г. Гапанович и Ю.Е.Варецкий (53) 621.317.312(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 414536, кл. G 01 R 19/22, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 10912?3, кл. H 02 J 3/18, 1984.

„„SU„„1385083 А1 (57) Изобретение относится к измерительной -технике для определения активного тока .нелинейных нагрузок систем электроснабжения. Датчик активной составляющей тока содержит сумматор 7, датчики 2, 1 тока и напряжения соответственно, блок 3 синхронизации, блок 4 измерения мгновенного значения, блок 5 управления, блок 6 определения знака сигнала, усреднитель 8. В описании изобретения приведены электрические схемы сумматора 7 и усреднителя 8. Датчик имеет повьппенную точность выделения активного тока. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1385083

Изобретение относится к измерительной технике определения активного тока нелинейных нагрузок систем электроснабжения.

Целью изобретения является повышение точности выделения активного тока.

На фиг. 1 представлена структурная съема устройства; на фиг. 2 †. схема 10 блока синхронизации; на фиг. 3 — блок измерения мгновенного значения; на фиг. 4 — блок управления; на фиг. 5— блок определения сигнала; на фиг. 6— сумматор; на фиг. 7 — усреднитель. 15

Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 напряжения, датчик 2 тока, блок

3 синхронизации, выход которого сое-, динен с первым входом блока 4 измерения мгновенных значений и пятым 20 входом блока 5 управления, выход датчика 2 тока соединен с входом блока 6 определения знака сигнала, первый выход которого соединен с вторым входом блока 4 измерения мгновенного значе- 25 ния, второй и третий выходы блока 6 определения знака сигнала соединены с пятым и шестым. входами сумматора 7, два выхода которого соединены с двумя входами усилителя 8 соответственно, 30 выход которого является выходом устройства, три первых входа сумматора 7 соединены с тремя выходами блока 5 управления, пятый выход блока 4 изме1 рения мгновенных значений соединен с четвертым входом сумматора 7 °

Блок 3 синхронизации содержит (фиг. 2) формирователь 9 импульсов, вход которого является входом блока

3, а выход соединен с входами эле- 40 мента 10 выделения положительных и элемента 11 выделения отрицательных импульсов, выход последнего через инвертор 12 соединен с первым входом элемента 13 ИЛИ, выход которого соединен с выходом 14 блока 3, а второй вход соединен с выходом элемента 11 вьщеления положительных импульсов.

Блок 4 измерения мгновенных значений (фиг. 3) содержит генератор 15, выход которого соединен со счетным входом счетчика 16 и первыми входами элементов 17 и 18 И, вход сброса счетчика 16 является первым входом блока 4, выход счетчика 16 соединен с S-входом триггера 19, первым входом элемента 20 ИЛИ и через инвертор

21 с вторым входом элемента 20 ИЛИ и R-входом триггера 19, прямой выход которого соединен < вторым входом элемента 17 И, выход которого соединен с вторым выходом блока 4 и первым входом элемента 22 ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом блока 4 и выходом элемента 18 И, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 19, выход элемента 22 И соединен с третьим выходом блока 4 и первым входом элемента 23 И, второй вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 24, первый вход которого соединен с вторым входом блока 4, а второй вход через цифроаналоговый повторитель (ЦАП) 25 соединен с выходом счетчика 26, счетный вход которого соединен с четвертым выходом блока 4 и выходом элемента

23 И, управляющий вход счетчика 26 соединен с выходом элемента 20 ИЛИ.

Блок 5 управления (фиг, 4) содержит элементы .27-29И, первые входы которых соединены вместе и с первым входом блока 5, S-вход триггера 30 соединен с вторым входом блока 5, третий вход блока 5 соединен с -входом триггера 30, прямой выход которого соединен с вторым входом элемента 27 И, выход которого соединен с первым входом элемента 31 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента 28 И, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера 30, пятый вход блока 5 соединен с 8-входом триггера 32, выход которого соединен с вторым входом элемента 29 И и первыми входами элементов 33, 34 и 35 ИЛИ, четвертый вход блока 5 соединен с вторым .входом элемента 34 И и через инвертор 36 с вторым входом элемента 33 И, выход которого соединен с третьим выходом

1 блока 5, второй его выход соединен с выходом элемента 35 ИЛИ, второй вход которого .соединен с выходом элемента 31 ИЛИ и через инвертор 37 с третьим входом элемента 34 И, выход которого соединен с первым выходом блока 5, выход элемента 29 И соединен со счетным входом счетчика 38, выход которого соединен с его же входом сброса и R-входом триггера 32.

Блок 6 определения знака сигнала (фиг. 5) содержит формирователь 39 импульсов, вход которого соединен с входом блока 6 и входом формирователя

40 амплитудного сигнала, выход которого соединен с первым выходом блока!

385083

6, выход формирователя 39 импульсов соединен с входами формирователей 41 и 42 положительных и отрицательньж импульсов соответственно, выход последнего через инвертор 43 соединен с

R-входом триггера 44, S âõîä которого соединен с выходом формирователя 41 положительных импульсов, прямой и инверсный выходы триггера 44 соедине-10 ны с вторыми третьим выходами блока 6.

Сумматор 7 (фиг. 6) содержит элементы 45 и 46 И первые входы которых соединены вместе и с третьим входом сумматора 7, первый вход сумматора 7 соединен с входами сброса счетчиков

47 и 48, второй вход сумматора 7 соединен с вторым входом элемента 45 И, выход которого соединен со счетным входом счетчика 47. третий вход сумматора 7 соединен с вторым входом элемента 46 И, выход которого соединен со счетчым входом счетчика 48, пятый вход сумматора 7 соединен с первыми входами элементов 49 и 50 И, выходы которых соединены с первым и вторым входами сумматора 51 кодов, вход сброса которого соединен с шестым входом сумматора 7, второй вход элемента 49 И соединен с выходом счетчика 47, второй вход элемента 50 соединен с выходом счетчика 48, два выхода сумматора 51 кодов соединены с соответствующими входами сумматора 7.

Усреднитель 8 (фиг. 7) содержит

ЦАП 52, вход которого соединен с вторым входом блока 8, первый вход которого соединен с управляющим входом

40 коммутатора 53, вход которого соединен с выходом цАП 52, первый выход коммутатора

53 соединен с первым входом элемента суммирования 54, выход которого соединен с выходом блока 8, второй вход

45 элемента суммирования 54 через инвер-,. тор 55 соединен с вторым выходом коммутатора 53.

Устройство работает следующим образом.

Блок 3 синхронизации вырабатывает 50 синхроимпульсы в моменты перехода напряжения через нуль, которые синхронизируют работу блока 5 управления и блока 4 измерения мгновенного

55 значения.

Генератор 15 в блоке 4 измерения мгновенного значения задает опорную частоту импульсов, через логические элементы поступающую и» вход счетчика 26, выход которого через 1!А1(25 соединен с входом нуль-индикатора 2, на второй вход которого поступает сигнал с датчика 2 тока. В момент совпадения сигналов на входе нульиндикатора 24 на его выхопе появляется импульс, который останавливает работу счетчика, состояние которого пропорционально измеряемой величине тока а на пятом выходе блока 4 (выходе элемента 23 И) формируется число †импульсн код, пропорциональный измеренному значению модуля тока (ординате тока).

В сумматоре 7 счетчик 47 формирует двоичный код, пропорциональный сумме положительных ординат входного тока, а счетчик 48 †отрицательных, сумматор 51 кодов производит суммирование кодов.

Двоичный код с вьжода сумматора 7 поступает на вход ЦАП 52 и через коммутатор 53 и элемент суммирования

54 на выход устройства.

Таким образом, устройство производит числовое интегрирование измеряемого тока, что позволяет исключить влияние высших гармоник и тем самым повысить точность выделения активного тока, Формула и з о б р е т е н и я

1. Датчик активной составляющей тока, содержащий сумматор, датчик тока и датчик напряжения, выход которого соединен с входом блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, в него введены блок измерения мгновенного значения, блок управления, сумматор, блок определения знака сигнала, усреднитель, причем четыре выхода блока измерения мгновенного значения соединены с соответствующими четырьмя входами блока управления, три выхода которого соединены с соответствующими входами сумматора, два выхода которого соединены с соответствующими входами усреднителя, выход которого соединен с выходом датчика тока, датчик тока соединен с входом блока определения знака, I первый выход которого соединен с вторым входом блока измерения мгновенного значения, первый вход которого соединен с выходом блока синхронизации

1385083 и пятым входом блока управления, пятый выход блока измерения мгновенного значения соединен с четвертым входом сумматора, пятый и шестой входы кото- рого соединены с вторым и третьим выходами блока определения знака.

2, Датчик тока по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что сумматор содержит четыре элемента И, два 10 счетчика и сумматор кодов, причем первый вход сумматора соединен с входами сброса первого и второго счетчиков, второй вход сумматора соединен с вторым входом первого элемента И, первые входы первого и второго элементов И соединены вместе и с третьим входом сумматора, выход первого элемента И соединен со счетным входом первого счетчика, выход 20 которого соединен с вторым входом третьего элемента И, первые входы третьего и четвертого элементов И соединены вместе и с пятым входом сумматора, третий вход которого соединен с вторым входом второго элемен— та И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с первым и вторым входом сумматора кодов, вход сброса которого соединен с шестым входом сумматора, два выхода сумматора кодов соединены с соответствующими .выходами сумматора.

3. Датчик тока по п. 1, о т л ич а ю шийся тем,что усреднитель содержит цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с вторым Йходом усреднителя, а выход— с входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с первым входом усреднителя, первый выход коммутатора соединен с первым входом элемента суммирования, второй вход которого через инвертор соединен с вторым выходом коммутатора, выход элемента суммирования соединен с выходом усреднителя.

1385083

R..

Фиг.5

Фиг. б

Составитель В.. Смирнов

РедактоР Н. Горват ТехРед П.Сердюкова корректор A. Тяско

Заказ 1411/44 Тираж 772 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