Устройство для измерения коэффициента мощности

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерениях коэффициента мощности в сетях с сильно искаженными формами тока и напряжения . Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение его энерго& потребления и повышение надежности. Первый и второй переключатели 2 и 3 подразделяют работу устройства на восемь тактов. За два первых такта на выходе первого интегратора 8 получают напряжение, пропорциональное действующему значению входного напряжения. За третий и четвертый такты на выходе второго интегратора 9 получают напряжение, пропорциональное действующему значению входного тока. За пятьй и шестой такты на выходе третьего интегратора 10 получают напряжение , пропорциональное полной мощности . За седьмой и восьмой такты на выходе четвертого интегратора I1 формируется напряжение, пропорциональное коэффициенту активной мощности. Устройство для измерения коэффициента мощности содержит также умножитель 1, третий переключатель 4, инвертор 5, четвертый переключатель 6 и блок 7 управления. 2 ил. i (Л 4 4 Г (pue.t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% 111) 1я11 4 G 01 R 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4258335/24-21 (22) 08.06.87 (46) 07.01.89.Бюл. Ф 1 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) В.У. Кизилов, Г.И. Мельников и А.И. Чернявский (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1215039, кл. G 01 R 21/00, 1986.

Авторские свидетельства СССР

Ф 1323971, 1323972, кл. G 01 R 21/00, 14.10.85 (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерениях коэффициента мощности в сетях с сильно искаженными формами тока и напряжения. Цель изобретения — упрощение устройства, уменьшение его энергопотребления и повышение надежности.

Первый и второй переключатели 2 и 3 подразделяют работу устройства на восемь тактов. За два первых такта на выходе первого интегратора 8 получают напряжение, пропорциональное действующему значению входного напряжения.

3а третий и четвертый такты на выходе второго интегратора 9 получают напряжение, пропорциональное действующему значению входного тока. 3а пятый и шестой такты на выходе третьего интегратора 10 получают напряжение, пропорциональное полной мощности. 3а седьмой и восьмой такты на выходе четвертого интегратора 11 формируется напряжение, пропорциональное коэффициенту активной мощности.

Устройство для измерения коэффициента мощности содержит также умножитель 1, третий переключатель 4, инвертор 5, четвертый переключатель 6 и блок 7 управления. 2 ил.

1449920

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано при измерениях коэффициента мощности в сетях с сильно искаженными формами тока и напряжения.

Цель изобретения, — упрощение устройства, уменьшение его энергопотреб, ления и повышение надежности. 10

На фиг. I представлена функциональная схема устройства для измерения коэффициента мощности; на фиг. 2 — временные диаграммы работы переключателей.

Устройство содержит умножитель 1, первый и второй переключатели 2 и 3, третий переключатель 4, инвертор 5, 1 четвертый переключатель 6, блок 7 управления и первый — четвертый интеграторы 8-11, причем подвижные контакты первого и второго переключателей 2 и 3 подключены к входам умножителя 1, выход которого подключен к 25 первому неподвижному контакту третьего переключателя 4 и входу инвертора 5, выход которого подключен к второму неподвижному контакту третьего переключателя 4, подвижный контакт которого соединен с подвижным контактом четвертого переключателя 6, выход блока 7 управления подключен к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого переключателей

2, .3 4 и б, входы первого — четвертого интеграторов 8-11 подключены к неподвижным ко итак там че тве рта го переключателя 6, первые контакты первого и второго переключателей 2 и 3 под- 40 ключены к входной шине напряжения, вторые — к выходу первого интегратора 8, третьи — к входной шине тока, четвертые — к выходу второго интегратора 9, пятый контакт первого пере- 45 ключателя 2 подключен к второму ега контакту, а пятый контакт второго переключателя 3 к его четвертому контакту, шестой контакт первого пере50

ro напряжения, седьмой — к ега первому контакту, а восьмой — к шестому контакту второго переключателя и выходу третьего интегратора 10, седьмой контакт второго переключателя 3 под55 ключен к его третьему контакту, а восьмой — к выхацу четвертого интегратора ll, который является также выходом устройства.

Устройство работает следующим образом °

Как видно из временных диаграмм работы переключателей (фиг.2), период работы устройства состоит из восьми тактов. Рассмотрим как формируются и чему равны выходные напряжения первого — четвертого интеграторов 8-11 в установившемся режиме.

Предположим, что функция умножителя =а+К„Ц,0 ° /1 ) где a — аддитивная погрешность умножи теля;

Км — коэффициент передачи умножителя;

U,U — напряжения на входах умножителя.

Тогда в первом такте приращение напряжения на выходе первого интегратора 8 с учетом положения переклк— чателей, фиг. 2) следующее:

to+

ДU „„= j (a+K U (Г)) dt (2) с где Б() — сигнал с входных шин напряжения;

Т вЂ” длительность такта работы устройства; начало периода работы устройства.

В следующем такте приращение напряжения на выходе первого интегратора 8,, согласно положению переключателей (фиг. 2), имеет вид:

1,= Т ьи, = J (а -к„ 1,„,r.))вс, (3)

,,т где U (t) — напряжение на выходе ьЫх первого интегратора 8.

3а остальную часть периода (18,„,(t) не изменяется. Напряжение на выходе первого интегратора 8 изменяется от периода к периоду до тех пор, пока сумма приращений за оба такта в интервал времени, определяемый спектральными характеристиками входных сигналов, не становится равной нулю.

С учетом (2) и (3) получаем:

U (t) =U „,„,() . (4)

Предполагаем, что эа два такта рабаты Bxoäÿûå сигна. Ih) мало изменяются, а сигнал U,„,,,t) мало изменяется за период основной гармоники входных сигналов. Тогда пал "ахаем:

Н = U. (1). вь х, 144992

Таким образом, на выходе первого интегратора 8 получается напряжение, пропорциональное действующему значению входного напряжения.

Аналогично рассмотрев формирова5 ние напряжения на выходе второго интегратора 9 в третьем и четвертом тактах работы устройства, получаем: (1вь(х (t) 8

1О где U; (t) — напряжение с входной шины тока,"

Бвь,к (t) — напряжение на выходе второго интегратора 9. вых

4 (15) а в восьмом такте

$î,+ 8Т

tU,„=- J (а+К U, (t) U „(t))dt.

Как и в предыдущих случаях, напряжение на выходе меняется до тех пор, пока сумма приращений за оба такта не становится равной нулю. С учетом (12) и (13), получаем:

U()û„(t) U(â)ü8è {t) U(t) U; (t) (14)

Определяем Нвь)х4 учитывая (1 1 ):

Таким образом, на выходе второго интегратора 9 получаем напряжение, пропо рциональное действующему значе нию входного тока: 20 (7) где U) — напряжение, пропорциональное действующему значению входного тока. 25

В пятом такте приращение напряжения на выходе третьего интегратора

10 следующее: .1, +5т

Ьи „„= 1 (а к„Б „„(t)U,„(t)dt. (8) 88 .+т

А в шестом такте приращение напряжения на выходе третьего интегратора

10 получатся таким: +6Т

ЬБ,,„=- ) (а+К К U»«(t)Jdt, (9) о+зт где Ч „— опорное напряжение.

На выходе третьего интегратора 10 напряжение меняется до тех пор, пока 4р сумма приращений за эти такты не становится равной нулю. С учетом (8) и (9) получаем:

Uo() 11вых (t) =U()», (t) () вых (й) (10)

Определяем Б ы„(), подставив значения (5) и (7): выхэ

ОП

Таким образом, на выходе третьего интегратора 10 получено напряжение, пропорциональное полной мощности.

В седьмом такте приращение на вы,55 ходе четвертого интегратора 11 следующее:

k t7T

dU„,„= J (a+K„U(t) U, (t)) dt, (12)

4.+ ьт

Числитель в выражении (15) представляет собой активную мощность измеряемого участка электрической сети, а знаменатель, как уже отмечалось выше, пропорционален полной мощности измеряемого участка сети. Следовательно, на выходе четвертого интегратора 11 формируется напряжение, пропорциональное коэффициентуаактивной мощности: (16)

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффи-. = циента мощности, содержащее умножитель, четыре переключателя, инвертор, блок управления и два интегратора, причем подвижные контакты первого и второго переключателей подключены к входам умножителя, выход которого подключен к первому неподвижному контакту третьего переключателя и входу инвертора, выхоц которого подключен к второму неподвижному контакту третьего переключателя, а выход блока управления подключен к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого переключателей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, умень" шения его потребления и повышении надежности, в него введены третий и четвертый интеграторы, первый и второй переключатели имеют по восемь неподвижных контактов, а четвертый— четыре, причем подвижный контакт третьего переключателя соединен с подвижным контактом четвертого переключателя, входы первого — четвертого интеграторов подключены к четырем неподвижным контактам четвертого переключателя соответственно, первые

1449920 ф . ъ ф мрвы ф

@ ЦТ +3" Ц

g-gpwyuzpe адЖмюуу я тдуумно щ заюшка д-антющ м подипачеи е аа36ианоку pwreepmy

Составитель С. Сафохин

Редактор E. Папп Техред M.Äèäûê

Корректор В. Бутяга

Заказ 6963/45 Тираж 772

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 контакты первого и второго переключа«елей подключены к входной шине на11ряжения, вторые — к выходу первого

«интегратора,третьи — к входной шине ока, четвертый — к выходу второго

«интегратора, пятый контакт первого

Переключателя подключен к его второМу контакту, а пятый контакт второго переключателя — к его четвертому кон такту, шестой контакт первого пере) ф3

ЩИМЖ ь

Ф

6 ф ключателя подключен к шине опорного напряжения, седьмой — к его первому контакту, а восьмой — к шестому контакту второго переключателя и выходу третьего интегратора, седьмой контакт второго переключателя подключен к его третьему контакту, а восьмой — к входу четвертого интегратора, который ð является также выходом устройства.