Устройство для измерения активной и реактивной составляющих переменного тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления промышленным электрооборудованием. Целью изобретения является повышение быстродействия. Для этого в устройстве умножитель 11 частоты на четыре и триггер 9 управляют модулятором 4 и блоками 5, 6 выборки-хранения. Входной сигнал тока с входного зажима 2 через первичный преобразователь 1 тока поступает на интегратор 3, который периодически сбрасывается импульсами формирователя 10 импульсов сброса, которые формируются из входного напряжения, поступающего через входной зажим 14 и первичный преобразователь 13 напряжения на пороговый элемент 12. На выходных зажимах 7 и 8 формируются сигналы, пропорциональные активной и реактивной составляющим тока, причем запись в блок 5 производится в моменты времени 3T/8 и 7T/8, а в блок 6 - в моменты T/8 и 5T/8. В описании приведен пример реализации модулятора 4. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (И)

В1) G 01 R 19/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ по изоБРетениям и ОтнРытиям пРи Гннт сссР

: (21) 4349913/24-21 (22) 24;12.87 (46) 07.04.90. Вюл. У 13 (71) Владимирский политехнический ин» ститут (72) С.И.?1алафеев (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 960946, кл. G 01 R 19/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ СОСТАВЗИПОЦИХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА,(57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления промышленным электрооборудованием. Целью изобретения является повьппение быстродействия. Для этого в

2 устройстве умножитель 11 частоты на четыре и триггер 9 управляют модулято-, ром 4 и блоками 5, 6 выборки-хранения.

Входной сигнал тока с входного зажима 2 через первичный преобразователь 1 тока поступает на интегратор

3, который периодически сбрасывается импульсами формирователя 1О импульсов сброса, которые формируются иэ входного напряжения, поступающего через входной зажим 14 и первичный преобразователь 13 напряжения на пороговый элемент 12. На. выходных зажимах 7 и 8 формируются сигналы, пропорциональные активной и реактивной составляющим тока, причем запись в блок 5 производится в моменты времени ЗТ/8 и 7Т/8, а в блок 6 — в моменты T/8 и 5Т/8.

В описании приведен пример реализации модулятора 4. 3 ил.. С:

1555674

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено .для использования в системах контроля и управления промышленным электро- 5 оборудованием, в частности электроприводами переменного тока, компенсаторами и др.

Целью изобретения является повышение быстродействия. 10

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — модулятор; на фиг. 3 — эпюры напряжений.

Устройство для измерения активной и реактивной составляющих переменно- 15

ro тока содержит первичный преобразователь 1 тока, вход которого соединен с входным зажимом 2, выход первичного преобразователя 1 тока соединен с входом интегратора 3, выход которого соединен с входом модулятора 4, выход которого соединен с объединенными входами блоков 5 и 6 выборки-хранения, выходы которых соединены с вы ходными зажимами 7 и 8 активной .и ре- 25 активной составляющих тока соответственно, управляющие входы блоков 5 и 6 выборки-хранения соединены с прямым и инверсным выходами триггера 9, вход которого соединен с входом формирователя 10 импульсов сброса и вы-. ходом умножителя 11 частоты на четыре, вход которого соединен с входом сброса интегратора 3 и выходом порогового элемента 12, вход которого через первичный преобразователь 13

35 напряжения соединен с входным зажимом 14.

Модулятор (фиг. 2) 4 содержит . 4 резисторы 15 — 19, ключ 20 и операционный усилитель 21, первые выводы резисторов 15 и 17 оЬъединены и являются входом модулятора 4, второй вывод резистора 15 через резистор 16 45 соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 21 и первым выводом резистора 19, второй вывод которого соединен с выходом модулятора

4 и выходом операционного усилителя

21, неинвертирующий вход которого через резистор 18 соединен с вторым выводом резистора 17 и первым выводом ключа 20, второй вывод которого заземлен а его управляющий вход являФ

55 ется управляющим входом модулятора 4.

Устройство для измерения активной и реактивной составляющих переменного тока работает следующим образом.

На входе первичных преобразователей 1 и 13 действуют входные сигналы тока и напряжения (фиг. 3a,б) соответственно. На выходе интегратора сигнал представляет собой сигнал (фиг. Зв), который сбрасывается импульсами формирователя 10 (фиг.Зи), вырабатываемыми по заднему фронту выходного сигнала умножителя 11 частоты на четыре .(фиг. Çe). На входе умножителя 11 сигнал формируется из входного напряжения с помощью порогового элемента 12, на выходе которого присутствуют импульсы, соответствующие положительному значению входного напряжения (фиг. Зг), причем фронты импульсов совпадают с моментами перехода входного напряжения через нуль.

При наличии управляющего импульса на управляющем входе модулятора 4 на его выход входной сигнал передается с коэффициентом "1" (ключ 20 разомкнут), а при отсутствии управляющего сигнала — с коэффициентом "-1" (ключ 20 замкнут, фиг. Зд).

На прямом и инверсном выходах триггера 9 присутствуют сигналы (фиг. Зж,з), по заднему фронту которых запускаются блоки 5 и 6 выборки-хранения соответственно, на выходах которых выделяются сигналы об активной (фиг. Зк) и реактивной (фиг. Зл) составляющих. тока.

Таким образом, при работе устройства на выходе интегратора 3 присутст" вует напряжение (коэффициенты передачи Ьлоков опущены)

)8

И

U = I I sin(03t+Q)dt=I sin(m +g), (2m-i)—

8 где m=0,1,2,3 — такты преоЬразования;

Т вЂ” период измеряемого напряжения;

I — амплитуда измеряемого

М тока;

И, 4) — частота и фаза измеряемого тока.

Подставляя в формулу величины m=O

1, получают на выходе модулятора (с учетом коэффициента его передачи)

ПФ=Iìsiï×=I ð „

Ф

U< =Х„сов =Ха.

При m=2,3 соответственно получают м

V<=I 81п(=1

I

=I cosg=I, 5 155 где 1 Т вЂ” сигналы пропорциональа ° р

У ные активной и реактивной составляющим тока.

Величины m=0 и m=2 соответствуют моментам записи Т/8 и 5Т/8 (фиг.Зл) в блок 6 выборки-хранения сигнала, пропорционального реактивной составляющей тока, а величины m†= и m=3 соответствуют моментам записи ЗТ/8 .и

7Т/8 (фиг, Зк) в блок 5 выборки-хранения сигнала, пропорционального ак.— тивной составляющей тока.

Формула изобретения

Устройство для измерения активной и реактивной составляющих переменного тока, содержащее первичный преобразователь тока, выход которого соединен с входом ийтегратора, первичный преобразователь напряжения, выход которого соединен с входом порогового элемента, два блока выборки-хранения, 5674 б причем выход первого из них является первым выходом устройства, формирова тель импульсов сброса, выход которого соединен с входом сброса интегратора, 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него дополнительно введены модулятор и последовательно соединенные умножитель частоты на четыре и триггер, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго блоков выборки-хранения соответственно, входы которых объединены и соединены с выходом модулятора, вход которого соединен с выходом интегратора, а управляющий вход соединен с входом умножителя частоты на четыре и с выходом порогового эле 0 мента, вход триггера соединен с входом Формирователя импульсов сброса, выход второго блока выборки-хранения является вторым выходом устройства.

1555674 е

ЯВ 57/д 7Т/8

Составитель В.Смирнов

Техред М,Дидык Корректор Н.Ревская.Редактор Н.Бобкова

Заказ 554 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101