Устройство для учета электрической энергии

 

Использование: для учета электроэнергии постоянного и переменного токов. Сущность изобретения: устройство содержит ваттметровый элемент 1, фазомувствительный модулятор 2, усилитель 3 переменного тока, демодулятор 4; интегратор 5, пороговый элемент 6, счетчик 7, селектор 9 временных интервалов, генератор 10 прямоугольных импульсов и блок 8 управления . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 R 21/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882324/21 (22) 11.11.90 (46) 28.02.93. Бюл. М 8 (71) Институт систем управления АН ГССР (72) А,Б.Иванов (56) Авторское свидетельство СССР

М 538305, кл. G 01 R 21/08, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ...533„„1798715 А1 (57) Использование: для учета электроэнергии постоянного и переменного токов. Сущность изобретения: устройство содержит ваттметровый элемент 1, фазочувствительный модулятор 2, усилитель 3 переменного тока, демодулятор 4, интегратор 5, пороговый элемент 6, счетчик 7, селектор 9 временных интервалов, генератор 10 прямоугольных импульсов и блок 8 управления. 1 ил.

1798715

Изобретение относится к области электрических измерений и может применяться для учета электроэнергии постоянного и переменного тока.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Структурная схема устройства приведена на чертеже, Устройство содержит ваттметровый элемент 1, выполненный, например, на основе интегрального перемножителя, к одному из входов которого подводится сигнал U, пропорциональный напряжению, а к другому — промодулированн ый фазочувствительный модулятором 2 сигнал I, пропорциональный току в электрической сети. В.ыход ваттметрового элемента соединен через усилитель 3 с входом демодулятора 4, выход которого подключен к входу интегратора 5, соединенного выходом с входом порогового элемента 6, Первый выход порогового элемента соединен со счетчиком импульсов 7, а второй — с уп-. равляющими входами блока управления 8 и селектора временных интервалов 9, частотные входы которых подключены к генератору прямоугольных импульсов 10 и управляющему входудемодулятора, Выход блока управления соединен с управляющим входом модулятора, а выход селектора временных интервалов — с управляющим входом интегратора.

Существенные признаки заявляемого изобретения обуславливают проявление в нем нового свойства — независимость результата измерения от нарушения очередности изменения фазы модулирующего сигнала, что, в свою очередь, обуславливает повышение надежности работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входные сигналы, пропорциональные напряжению и току в электрической сети, подаются на соответствующие входы ваттметрового элемента 1, причем первый — непосредственно, а второй — через фазочувствительный модулятор 2. Последний модулирует сигнал тока с частотой генератора 10. Получен н ый на выходе ваттметрового элемента высокочастотный сигнал, пропорциональный мгновенной мощности, усиливается усилителем переменного тока 3 и затем восстанавливается демодулятором 4, Управление работой демодулятора осуществляется сигналом, поступающим от генератора 10. а управление работой фазочувствительного модулятора — тем же сигналом, но через блок управления 8. Демодулированное напряжение поступает на

20 интегратор 5, который интегрирует последовательность импульсов с поСтоянной сос гавляющей, пропорциональной активной мощности в электрической сети. По окончании процесса интегрирования напряжение на выходе интегратора 5 достигает уровня срабатывания порогового элемента 6, который вырабатывает сигналы для счетчика импульсов 7 и блока управления 8, Последний сдвигает фазу модулирующих колебаний на

180, в результате этого напряжение на выходе демодулятора 4 изменяет знак и начинается следующий цикл интегрирования, заключающийся в том, что накопительный элемент интегратора 5 перезаряжается до уровня, при котором вновь срабатывает пороговый элемент 6, переводящий блок управления и, следовательно, все устройство в исходное состояние, Таким образом, изменение фазы модулирующего сигнала относительно демодулирующего приводит к изменению направления интегрирования и, следовательно, перезарядке накопительной емкости интегрирующего устройства, сопровождаемого появлением сигналов на выходах порогового элемента. При этом на первом выходе формируется последовательность импульсов, число которых про30 порционально измеренному значению электрической энергии, и подсчитывается счетчиком импульсов 7. На втором выводе формируется сигнал управления состоянием блока управления 8 и селектора времен35 ных интервалов 9, выполненного, например, на основе интегрального счетчика импульсов, отсчитывающего количество тактовых импульсов, поступающих на его счетный вход с генератора 10.

40 Емкость счетчика выбирается из условия его полного заполнения по прошествии интервала времени, большего времени цикла интегрирования, имеющего место при допустимых минимальных уровнях входных

45 сигналов устройства. При этом условии на выходе селектора временных интервалов формируется сигнал в виде короткого импульса, который поступает на вход управления интегрирующего устройства 5, 50 например, на вход управления разрядного ключа. включенного параллельно накопительному элементу активного емкостного интегратора. При поступлении этого сигнала разрядный ключ открывается и произво55 дится разряд накопительного элемента интегрирующего устройства. Благодаря этому устраняетСя возможность насыщения последнего при несанкционированном блоком управления нарушении очередности смены фазы модулирующего сигнала и по1798715

Составитель С.Старостина

Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Редактор

Заказ 769 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 следующем за ним прекращении работы интегрирующего устройства и, следовательно, всего устройства в целом. Кроме этого, устраняется также и так называемый "самоход" устройства для учета электрической энергии.

Процесс установки интегрирующего устройства 5 в исходное состояние повторяется до тех пор, пока уровни входных сигналов будут меньше допустимых минимальных значений. В flpoTMBHoM случае длительность цикла интегрирования станет меньше времени заполнения емкости счетчика (селектора временных интервалов 9) и сигнал с выхода порогового элемента будет устанавливать его в нулевое состояние раньше; чем произойдет полное заполнение емкости счетчика. При этом íà.его выходе будет отсутствовать сигнал, открывающий разрядный ключ интегрирующего устройства, и работа устройства восстановится.

Учитывая высокую надежность устройства, оно может найти применение для учета расхода электрической энергии на электрифицированном транспорте и в качестве бытовых средств учета электрической энергии.

Формула изобретения

Устройство для учета. электрической энергии, содержащее ваттметровый злемент, выход которого подсоединен к последовательно соединенным усилителю переменного тока, демодулятору, интегратору, пороговому элементу и счетчику, при этом

5 управляющий вход демодулятора соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов и с частотным входом блока управления, выход которого подключен к уп ра вля ющему входу фазочувствител ь ного

10 модулятора, соединенного своим выходом с входом ваттметрового элемента, управляющий вход блока управления соединен с вторым выходом порогового элемента, при этом вторые входы фазочувствительного мо15 дулятора и ваттметрового элемента являют- ся входами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, в него дополнительно введен селектор временных интервалов, под20 ключенный частотным входом к выходу генератора прямоугольных импульсов, управляющим входом — к выходу порогового элемента,. а выходом — к управляющему входу интегратора, при этом

25 вход фазочувствительного модулятора является токовым входом устройства, а второй вход ваттметрового элемента— входом напряжения устройства.