Преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)5 3045 2 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 347906 (22) Заявлено 22.07.75 (21) 2157642/21 с присоединением заявки № 2157641/21 (23) Приоритет (43) Опубликовано30.09.76.Бюллетень № 36 (45) Дата опубликования описания 10.12,76

2 (51) М. Кл.

Н ОЗ К 13/20

Государственный комитет

Совета Мнннстраа СССР по делам нэооретеннй и открытий (53) УДК621.325 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. Н. Лавров (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ

СЕТИ B ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к области преобразования и кодирования информации и может быть применено для преобразования в цифровой код активной мощности в трехфазных и однофазных электрических системах.

Известные преобразователи однофазной и трехфазной активной мощности в цифровой код обладают сравнительно высоким бы тродействием, но невысокой точностью преобра— зования или достаточно высокой точностью, щ но низким быстродействием.

Известен преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код по основному авт. св. М 347906, содержащий входное устройство, нуль-орган, триггер, ре- 15 версивный счетчик, управляющее устройство и преобразователи напряжения в частоту каналов контролируемых токов и напряжений.

Недостатком этого устройства является зависимость погрешности преобразования от 20 изменения кривых входных напряжений в течение измерительного цикла. Кроме того, поскольку интегрирование входных напряжений выполняется только в то время, когда есть импульсы стабильной длительности на 25 выходах преобразователей напряжений, пропорциональных входным токам, в частоту, результат преобразования не может учитывать полностью весь спектр гармонических составляющих входных сигналов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код, содержащий входное устройство, нуль-орган, триггер, реверсивный счетчик, управляющее устройство и преобразователь напряжения в частоту каналов контролируемых токов и напряжений, на вход каждого преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых токов введены последовательно соединенные инвертируюший усилитель и дополнительный ключ, шунтированные вторым дополнительным ключом, управляющие входы упомянутых ключей соединены с разноименными выходами триггера, а выход каждого преобразователя напряжения в частоту каналов котролируемых токов через инвертор подключен к управляющему входу ключа, 530452 дополнительно введенного на входе соответ.ствующего преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых напряжений, причем указанный ключ соединен последовательно с введенным в каждый канал контролируемого напряжения инвертирую— щим усилителем.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя активной мощности трехфазной сети в цифровой код и подключения )0 эго к контролируемой трехфазной трехпроводной электрической сети.

Преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код содержит входное устройство 1, нуль-орган 2, триггер 3, )5 инвертирующие усилители 4 — 7 с одинако— выми резисторами на входах и в цепях обратной связи, аналоговые ключи 8-15, ин— верторы 16, 17, преобразователи напряжения в частоту 18, 19, 20 (ПНЧ), управля- Щ юшее устройство 21 и реверсивный счетчик

22.

На входы входного устройства 1 включены контролируемые сигналы от вторичных обмоток трансформаторов напряжения 23 и 25 тока 24 и 25. Преобразование активной мощности в цифровой код выполняется в соответствии с известным методом двух ваттметров. На выходах выходного устройства

1 действуют напряжения, пропорциональные 30 величинам входных сигналов. На входы усилителей 4 и 5 подаются напряжения

U,(t) = „Uz) (<) и " () =)(„Ucg(t) а на входы усилителей 6 и 7 напряжения

"3®= " 1 а () ()4< ) =,,(М

На выходах усилителей действуют инверсные значения входных напряжений, то есть

-(),, — Ug,-Ug,- Uq.В усилителей 4 и 5 через аналоговые ключи

8 и 9, 10 и 11 подключены ко входам ПНЧ 40

20, а входы и выходы усилителей 6 и 7 через ключи 12 ц 13, 14 и 15 — ко входам ПНЧ 18 и 19 соответственно. Управля— ются ключи 12 и 14 импульсами от прямо го выхода триггера 3, а ключи 13 и 15- 45 от инверсного выхода этого же триггера.

Выход преобразователя напряжения в частоту 18 управляет включением ключа 9 и через инвертор 16 — включением ключа 8, а выход преобразователя напряжения в часто- 50 ту 19 управляет включением ключа 11 и через инвертор 17 — включением ключа 10.

Выделение периодов электрических колебаний преобразуемых сигналов выполняется с помощью нуль-органа 2 и связаннсго с его выходом триггера 3. Измерительный цикл длится два периода. В первом периоде открыты ключи 13 и 15 и на входы преобразователей напряжения в частоту 18 и 19 пос> ФЪ тупают напряжения U 3 и U 4 . На выхо-

4 дах этих преобразователей напряжения в частоту генерируются последовательности импульсов стабильной длительности с.частотами, пропорциональными входным сигналам. (И)= „+5; (t) =). +5; U (t)

О14 14 4 (4), 3 (t) — частоты им1 Ъ 14 пульсов на выходах преобразователей напряжения в частоту 18 и 19;

1 — то же при ()

О1

3 > 014

5, Ь вЂ” чувствительность преобразо"3 "4 вателей напряжения в частоту 18 и 19.

Частота импульсов на выходе ПНЧ 20 в любой момент времени определится из выра енияя. (t) =f +S (0 й)3+5 (t U й)1

ou u < о, >, где 5 << — частота на выходе этого преобразователя напряжения в частоту U1=(j =0;

Ь(,, Ь О вЂ” чувствительность преобразован„о теля напряжения в частоту 20 по соответ— ствующим входам.

В течение времени, когда на выходах преобразователей напряжения в частоту 18 и 19 действуют импульсы стабильной длительности Т,„ и Т ., на входы

СТ1 преобразователя напряжения в частоту 20 подключаются напряжения + U, (t ) и

+ U (t) ключами 9 и 11. B течение времени, когда импульсы ТсТ и Т

1 т отсутствуют, на входы преобразователя напряжения в частоту 20 подключаются напряжения с выходом инвертируюших усилителей

4 и 5 ключами 8 и 10 — U И.) и — U ().

В первом периоде измерительного цикла реверсивный счетчик 22 устанавливается в режим сложения. Во втором периоде измерительного цикла напряжения на входы преобразователя напряжения в частоту 18 и

l9 подаются с выходов усилителей 6 и 7 через открывшиеся в момент изменения состояния триггера 3 аналоговые ключи 1 2 и 14. Ключи 13 и 14 в этом периоде закрыты. Реверсивный счетчик 22 устанавливается в режиме вычитания. По окончании измерительного цикла счетчик 22 будет иметь состояние, соответствующее выражению кт

))=4)(„Ъ SÄ. S Т I ®О (t)1.

"с сь ц ст ст

Т =Т

13 4 " О ()

1 ь

Из выражения следует, что N прямо пропорционально активной электрической энергии в трехфазной сети за два периода электрических колебаний. Для получения N „ пропорционального активной мощности, дос830482

3U(t;)

as )

U таточно выполнить любой из коэффициентов, входящих в выражение, например, Ь гиц з перболически зависяшим от периода контролируемых электрических колебаний, то есть

Это выполняется с помощью триггера 3 и управляющего устройства 21, вырабатываюшего аналоговый сигнал соответствующей длительности периода контролируемых электрических колебаний, который подается на третий вход преобразователя напряжения в частоту 20 и изменяет Ь в соответствии с последним выражением.

Использование инвертируюших усилителей, инверторов и дополнительных аналоговых ключей выгодно отличает предлагаемый пре- 2О образователь трехфазной активной мощности в цифровой код от у.вмазанного прототипа, так как исключается зависимость погрешности преобразования от изменения формы входных сигналов в течение измерительного цикла, 25 а также в результате преобразования учитывается весь спектр гармонических составляющих входных сигналов. В итоге повышается точность преобразования. Кроме того, число импульсов М, получаемое в пред- ЗО ложенном преобразователе, при одинаковых значениях чувствительностей в четыре раза больше, чем у прототипа. Это обстоятельство также используется для повышения точности и стабильности преобразователя .

Формула изобретения

Преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код по авт.св. № 347906, отличающийся тем, что, с целью повышения точности устройства, на вход каждого преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых токов введены последовательно соединенные инвертирующий усилитель и дополнительный ключ, шунтированные вторым дополнительным ключом, управляющие входы упомянутых ключей соединены с разноименными выходами триггера, а выход каждого преобразователя напрчжения в частоту каналов контролируемых токов через инвертор подключен к управляющему входу ключа, введенного дополнительно на входе соответствующего преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых напряжений, причем указанный ключ соединен последовательно с введенным в каждый канал контролируемого напряжения инвентирующим усилителем.

"530452

СоставительА. Кузнецов

Техред М. Левицкая Корректор С. БолцижаР

Редактор Е. Дайч

Тираж1029 Подписное

Заказ 5228/644

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4