Устройство для измерения активной мощности однофазного переменного тока

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советским

Социаписткческкм

Республик (11) 58545 4 (61) дополнительное ы авт. cBHK-IIy (22) Заявлено240378 (21) 2337738/18-21 с присоеяннением заявки РЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 251277 Бюллетень РЙ 47 (45) Дата опубликования описания 191277 (5l) М. Кл.

G 01 R 21/00

Гое}даретееииый иомитет

Солите Миииитрои СССР ие делам иаооритииий и отирытид (53) УДК

621.317.382 (088.8) (72) Авторы изобретения В и. зуев, B H. зуев, Г.Ф, шестеров и B.Â. матвеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

ОДНОФАЗНОГО 1)ВРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике, может использоваться для статического преобразования мощности переменного тока в напряжение.

Наиболее близкое к изобретению устройство для измерения активной мощности однофазного переменного тока содержит трансформатор тока и напряжения, выпрямители и фильтры, и усилитель с изменяющимся, пропорционально напряжению питания, коэффициентом усиления

f1).

Однако известное устройство при фильтрованном выходном напряжении име- IS ет низкое быстродействие и малый уровень выходного сигнала. Это связано с тем, что для уменьшения пульсаций выходного напряжения, на выходе устройства подключаются большие емкости, ко- 20 торые значительно снижают быстродействие. Кроме того, напряжение питания усилителя ограничивается низким уровнем, который не позволяет получить на выходе устройства среднее значение вы- 2S ходного сигнала, достаточное для подачи беэ усиления по напряжению на многие устройства автоматики.

ЦелЬ изобретения — повышение быстродействия и уровня выходного сигнала. З0

Для этого в устройство, содержащее трансформаторы напряжения и тока с выпрямителями, первые из которых подключены к усилителю с изменяющимся, пропорционально напряжению питания, коэффициентом усиления через сглаживающие фильтры, а вторые — через делитель напряжения, и запоминающую емкость, введен ключ, установленный между выходом упомянутого усилителя и запоминающей емкостью, и определитель максимального значения синусоидального напряжения, подключенный по входу к трансформатору напряжения и по выходу — к управляющему входу ключа.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Оно содержит трансформаторы напряжения 1 и тока 2, выпрямителя 3-5, усилитель 6 с изменяющимся пропорционально напряжению питания коэффициентом усиления, сглаживающие фильтры 7 и 8, запоминающую емкость 9, ключ 10, определитель 11 максимального значения синусоидального напряжения, делитель 12 напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение трансформатсра 1 выпрямляется и фильтруется вы585454 прямителями 3 и 4 н фильтрами 7 и 8 и затем подается на соответствующие питающие клеммы усилителя 6. Причем эти напряжения равны амплитудному значению напряжения выходных обмоток трансформатора 1. Фильтры 7 и 8 при уменьшении напряжения сети разряжаются через усилитель 6.

Таким образом, оба напряжения, необходимые для работы усилителя 6, изменяются в соответствии с напряжени10 ,ем сети. На вход усилителя 6 подается напряжение, пропорциональное току нагрузки с трансформатора 2 тока. После умножения напряжения, пропорционального амплитудному значению напряжения 15 питающей сети, и синусоидального вынрямпенного значения напряжения, пропорционального току нагрузки, с помощью усилителя 6 сигнал подается на запоминающую емкость 9 через ключ 10, Ключ 10 открывается на некоторое время и закрывается точно в момент времени, когда синусоидальное напряжение сети достигает амплитудного значения, т.е, при угле от начальной фазы 25

X напряжения.

Характеристика преобразования предлагаемого статического преобразователя мощности определяется выргй:ением: Зц

Ц К У, Э„,ж, sin(y+yl=KU Зи„еозч>, где Цв — напряжение на емкости 9 36

N — коэффициент пропорциональности

U - напряжение питающей сети

5яж,- ток в нагрузке р — угол сдвига между током и напряжением.

Как видим, значение напряжения на емкости 9 пропорционально активной мощности контролируемой цепи. Сигнал для управления ключом 10 синхронизирован с напряжением питающей сети и формируется определителем 11 . Ключ 10 может быть выполнен на полевом транзисторе, а определитель максимального значения синусоидального напряжения— на параллельно включенных емкости и сопротивления. Зарядный ток емкости формирует импульс, открывающий транзистор, причем зарядный ток прекращается в моменты времени, когда напряже-.

55 ние сети достигает максимальных значений. Сопротивление. необходимо для разряда емкости и подготовки ее к сЛедующему полупериоду. За время открытия ключа 10 емкость 9 успевает зарядиться до выходного напряжения усилителя б,пропорционального активной мощности контролируемой цепи. При уменьшении активной мощности емкость

9 разряжается через ключ 10 (в период открытия) и малое выходное сопротивление усилителя 6 до нового значения напряжения, пропорционального действительной мощности. Таким образом, через каждые 0,01 сек. емкость 9 запоминает значения напряжения, пропорционального активной мощности, и следит за его изменением. Очевидно, что быстродействие предлагаемого устройства значительно превосходит быстродействие известного. Величина выходного напряжения больше, чем в иэвестном устройстве, так как в предлагаемом устройстве чапряжение питания усилителя пропорционально максимальным значениям синусоидального напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения активной мощности однофаэного переменного тока, содержащее трансформаторы напряжения и тока с выпрямителями, первые из которых подключены к усилителю с изменяющимся, пропорционально напряжению питанию, коэффициентом усиления через сглаживающие фильтры, а вторые— через делитель напряжения, и запоминающую емкость, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия и уровня выходного сигнала, в него введен ключ, установлен» ный между выходом упомянутого усилителя и запоминающей емкостью, и определить максимального значения синусондального напряжения, подключенный по входу к трансформатору напряжения и по выходу — к управляющему входу ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидительство СССР

Ю 491107, кл, G 01 % 21/00, 12.03.74 °

585454

Составитель A Андриевский

Редактор Л. Гребенникова Темред Э.Фанта Корректор A.лакида

Закаэ 5042/37 Тираж1101 Подписное

ЦНИИПИ ГосУдарственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4