Устройство для измерения основной частоты в цепи переменного тока

 

О П И С-A--Н- --И

Союз Советск кк

Социалист ическкн

Республик

i708252

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 566194 (22) Заявлено 05.03.76 (21) 2330324/18-21 (51)М. Кл.

G 01 % 23/00 с присоединением заявки РЙ—

Гннуднротненный комитет

СССР аа делам изобретений н нткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 05.01.80.Бюллетень Рй 1 (53) УДК 621.317.

761 {088 8) Дата опубликования онисания 08.01.80 (72) Автор изобретения

Л. Б. Масандилов (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНОЙ ЧАСТОТЫ

В БЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Устройство относится к области электротехнических измерений.

Известно устройство для измерения основной частоты в цепях переменного тока, описанное в авторском свидетельстве № 566194, содержащее последовательно

S соединенные датчик тока, двухканальный усилитель-преобразователь, два фильтра нижних частот, блок деления и блок извлечения квадратного корня, причем перт0 вый канал усилителя-преобразователя содержит квадратор, а второй канал — последовательно соединенные интегратор и квадратор (1).

Недостатком известного устройства яв15 ляется малая точность измерения при изменении в широких пределах амплитуд высших гармоник входного сигнала.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения в широком диапазоне изменения амплитуд высших гармоник входного сигнала.

Для этого в известное устройство дополнительно введен интегратор, включенный между выходом датчика тока и входом усилителя-преобразователя.

На чертеже приведена блок-схеМа устройства.

Устройство для измерения основной частоты в цепи переменного тока содержит последовательно соединенные датчик

1 тока исследуемой цепи, интегратор 2 и двухканальный усилитель-преобразователь 3. Выходы первого и второго каналов этого усилителя подключены ко входам фильтров нижних частот 4 и 5 соответственно. Выходы фильтров 4 и 5 соединены со входами блока 6 деления, а выход последнего — со входом блока 7 извлечения квадратного корни. Вход блока

7 является выходом всего устройства.

Первый канал усилителя-преобразователя

3 содержит квадратор 8, а второй канал— последовательно соединенные интегратор

9 и квадратор 10.

Устройство работает следующим образом.

Пои подаче на вход устройства тока

708252 4

«2

СО»2(»Wt+») )+Q ), (g) ):0 где К1о и К10 — постоянные коэффициенты; Ц„- сумма гармонических составляющих, аналогичная G«, а выходное напряже ние фильтра 5 таково:

Z 2

2 И)2 Щ)1

ОБ- „(Х„,. — 4."+ »), (7) где К вЂ” постоянный коэффициент.

В блоке 6 осуществляется деление нап- ряжений 04 на U>. Поэтому согласно (4) и (7) напряжение на выходе блока 6 де 5 пения таково: где «,,« II12 )- i щ1 1) г " ) И плитуды (начальные фазы) 1-ой, 2-ой, ....Ä I1-oN; (в- угловая частота первой гармоники; т,- текущее время, напряжение на выходе интегратора 2 имеет вид: (2) где К вЂ” постоянный коэффициент.

2 . При этом напряжение на выходе квадpampa 8 таково:

О )", lz «)1)П

8 8 2 j(«+ - ° "+ — )1

<@ " 1 2 г г5

1 I

«ьц о 2 г) + + - вф cos 2(zIII)g+q )

+". »» Сс»» 2(hhht+»)»)h ) (Д)

0

3О где I(8 и t(— постоянные коэффициенты;

5, — сумма гармонических составляющих, амплитуда каждой из которых определяется произведениями амплитуд двух разных гармоник, а частота — суммой или раз35 ностью частот этих гармоник, à Ha BbIKoде фильтра 4 нижних частот напряжение следующ е к г

4. )» 2. и г « й1И»

-1- ) . (4) 40

la где К@- постоянный коэффициент.

Выходное напряжение интегр а тор а 9, на вход которого подается напряжение

IJ а вно".

)» р 45

k(»»»»(»»Ф» М»»») )+

1 (5)

«в МИ

+ S1)1 (2 )«;1.$>)+. + — ф 51)1 Н 4 + Я )1

Н и р> где К,< — - постоянный коэффициент.

При этом выходное напряжение квадра-. тора 10 следующее: г

<. «ot) я. «юг 7п1)1

)»1)1 )

О Щ ())11 4 " Н4

2 со 2(ОУЬ+Ч „)- — 4СОЬ 2 (2 f+9 )г «1112

«х =1„ъ1Н (юа+ ч1)+

М1

+«МИ(2ЖЬ.1 Ч )1- + .+«,„, МН (На Ь+9„), (1) 2Г

"=--L-.,-- -,Щ2

+ Gos(2m«;eq g+... +. . ).))1)) п1" сов (nuu« +1 1 ) ) 2

0 «2 + )112 "+ о г Н11 2

Ь Ь О Ь 2 I т —;г--+ . +

Н1Н

2 N4 о где К ь и k< — постоянные коэффициенты.

Напряжение на выходе блока 7 извлечения квадратного корня, являющееся выходным напряжением устройства, равно: а 2 ez

)11m

Ц =фщ ))11 2 Н 9)

ВЫХ (9

Н11 24 Н4где К вЂ” постоянный коэффициент.

Выходное напряжение пропорционально измеряемой частоте первой гармоники тока. При несинусоидальном токе наибольшую величину обычно имеет первая гармоника. Пусть, например, амплитуда второй гармоники составляет 50% от амплитуды первой гармоники, а амплитуды других высших гармоник малы. Тогда из (9) следует

ЦВЫХ=«.О 2 kI4).

Аналогичные расчеты показывают, что если амплитуда второй гармоники составляет 70% и 100% от первой, то соответственно

ВЫХ «)О4 @au и 0 х «,О8К Ю

Из последних выражений следует, что при изменении амплитуд высших гармоник в очень широких пределах, вплоть до значения амплитуды первой гармоники, погрешность измерения основной частоты небольшая. Это является важным положительным качеством устройства в тех случаях, когда амплитуды токов и их гармонический состав при изменении частот также могут изменяться.

4к

Составитель А. Филиппов

Редактор М. Минаев ТехредЛ. Алферова Корректор М. нигула

Заказ 8477/39 Тираж 1019 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 70825

Если дополнительные интеграторы вида 2, включенные между выходом датчика тока и входом усилителя-преобразователя, использовать для измерения основной частоты в многофазной цепи перемен- 5 ного тока, то можно добиться уменьш ния амплитуд гармонических составляюших сигналов на входах фильтров нижних частот вида 4 и 5 и упростить тем самым эти фильтры.

Формул а изобретения

Устройство для измерения основной частоты в цепи переменного тока по авторскому свидетельству ¹ 566194, о т л и— чающееся тем,что,сцелью уменьшения погрешности измерения в широком диапазоне изменения амплитуд высших гармоник входных сигналов, оно дополнительно содержит интегратор, включенный между выходом датчика тока и входом усилителя-преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 566194 кл. 9 01 Й 23/00 от

26.01.76.