Преобразователь активной мощностив цифровой код

 

Союз Советскнд

Соцналистических

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ

ptj80956З

l

Ф ..д (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 260479 (21) 2758080(18-21 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритвт—

Опубликовано 2802.81. Бюллетень Но 8

Дата опубликования описания 28.02.81 (51)М. Кл.З

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

I 6Рд и. м. Аддуддддд, д, ш. дадашева и c. T. эф ндиев « С, « !

J

Азербайджанский институт нефти и химии иЬ М. - Аъяэбду ова

- -"

P1) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ AKTHBHOA МОЩНОСТИ

В ЦИФРОВОЙ КОД

Изобретение относится к цифровой электроиэмерительной технике и может быть использовано в устройствах режимной автоматики энергообьектов, в преобразователях мощности и цифровых измерителях мощности.

Известеí аналого-цифровой измеритель мощности переменного тока, содержащий преобразователь напряжения постоянного тока в код следящего уравновешивания, программно-распределительное устройство, переключатели, аналоговое запоминающее устройство и цифроаналоговое множительное устройство (1) . 15

Недостатком устройства является значительная погрешность преобразования при наличии высших гармоник в преобразуемых напряжении и токе.

Известен также преобразователь активной мощности в цифровой код,. содержащий суммирующий и вычитакщий блоки, формирователь периода, реверсивный счетчик, импульсный переключатель, блок сравнения, сумматор, триггер, источник напряжения смещения, функциональный генератор на-. пряжения полупараболической форм4, формирователь шага квантования и t 30 блок заполнения интервалов времени (2) .

Однако устройство имеет большую длительность преобразования, достигающую при высокой точности нескольких периодов измеряемых сигналов.

Цель изобретения — повышение бы.стродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий суммирующий и вычитающий блоки, входы которых подключены к шинам преобразуемых напряжений и токов, последовательно соединенные формирователь периода, вход которого соединен с шивой преобразуемых напряжений, формирователь шага квантования и функциональный генератор напряжения полупараболической формы, последовательно соединенные блок заполнения интервала времени, импульсный переключатель и реверсивный счетчик, триггер, первый вход которого соединен с выходом формирователя шага квантования, а второй — с выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом функционального генератора напряжения полупараболической фортами, а второй — через сумматор

809563 нвн с выходом второго блока, сравнения, второй вход которого через второй сумматор соединен с источником напряжения смещения, второй вход первого сумматора соединен с выходом суммирующего блока,.а.второй вход второго сумматора — с выходом вычитающего блока, внходы триггеров соединены со входами блока вычитания временных интервалов 1$ и блока определения знака мгновенной мощности, выход которого соединен с управляющим входом импульсного переключателя, а выход блока вычитания временных интервалов — со входом бло- 34 ка заполнения интервалов времени.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит суммирующий блок 1 и,вычитающий блок 2, входы которых соединены с шинами преобразу,емых напряжений и токов, формирова-, тель 3 периода, вход которого соеди" нен с шиной преобразуемых напряжений> источник 4 напряжения смещения, выход которого соединен с первыми входами сумматоров 5 и 6, причем второй вход сумматора 5 соединен с выходом суммирующего блока 1, а второй вход сум матора 6 — с выходом вычитающего блока 2, формирователь 7 шага квантовас выходом формирователя 7 шага квантования к первыми входами триггеров 11 к 12, выходы которых соединены со вхо с источником напряжения смещения, дополнительно введены вторые триггер, блок сравнения и сумматор, блок вычитания временных интервалов и блок определения знака мгновенной мощности, причем первые входы триггеров и блоков сравнения соединены попарно, а второй вход второго триггера соединия, вход которого соединен с выходом формирователя 3 периода, блоки 8 и 9 сравнения, первые входы которых соединены с выходом функционального генератора 10 напряжения полупараболичвской формы, вход которого соединен дами блока 13 вычитания временных ин« тервалов и входами блока 14 определения знака мгновенной мощности, второй вход триггера 11 соединен с выходом блока 8 сравнения, второй вход которого соединен с выходом сумматора 5, а второй вход триггера 12 соедкквк с выходом блока 9 сравнения, второй вход которого соединен с выходом сумматора 6, выход блока 13 вычитания временных интервалов соединен со входом блока 15 заполнения иитврвала времени, выход которого соедккек со входом импульсного. переключателя 16, уцравлякщкй вход которого совдкквк с выходом блока 14 опрвдвлвккя знака мгновенной мощности, а выходы - со входами реверсивного счетчика 17.

Устройство работает следующим образом.

4$

$0

$$

Преобразуемые сигналы 0 (t) и U„(t), пропорциональные току и напряжению измеряемой цепи, по соответствующим шинам подаются на входы суммирующего и вычитающего блоков 1 и

2. На первом входе блока 8 сравнения действует напряжение где U — постоянное напряжение сме0 щения, используемое для получения однополярных сигналов;

Kñ (Ор (й) + U1 (t)) мгно, венное значение выходного напряжения суммирующего блока 1;

К вЂ” коэффициент передачи этого блока.

На первом входе блока 9 сравнения действует напряжение

U (t) - О„+ u>(t) где Ug(t) = К (us(t) — u; (а)) — мгновенное значение выходного напряжения вычитающего блока 2;

Kg — коэффициент передачи этого блока.

На вторые входы блоков 8 и 9 сравнения подается напряжение от функционального генератора 10 напряжения полупараболической формы запускаемого с помощью формирователя 7 шага квантования в моменты времени t< = --в- где Т вЂ” период напряжения измеряемой цепи; и — число измерений мгновенных значений напряжения на первых входах блоков 8 и

9 сравнения за один период напряжения измеряемой цепи;

К = 1-M — индекс, показывающий моменты измерения мгновенных значений выходных сигналов суммирующего и вычитающего блоков.

В течение шага квантования л t на выходах триггеров 11 и 12 т получаются сигналы соответствующих

Т и Т„ длительностей, равных интервалам времени между моментами запуска функционального генератора 10 и срабатываний блоков 8 и 9 сравнения соответственно. Эти сигналы подаются на входы блока 13 вычитания временных интервалов, на выходе которого получается разность длительностей ЬТ (Т -Т х ), заполняемая импульсами стабильйой частоты f0 в блоке 15 и записывается в рвверсивом счетчике

17. Направление счета последнего зависит от того, какой иэ блоков 8 и

9 сравнения сработал первым, что опрвдвлявтся блоком 14 определения знака мгновенной мощности.

Таким образом, на реверсивном счетчике 17 фиксируется количество импульсов, эквивалентное разности

809563 длительностей а T = (Тк -Т „ ), пропорциональное мгновенному значению мощности измеряемого сигнала.

Интегрирование цифровых эквивалентов аТ за один период Т измеряемых сигналов, осуществляемое на реверсивном счетчике, дает код активной мощности измеряемой цепи. длительность Тк и Тк триггеров 11 и 12 определяется из условия динамической компенсации напряжений О» (t) и U (t) развертывающим напряжением полупараболической форма Оп{ )

Кп /T от функционального генератора 10

Тк - U2(t,)

Кп

1 тк = U („), п

20 где K> — коэффициент развертывающего напряжения.

С учетом 01 { t) и U<(t) интервал времени hТ = (Т вЂ” Т1) пропорционален разности квадратов суммы и разности напряжения и тока измеряемой цепи, т. е. мгновенному значению мощности.

Блок 14 определения знака мгновенной мощности осуществляет логическую обработку выходных сигналов триггеров 11 и 12 следующим образом. Если мгновенная мощность имеет положительный знак, то Т ) Т" и первым срабатывает триггер 12, а вторым— триггер 11. При этом выходным сигналом блока 14 определения знака мгновенной мощности импульсный переключатель 16 устанавливается в верхнее положение и реверсивный счетчик 17 работает в режиме сложения. 40

Если мгновенная мощность имеет отрицательный знак, получается Тк С Тк

t и первым срабатывает триггер 11, а вторым — триггер 12. При этом импульсный переключатель 16 устанавливает- 45 ся в нижнее положение и ревврсивный счетчик 17 работает в режиме вычитания.

Таким образом, к концу периода Т на реверсивном счетчике накапливается число, пропорциональное активной мощности P и *C (Р()-О (Ц Р

Блок 14 определения знака мгновен- 55 ной мощности и блок 13 вычитания ин» тервалов представляют собой блоки логической обработки выходных сигналов триггеров 11 и 12.

Предлагаемое устройство позволяет управлять устройствами режимной автоматики энергообъектов в реальном масштабе времени, а также уменьшает время измерения до одного периода с точностью не менее 0,5%.

Формула изобретения

Преобразователь активной мощности в цифровой код, содержащий суммирующий и вычитающий блоки, входы которых подключены к шинам преобразуемых напряжений и токов, последовательно соединенные формирователь периода, вход которого соединен с шиной преобразуемых напряжений, формирователь шага квантования и функциональный генератор напряжения полупараболической формы, последовательно соединенные блок заполнения интервала времени, импульсный переключатель и реверсивный счетчик, триггер, первый вход которого соединен с выходом формирователя шага квантования, а второй с выходом блока сравнения, первый вход которого соединен с выходом функционального генератора напряжения полупараболической формы, а второй— через сумматор с источником напряжения смещения, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены вторые триггер, блок сравнения и сумматор, блок вычитания временных интервалов и блок определения знака мгновенной мощности, причем первые входы триггеров и блоков сравнения соединены попарно, а второй вход второго триггера соединен с выходом второго блока. сравнения, второй вход которого через второй сумматор соединен с источником напряжения смещения, второй вход первого сумматора соединен с выходом суммирующего блока, а второй вход второго сумматора — с выходом вычитающего блока, выходы триггеров соединены со входами блока вычитания временных интервалов и блока определения знака мгновенной мощности, выход которого соединен с управляющим входом импульсного переключателя, а выход блока вычитания времени интервалов — со входом блока эаполнени- интервалов времени.

Источники информации, принятые зо внимание при экспвртиэв

1. Авторское свидетельство СССР

9 290226, кл. Н 03 К 13/02, 29.07.69.

2. Авторское свидетельство СССР

В 497726, кл. Н 03 K 13/20, 05.07.74 (прототип).

809563

Составитель Е. Борзов

Техред М. Коштура Корректор Г. Решетник

:Редактор. T. Мермелштайн

Тираж 999 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 458/78

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4