Анализатор колебаний напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< «947776 (61) Дополнительное к авт. свид-ву у 830249 (22) Заявлено 02.09.80 (21) 2976732/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 30 Р7.82.Б«оллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30.07.82 ($) j К 3

G 01 R 19/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (Я3) УДК 621. 317..7(088.8) В.Б Брайко Б.P.Ãèëüãóðò, И.П.Грйнберг,. О.Л.Карасинский, П.С.Суманеев, С.Г.Таранов и 1Р.Б.Хусид (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) АНАЛИЗАТОР КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения плотности распределения размахов колебаний напряжения, длительности временных интервалов между соседними колебаниями и длительности колебаний.

По основному авт.св. М 830249 известен анализатор колебаний напряжения, содержащий аналого-цифровой преобразователь, четыре регистра, два вычитателя, генератор импульсов, блок сравнения кодов, блок определения направления и длительности измерений, распределитель и блок счетчиков,входы которого соединены с соответствующими выходами распределителя, первый вход которого подключен к выходу первого вычитателя, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с шиной входного сигнала, а выход через первый регистр соединен с входом второго и третьего регистров и с первым вхоцом второго вычитателя, второй вход которого соединен с выходом третьего регистра и через четвертый регистр соединен с первым входом первого вычитателя, второй вход которого соединен с выходом второго регистра, выход генератора тактовых импульсов со единен с синхронизирующими входами аналого-цифрового преобразователя, первого и третьего регистров и блока

5 определения направления и длительности изменений, первый, второй и третий входы которого соединены с . соответствующими выходами блока сравнения кодов, первый вход которого соединен с выходом вычитателя, а второй и третий входы соединены с соответствующими шинами сигналов допуска, первый, второй и третий выходы блока определения направления и длительности изменений соединены соответственно с синхронизирующими входами второго и четвертого регистров и рас-пределителя 1).

Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей, не позволяющая измерять временные параметры колебаний напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных .возможностей устройства.

25 Поставленная цель достигается тем, что в анализатор колебаний напряжения по авт.св. Р 830249, введены два распределителя с блоками сЧетчиков на выходе, счетчик, регистр и

30 элемент задержки, причем счетный

947776 вход счетчика подключен к генератору импульсов, а вход установки счетчика в ноль через элемент задержки подключен к второму выходу блока определения направления и длительности изменений, выход счетчика соединен с пер- 5 вым дополнительным распределителем и через дополнительный регистр с вторым дополнительным распределителем, первый, второй и третий выходы блока определения направления и длитель- 10 ности изменений соединены соответственно с синхронизирующими входами дополнительного регистра, первого и второго дополнительных распределителей. 15

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого анализатора колебаний напряжения.„ на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Анализатор колебаний содержит 20 аналого-цифровой преобразователь 1, регистры 2-6, вычитатели 7 и 8, блок

9 сравнения кодов, генератор 10 тактовых импульсов, блок 11 определения направления и длительности измене25 ний, счетчик 12, р.-спределители 1315, блоки 16-18 счетчиков, элемент

19 задержки.

Вход преобразователя 1 соединен с шиной 20 входного сигнала, а ега выход через регистр 2 соединен с входами регистров 3 и 4 и с первым входом вычитателя 7, второй вход которого соединен с выходом регистра 3. Выход регистра 3 через регистр 5 соединен 35 с первым входом вычитателя 8, второй вход которого соединен с выходом регистра 4, а выход — c входом распределителя 13, выходы которого соединены с соответствующими входами блока 40

16 счетчиков. Выход генератора 10 соединен с синхронизирующими входами аналого-цифрового преобразователя 1,. регистров 2 и 3, блока 11 определе- ния направления и длительности изменений 11, входы которого подключены к соответствующим выходам блока 9 сравнения кодов, и со счетным входом счетчика 12, выход которого подключен к последовательно соединенным распределителю 14 и блоку 17 счетчиков, и к последовательно соединенным регистру 6,. распределителю 15 и бло.ку 18 счетчиков, Выход вычитателя 7 подключен к первому входу блока 9, второй и третий входы которого соединены с соответствующими шинами 21 и

22 сигналов допуска. Выходы 23-25 блока 11 определения направления и длительности изменений подключены соответственно к синхронизирующим входам регистров 4 и 6, регистра 5 и распределителя 14, распределителей 13 и 15, причем выход 24 блока

11 определения направления и дли-.åëüíoñòè изменений соединен также 65 через элемент 19 задержки с входом установки в ноль счетчика 12.

Анализатор колебаний напряжения работает следующим образом.

Работа устройства синхрониэируется выходными импульсами генератора 10, период следования которых равен Т. Напряжение U преобразуется в код преобразователем 1, выходной. код которого переписывается в регистр

2, а затем .в регистр 3. Таким образом, в мамент прихода i-го импульса с выхода генератора 10, в регистре 2 будет код x„, соответствующий текущему значению входного напряжения Цк, а в регистре 3 будет код х; <, соответствующий его предыдущему значению. Коды х и х1 поступают на входы вычи-. тателя 7, выходной код которого: поступает в блок 9 сравнения кодов.

На другие входы блока 9 по шинам 21 и 22 поступают коды +VT и -VT, соответствующие минимальному приращению входного напряяейия, необходимо для регистрации колебания напряжения.

Если фх„- Ъ ЧТ, то на первом входе блока 9 сравнения кодов будет логическая "1", а на втором и третьем в ::одах — логический "0" . Если

g,x. -ЧТ, то на втором выходе блока

9 будет "1", если /g x / с VT, то на третьем выходе блока 9 будет "1".

Блок 11 определения направления . и длительности изменения управляется выходными сигналами блока 9 сравнения кодов а синхронизация его рабоI ( ты осуществляется импульсами генератора 10. Блок 11 представляет собой цифровой автомат, выходные сигналы которого соответствуют моментам фиксации начала колебания (логическая

"1" на выходе 24), фиксации момента возможного окончайия колебания ("1" на выходе 23), фиксация размаха колебания ("1" на выходе 25).

На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

На фиг. 2а показана временнаяСдиаграмма входного напряжения Ux(t), на фиг. 2б - тактовые импульсы генератора 10, на фиг.2в,г,д — сигналы соответственно на первом, втором, третьем. выходах блока 9 сравнения кодов, на фиг. 2е,ж,э - сигналы соотЧ ветственно на выходах 23-25 блока 11 определения направления и длительности изменений.

Выходные сигналы блока 9 сравнения кодов определяют интервалы времени, в которых огибающая напряжения возрастает или убывает со скоростью больше

Ч, или скорость ее изменения меньше

V (фиг. 2а,в,г,д).

Когда скорость изменения огибающей напряжения становится больше V, вели947776 чина /дх;/» VT, на выходе 24 блока 11 определения направления и длительности изменений формируется сигнал, по которому в регистр 5 заносится из регистра 3 код хн соответствующий зна- чению огибающей напряжения в момент -5 начала колебания (точка хн на фиг.2а), одновременно этот сигнал поступает на вход синхронизации распределителя

14. На другие входы распределителя 14 поступает с выхода счетчика 12 код соответствующий длительности интервала времени между началами двух соседних колебаний.

Распределитель 14 сравнивает поступающий на его входы код 1нн с рядом фиксированных значений, при этом на одном из его выходов появляется импульс, который поступает на соответствующий счетный вход блока 17 счетчиков. Через время сT, определяемое параметрами элемента 19 задержки, счетчик 12 ус=анавливается в

"0", после чего в нем начинает измеряться новый интервал времени tzz между началами колебаний напряжения. .Одновременно с появлением ипульса на входе 24 появляется импульс на выходе 23 блока 11 определения направления и длительности изменений (фиг, 2е,ж), который соответствует возможному окончанию колебания. По 30 сигналу на. выходе 23 в регитр 4 заносится код х, соответствующий значению огибающей в момент возможного окончания колебания напряжения, а в регистр 6 заносится с выхода счетчи- 35 ка 12 код 1н„, соответствующий дЛительности возможного колебания.

После следующего выходного импульса генератора 10 напряжение Ug продолжает возрастать со скоростью боль-4О

me V. Поэтому на выходе 23 опять появляется сигнал, по которому в регистрах 4 и 6 фиксируются новые зна- чения хки йнх, и т.д.

В процессе изменения напряжения

0 есть интервал времени, где ско- рость изменения огибающей меньше Ч, но так как длительность этого интер.вала меньше gt = mT, то окончание колебания не фиксируется, и когда напряжение опять начинает возрастать со скоростью больше Ч, на входе 23 появляются сигналы, по которым в регистрах 4 M 6 фиксируются все новые и новые значения х и 1„х(фиг. 2е).

Наконец, после точки х (фиг.2а) 55 скорость изменения -напряжения стада меньше Ч. Тогда через время М на выходе 25 блока 11 формируется сигнал, который поступает на входы синхронизации распределителей 13 и 60

15. При этом на вход распределителя

13 с выхода вычитателя 8 поступает код, равный модулю разности кодов регистров 4 и 5 Х = /X) -Хм /, 65 а на вход распределителя 15 с выхода регистра 6 — код terr. Распределители 13 и 15 сравнивают поступающие на их входы коды с рядом фиксированных значений, при этом на одном. из их выходов появляются импульсы, которые поступают на соответствующие счетные входы блоков 16 и 18 счетчиков.

Так как при определении кодов kx и t>< используются коды регистров 4 и б, зафиксированные в момент последнего возможного окончания колебания ,точка хн„ фиг. 2а), то значения этих кодов соответствуют размаху колебания напряжения и его длительности.

После того, как был зафиксирован размах колебания, блок 11 определения направления и длительности изменений .может зафиксировать начало нового ,:колебания, что и происходит в точке хн (фиг. 2а). При этом в регистре 5 фиксируется значение напряжения в точке хи, а в счетчике 12 — значение длительности интервала времени между началами соседних колебаний.

Напряжение Ух убывает со скоростью больше Y до точки хк, а затем начинает возрастать со скоростью больше V до точки х>(фиг. 2а).Поэтому в момент времени, соответствующий изменению направления изменения огибающей, одновременно формируются сигналы на входах 24 и 25 (фиг. 2ж,з).

Выходная информация снимается.с блоков 16-18 счетчиков путем считывания их состояния. По результатам, зафиксированным в блоках 16-18, можно строить гистограммы распределения размахов колебания, длительностей временных интервалов между колебаниями и длительностей колебаний.

Расширение функциональных возможностей предлагаембго анализатора колебаний напряжения дает возможность более полно исследовать параметры скачков напряжений в промышленных сетях, выявить причины их возникновения.

Формула изобретения

Анализатор колебаний напряжения по авт.св. В 830249, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два распределителя с блоками счетчиков на выходе, счетчик, регистр и элемент задержки, причем счетный вход счетчика подключен к генератору импульсов, а вход установки счетчика в ноль через элемент задержки подключен к второму выходу блока определения направления и длительности изменений, выход счетчика соединен с первым дополнительно распределителем и через дополнитель947776

Рыг Г

ВНИИПИ Заказ 5624/68 Тираж 717 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный регистр — с вторым дополнительным распределителем, первый, второй, третий выходы блока определения направления и длительности изменений соединены соответственно с синхронизирунщими входами дополнительного регист- 5 ра, первого и второго дополнительных распределителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 830249, кл. G 01 R 19/04, 1974.