Способ определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением

 

Изобретение относится к электрои радиоизмерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения. Измерение равнодействующей алгебраической суммы составляющих напряжений электрической цепи с комплексным сопротивлением позволяет уменьшить количество измерительных операций. Кроме этого, измеряют выпрямленное напряжение источника питания, выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки, выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике. По измеренным величинам определяют коэффициент мощности, а затем и активную мощность синусоидального тока по формуле P = U X I X COS φ, где U - напряжение на нагрузке

I - ток в нагрузке

COSφ - коэффициент мощности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1483387 А1 (51) 4 G Ol R 21/00

В„"ИИРЗЧ "Я

ПЯТНАЮ 1Т) 1:.i ЧИКИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ СИНУСОИДАЛЬНОГО

ТОКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ С

КОМПЛЕКСНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электро- и радиоизмерениям. Цель изобретения — повышение точности измерения. Измерение равнодействующей алгебраической суммы составл яюших напряжений электрической цепи с комплексным сопротивлением позволяет уменьшить количество измерительных операций. Кроме этого, измеряют выпрямленное напряжение источника питания, выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки, выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике. По измеренным величинам определяют коэффициент мощности, а затем и активную мощность сиHóсоидалb ного тока по формуле P=U (сома, где

U — напряжение на нагрузке; 1 — ток в нагрузке; cosrp — коэффициент мощности.

2 ил.

Определение активной мощности в нагрузке осуществляется по формуле

Ра= ((23(coscp, где (— ток в нагрузке;

U93 — выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки.

Особенность определения активной мощности в нагрузке определяется характером получения величины созе. Она определяется из векторной диаграммы по теореме косинусов для треугольника 123 и имеет вид созе= 23 (13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4220438/24-21 (22) 02.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт «ВНИПИэнергопром» (72) Н. О. Скуратовский (53) 621.317.38 (088.8) (56) Круг К. А. Основы электротехники. т. 11, М вЂ” Л. 1946, с. 78.

Авторское свидетельство СССР № 1045146, кл. G 01 R 21/00, 1983.

Изобретение относится к электро- и радиоизмерениям, в частности к измерению активной мошности в комплексной нагрузке на промышленной и радиочастотах.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена электрическая схема объекта измерений для варианта с последовательно включенным индуктивным двухполюсником; на фиг. 2 — векторная диаграмма для электрической схемы, изображенной на фиг. !.

Электрическая схема объекта измерений содержит клеммы 1, 2 и 3 для подключения источника питания и измерительных приборов, индуктивный двухполюсник 4, активное и индуктивное сопротивления 5 и 6 нагрузки.

Сущность способа определения активной мощности заключается в следующем. где (/12 — выпрямленное напряжение источника питания; (/д — выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике.

1483387

4 треугольника напряжений заменяется измерением выпрямленных значений только двух из них. В качестве третьей величины измеряют равнодействующую всех трех выпрямленных напряжений, соединеннх по последовательной схеме, обеспечивающей минимальное абсолютное значение напряжения на клеммах измерительного прибора.

Такая последовательность измерений позволяет определить не только каждую из со10 ставляющих и их сумму, но и, что более важно, равнодействующую напряжений, составляющую показатель левой скобки выражения (5). При этом искомый параметр находится с погрешностью, определяемой од1 ним прибором с меньшей шкалой вместо суммарной погрешности трех измерений приборами с большими шкалами. (3) где а — вспомогательный параметр, отличающий значение sinqð от единицы.

При этом cosy определяется как (4) Величина а определяется из соотношения (3), преобразованного к виду, (5) Из выражения (5) следует, что параметр а, а следовательно, и коэффициент мощности, определяется в виде произведения, каждый из сомножителей которого составляет определенное сочетание трех величин V12 U23 и U31. При этом абсолютное значение равнодействующей, определяемой разностью соизмеримых величин /12 и (U23+ U3l ) первой скобки уравнения, мало по сравнению с каждой из ее составляющих.

Поэтому величина погрешности, получаемая при определении параметра а, зависит в основном от того, каким образом получена алгебраическая сумма составляющих этой скобки. Если эта сумма получена в результате алгебраического сложения каждой из непосредственно измеренных составляющих треугольника напряжений, то относительная погрешность максимальна. Если же вместо определения каждой из составляющих и дальнейшего их суммирования измерить равнодействующую их алгебраической суммы, то погрешность значительно снижается.

Преобразование геометрической суммы напряжений UI2> U23 и U31 в алгебраическую сумму типа U!2 — U23 — U31 решается путем выпрямления каждой из составляющих треугольника напряжений в соответствующей схеме. В частности, применительно к схеме фиг. 1, равнодействующая первой скобки уравнения (5) определяется как разность потенциалов, образованная встречным включением выпрямленной составляющей напряжения источника питания и составляющей, образованной согласным включением выпрямленных напряжений на нагрузке и реактивном двухполюснике. Таким образом, привычная последовательность непосредственных измерений каждой из составляющих формула изобретения

Р= Б!созе, 3

Определяют величину sing (- 12 (23+ (31) sInq: — — — — — — — =1

2U23 U»

posrp=gi — iI — а1 = а12 — а1 (U12 (23 U31)(U12+ (23+ U31)=

= — 2а U23U31

20 Способ определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением, заключающийся в том, что вводят реактивный двухполюсник в исследуемую цепь, измеряют напряжение на нагрузке, ток в нагрузке, определяют коэффициент мощности и вычисляют активную мощность по формуле:

30 где U — напряжение на нагрузке;

I — ток в нагрузке;

cosy — коэффициент мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выпрямляют и измеряют напряжения источника литания и его составляюЗ5 щих на реактивном двухполюснике и сопротивлении нагрузки и вычисляют коэффициент мощности по фо м ле:

cosy= а(2 — а), (U12 (23+ U3I)+(U12+ (23+ U31)

40 2 (23 (31 где U12 — выпрямленное напряжение источника питания;

U23 — выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки;

U31 — выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике, при этом алгебраическую сумму выпрямленных напряжений U12 — (U23+U31) определяют. одним измерением как равнодействующую.

1483387

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп 1 К11Т (Х(.!

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Г!роизводственно-издательский комбинат «Патснт», г. Ужгород, у.l. Гагарин,l, Ll13

Редактор H. Кишту. инец

За к аз 2827, 43

Соста BHTP.. Ih С. Сафок IIII

Техред И. Верес Корректор 3, !ончаконп

Тираж 713 Подписное