Измерительный преобразователь активной мощности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения активной мощности переменного тока в системах управления технологическими процессами. Цель изобретения - повышение быстродействия измерительного преобразователя активной мощности. Поставленная цель достигается введением третьего и четвертого ключей 10 и 11, второго интегратора 13, первого и второго формирователей 6, 1 импульсов. Вновь введенные блоки работают противофазно с имеющимися первым и вторым ключами 8, 9 и первым интегратором 12. В результате к окончанию каждого пе-, риода входных сигналов на выходе соответствующего ключа 9 (11) формируется сигнал, пропорциональный текущему значению активной мощности . Время измерения активной мощности в цепях с несинусоидальными напряжениями и токами составляет один период напряжения. Устройство также содержит датчики 1, 2 напряжения и тока, перемножитель 3, генератор 4 опорной частоты, триггер 5. . 2 ил. F с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUÄÄ1651221 (51)5 G 01 R 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8iu

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ rHHT СССР (21} 4665714/21 (22) 15.02.89 (46) 23.05 91 Бюл. Р 19 (71) Одесский политехнический институт (72) В.А.Водичев, Л.И.Водичева, 10.С.Пешинский и Н.К.П1апарев (53) 621.317.382.016.24(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 789845, кл. Г 01 R 21/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1308910, кл. Г 01 R 21/00, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

АКТИВНОЙ ИОР1НОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения активной мощности переменного тока в системах управления технологическими процессами.

Цель изобретения — повьппение быстродействия измерительного.преобразова2 теля активной мощности. Поставленная цель достигается введением третьего и четвертого ключей 10 и 11, второго интегратора 13, первого и второго формирователей 6, 7 импульсов. Вновь введенные блоки работают .противофазно с имеющимися первым и вторым ключами 8, 9 и первым интегратором 12.

В результате к окончанию каждого пе- ° риода входных сигналов на выходе соответствующего ключа 9 (11) формируется сигнал, пропорциональный текущему значению активной мощности. Время измерения активной мощности в цепях с несинусоидальными напряжениями и токами составляет . один период напряжения. Устройство также содержит датчики 1, 2 напряжения и тока, перемножитель 3, генератор 4 опорной частоты, триггер 5.

2 нл.

16512

21

4 входы первого 8 и третьего 10 ключей, ключи 8 и 10 замыкаются и размыкаются по сигналам, поступающим на их управляющие входы от триггера 5 таким образом, что когда замкнут ключ 8, ключ 10 разомкнут, и наоборот. Триггер 5 является триггером со счетным входом и изменяет свое состояние каждый раз с приходом на его вход импульса С от генератора 4 опорной частоты (фиг.2ж), Генератор 4 синхронизирован сетью и формирует импульсы с периодом, равным периоду Т напряжения питающей сети. В каждом периоде Т один из интеграторов входом подключен к вью ходу перемножителя, aего выход отключен от выхода измерительного преобразователя, другой же интегратор выходом подключен к выходу измеритепьного преобразователя, но его вход отключен от выхода перемножителя. Это достигается с помощью двух пар синхронно работающих ключей 8 и 9, 10 и 11. Если с приходом импульса С от генератора 4 опорной частоты на вход триггера 5 последний устанавливает на своем выходе Q сигнал высокого уровня (фиг. 2в), а на выходе сигнал низкого уровня (фиг. 2г), то ключ 8 замыкается, а ключ 10 размыкается. При этом сигнал с выхода перемножителя 3 поступает на интегратор 12 и на выходе последнего за время замкнутого состояния ключа 8 формируется сигнал

Т

Il< =-juidt, о который пропорционален активной мощности Р (фиг. 2а) в контролируемой цепи (постоянная времени интегратора выбирается равной периоду Т генератора опорной частоты). По окончании периода Т с приходом следующего импульса генератора 4 состояние выходов триггера 5 меняется на противоположное, и сигнал высокого уровня с выхода включает ключ 10,, а сигнал низкого уровня с выхода отключает ключ 8.

При этом на выходе интегратора 12 в течение следующего периода Т сохраняется сигнал, пропорциональный активной мощности, полученный в предыдущем периоде. Этот сигнал поступает на выход измерителя через ключ 11, работающий синхронно с ключом 10 и замыкающийся по сигналу высокого уровня с выхода триггера 5. В это время сигИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке измерительных преобразователей активной мощности переменного тока в постоянное напряжение.

Целью изобретения является повышение быстродействия измерительного преобразователя активной мощности. 10

На фиг. 1 приведена функциональ«ная схема измерительного преобразоваеля; на фиг. 2 - временные диаграм его работы при изменении активной мощности в контролируемой цепи. !5

Измерительный преобразователь активной мощности содержит датчики на" пряжения 1 и,тока 2 в контролируемой цепи, перемножитель 3, генератор 4 опорной частоты, триггер 5, 20

«первый 6 и второй 7 формирователи импульсов, первый 8, второй 9, третий, 10 и четвертый 11 ключи, первый 12 н второй 13 интеграторы, причем вы оды датчиков 1 и 2 соединены с со- 25 ответствующими входами перемножитедя 3. Выход перемножителя подключен к входам первого 8 и третьего 10

«слючей, выходы которых соединены с входами первого 12 и второго 13

Интеграторов соответственно. Выходы йервого и второго интеграторов связаны с входами четвертого 1 1 и второго 9 ключей соответственно, а выходы последних объединены. Выход генераторы 4 опорной частоты соединен

35 с входом триггера 5, прямой выход

Которого подключен непосредственно

И через первый формирователь б связан с входом сброса первого интегратора 12, а инвертирующий выход триггера 5 подключен к управляющим входам третьего 10 и четвертого 11 ключей непосредственно и через второй формирователь 7 связан с входом сбро- 45 са второго интегратора 13. Вход генератора 4 опорной частоты соединен с выходом датчика 1 напряжения.

Измерительный преобразователь активной мощности работает следующим образом.

Выходные сигналы датчиков напряжения 1 и тока 2, пропорциональные мгновенным значениям напряжения и и тока i в контролируемой цепи, поступают на вход перемножителя 3, на

55 выходе которого формируется сигнал, пропорциональный мгновенной мощности Р=и . Этот сигнал поступает на

165 нал с выхода перемножителя 3 поступа ет через ключ 10 на вход второго интегратора 13, на выходе которого за время периода Т формируется сигнал tJz( согласно приведенной формуле, про- порциональный активной мощности Р .

По окончании очередного периода Т ключи 10 и 11 размыкаются, а ключи 8 и 9 замыкаются. Ключ 11 отключает выход первого интегратора 12 от выхода измерителя, а ключ 9 подключает к последнему выход второго интегратора 13, на выходе которого сформирован сигнал, пропорциональный активной мощности в предыпущем периоде. Ключ 10 отключает вход второго интегратора 13 от выхода перемножителя 3, а ключ 8 подключаер к последнему вход интегратора 12. При изменении уровня сигнала на выходе триггера 5 с низкого уровня на высокий формирователь 6 формирует короткий импульс R1 (фиг. 2д), поступающий на вход сброса интегратора 12, устанавливая на его выходе нулевое начальное значение сигнала, и за время замкнутого состояния ключа 8 на выходе интегратора 12 вновь сформирован сигнал, величина которого пропорциональна активной мощности, согласно приведенной формуле. Аналогичным образом при изменении сигнала на выходе триггера S с низкого уровня на высокий формирователь 7 формирует на выходе импульс R7 (фиг. 2е) сброса интегратора 13.

Кроме того, показано выходное напряжение устройства (фиг. 2б).

Таким образом, предлагаемый измерительный преобразователь отличается от известного более высоким быстродействием, поскольку его запаздывание равно одному периоду изменения сигнала в контролируемой цепи. По сравнению с известными быстродействующими устройствами предлагаемый измерительный преобразователь имеет более широкие функциональные возможности, он

12? 1 может применяться в цепях несинусоидального тока, поскольку в нем активная мощность определяется как интеграл согласно приведенной формуле.

Формула изо бре те ния

Измерительный преобразователь активной мощности, содержащий датчики напряжения и тока, перемножитсль, генератор опорной частоты, триггер, первый и второй ключи, первый интегратор, причем выходы датчиков тока и напряжения соединены с соответствующими входами перемножителя, выход которого подключен к входу первого ключа, соединенного выходом с входом первого интегратора, вход генератора опорной частоты соединен с выходом датчика напряжения, вход

20 управления первого ключа подключен к неинвертирующему выходу триггера, входом соединеного с выходом генератора опорного напряжения, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с

25 целью повышения быстродействия, в него введены второй интегратор, третий и четвертый ключи, первый и второй формирователи импульсов, вход управления второго ключа соединен

30 с входом управления первого ключа и входом первого формирователя импульсов,выход которого соединен с входои сброса первого интегратора, выходом подключенного к входу. четвертого клюЗ5 ча, вход управления которого, обьединенный с входом управления третьего ключа и входом второго формирователя импульсов, подключен к инвертирующему входу триггера, выход второго формиро4п вателя импульсов соединен с входом сброса второго интегратора, вход которого подключен к выходу третьего ключа, соединенного входом с выходом перемножителя, выход второго интегра45 тора подключен к входу второго ключа, выход которого соединен с выходом чет.вертого ключа и выходом измерительного .преобразователя.

1651321

Составитель С.Хромов

Техред M.Mîðãåÿòàë

Корректор М.Самборская

Редактор Н.Бобкова

"Заказ 1604 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Мсн ква, Ж-35, Рауяская наб., д. 4!5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101