Патент ссср 411376

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалистммеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 30.111.1971 (№ 1639196/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 21.Ч.1974

М. Кл. G 01г 11/50

G 01r 21/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н отирытий

УДК 621.317.785(088.8) Авторы изобретения С. В. Куликов, Б. В. Чистяков, Л. П. Колобаев, Б. С. Мельников, Л. П. Матуль и Г. Д. Толстых

Заявитель

ЭЛЕКТРОННЫЙ СЧЕТЧИК АКТИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля активной электрической энергии переменного тока.

Известны электронные счетчики активной электрической энергии переменного тока, содержащие трансформаторы тока и напряжения, выпрямитель, фильтр, преобразователи напряжения в частоту, вычитатель частот и счетчик импульсов.

Для повышения точности, увеличения диапазона преобразования и упрощения устройства в предлагаемом счетчике выводы вторич.ной обмотки трансформатора тока включены непосредственно между входами преобразователей напряжения в частоту, один вывод вторичной обмотки трансформатора напряжения подключен к общей точке баз входных управляющих транзисторов преобразователей напряжения в частоту, а другой через диоды и резисторы раздельно подключен к эмиттерам этих же транзисторов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема описываемого счетчика; на фиг. 2 и 3— принципиальная электрическая схема счетчика.

Счетчик состоит из трансформаторов 1 и 2 тока и напряжения, соответственно, выпрямителя 3, фильтра 4, преобразователей 5 и 6 напряжения в частоту импульсов, вычитателя 7 частот и счетчика 8 импульсов. Преобразователи 5 и 6 имеют на своем входе входные управляющие транзисторы 9 и 10. Выводы вторичной обмотки трансформатора 1 тока включены непосредственно между входами преобразователей 5 и 6 (между эмиттерами транзисторов 9 и 10). Один вывод вторичной обмотки трансформатора 2 напряжения подключен к общей точке баз транзисторов 9 и 10, а дру10 гой через диоды 11 и 12 и резисторы 13 и 14 раздельно — к эмиттерам этих же транзисторов.

Счетчик 8 импульсов содержит электронный делитель 15 частоты, формирователь импуль15 сов, например одновибратор 16, и электромеханический счетчик 17 импульсов.

Частота импульсов на выходе вычитателя частот пропорциональна не только току трансформатора 1, но и напряжению трансформа20 тора 2 за счет того, что смещающие базовые резисторы 18 и 19 переключающихся транзисторов 20 и 21 (переключающиеся транзисторы 22 и 23 смещаются коллекторными токами транзисторов 9 и 10) подключены к нестаби25 лизированному выходу фильтра 4 выпрямителя 3. При этом количество импульсов в счетчике 8 пропорционально активной электрической энергии, потребляемой нагрузкой (потребителем).

30 Счетчик работает следующим образом, 411376

Риг. f

При отсутствии потребления энергии ток в обмотках трансформатора 1 равен нулю. При этом между входами преобразователей 5 и 6, т. е. между эмиттерами транзисторов 9 и 10, ток не протекает. Преобразователи 5 и 6 генерируют импульсы одинаковой частоты. В этом случае частота импульсов на выходе вычитателя 7 частот равна нулю и в счетчик 8 импульсы не поступают.

При потреблении энергии нагрузкой во вторичной обмотке трансформатора 1 тока, а следовательно, и между эмиттерами транзисторов 9 и 10 появляется синусоидальный ток.

Напряжение со вторичной обмотки трансформатора 2 обеспечивает периодическое (с частотой сети) запирание транзисторов 9 и 10.

При этом фаза времени запирания транзисторов 9 и 10 относительно фазы синусоидального тока во вторичной обмотке трансформатора 1 соответствует углу между векторами тока и напряжения на нагрузке. Во время запирания транзисторов 9 и 10 ток вторичной обмотки трансформатора 1 протекает через диоды 24 и 25. Приращение средних значений токов через эмиттеры и коллекторы транзисторов 9 и 10 пропорциональны току трансформатора 1 и косинусу угла между векторами тока и напряжения на нагрузке. В этом случае частота импульсов на выходе одного преобразователя напряжения в частоту импульсов увеличивается, а на выходе другого уменьшается. Частота же импульсов на выходе вычитателя частот пропорциональна активной мощности в нагрузке, а количество импульсов в счетчике импульсов пропорционально энергии, которую потребила нагрузка.

ХО

Предмет изобретения

Электронный счетчик активной электрической энергии переменного тока, содержащий трансформаторы тока и напряжения, выпряХ5 митель, фильтр, преобразователи напряжения в частоту, вычитатель частот и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, увеличения диапазона преобразования и упрощения устройства, в

20 нем выводы вторичной обмотки трансформатора тока включены непосредственно между входами преобразователей напряжения в частоту, один вывод вторичной обмотки трансформатора напряжения подключен к общей

25 точке баз входных управляющих транзисторов преобразователей напряжения в частоту, а другой через диоды и резисторы раздельно подключен к эмиттерам этих же транзисторов.