CS245700B1 - Zapojení elektronického stejnosměrného dvoukvadrantového watthodinového počítadla - Google Patents

Abstract

Zapojeni ae týké elektronického stejnosměrného dvoukvadrantového watthodinového počítadla a řeší se jím technický problém jednoduchého a přesného měření spotřeby stejnosměrné elektrické energie, zejména na elektrických trakčních vozidlech různých typů. Podstata zapojeni spočívá v tom, že zapojení sestává z analogové elektronické násobičky (1) se vstupem (11) pro signál napětí a vstupem (12) pro signál proudu, s prvním analogovým výstupem (13) pro odebíraný výkon a druhým analogovým výstupem (14) pro rekuperovaný výkon, ke kterému je připojen vstup prvního integrátoru (2), k jehož výstupu je připojen vstup prvního monostabilního klopného obvodu (3), jehož výstup je propojen se vstupem impulsního počitadla (4) rekuperované energie, zatímco k prvnimu analogovému výstupu (13) analogové elektronické násobičky (1) je připojen vstup druhého integrátoru (5), k jehož výstupu je připojen vstup druhého monostabilního klopného obvodu (6), jehož výstup e propojen se vstupem impulsního počítadla 7) odebrané energie.

Description

(54) Zapojení elektronického stejnosměrného dvoukvadrantového watthodinového počítadla

Zapojeni ae týké elektronického stejnosměrného dvoukvadrantového watthodinového počítadla a řeší se jím technický problém jednoduchého a přesného měření spotřeby stejnosměrné elektrické energie, zejména na elektrických trakčních vozidlech různých typů.

Podstata zapojeni spočívá v tom, že zapojení sestává z analogové elektronické násobičky (1) se vstupem (11) pro signál napětí a vstupem (12) pro signál proudu, s prvním analogovým výstupem (13) pro odebíraný výkon a druhým analogovým výstupem (14) pro rekuperovaný výkon, ke kterému je připojen vstup prvního integrátoru (2), k jehož výstupu je připojen vstup prvního monostabilního klopného obvodu (3), jehož výstup je propojen se vstupem impulsního počitadla (4) rekuperované energie, zatímco k prvnimu analogovému výstupu (13) analogové elektronické násobičky (1) je připojen vstup druhého integrátoru (5), k jehož výstupu je připojen vstup druhého monostabilního klopného obvodu (6), jehož výstup e propojen se vstupem impulsního počítadla 7) odebrané energie.

Vynález se týká zapojení elektronického stejnosměrného dvoukvadrantového watthodinového počítadla, které je připojeno ke snímačům proudu o napětí měřeného spotřebiče, například stejnosměrného trakčního vozidla a podobně.

Měření spotřeby nebo dodávky stejnosměrné elektrická energie není dosud v technická praxi běžnou záležitostí a proto jsou také poměrně vzácné přístroje vhodné pro tento účel. Klasickým řešením stejnosměrného watthodinového počítadla je motorický systém, který při malých nárocích na přesnost dává uspokojivé výsledky v malém rozsahu změn napájecího napětí a v širokém rozsahu proudu. Podobná vlastnosti má i rtulový elektroměr, který má magnety buzené stejnosměrným napětím měřeného zdroje energie a proud z bočníku protéká přes kotoučový rotor, jehož obvod je ponořen ve rtuíové.komůrce. Oba tyto systémy se vyznačuji značnou poruchovostí a hlavně malou přesnosti měření, která vyplývá z nelineární závislosti mezi měřeným napětím a budicím polem, takže snížení přesnosti měření se projevuje zejména při kolísání měřeného napětí.

Z elektronických zapojení je známo například zapojení stejnosměrného elektroměru popsaná v autorském osvědčení SSSR č. 579 586, kde je popsáno pouze ampárhodinová počitadlo, která dává Spolehlivou informaci o odebrané energii jen tehdy, je-li zaručeno konstantní napájecí napětí.

Uvedené nedostatky známých přístrojů a zapojeni odstraňuje zapojeni elektronického stejno směrného dvoukvadrantového watthodinového počítadla, které je připojeno ke snímačům proudu a napětí měřeného spotřebiče, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zapojeni sestává z analogové elektronické násobičky se vstupem pro signál napětí a vstupem pro signál proudu, s prvním analogovým výstupem pro odebíraný výkon a druhým analogovým výstupem pro rekuperovaný výkon kelkteránu ja připojen vstup prvního integrátoru, k jehož výstupu ja připojen vstup monostabilního klopného obvodu, jehož výstup je propojen sa vstupem impulsního počítadla rekuperovaná energie, zatímco k prvnímu analogovému výstupu analogová alsktronická násobičky jo připojen vstup druhého integrátoru, k jehož výstupu je připojen vstup druhého monostabilního klopného obvodu, jehož výstup ja propojen sa vstupem impulsního počítadla odebrané energie.

Nový a vyšší účinek vynálezu spočívá ve srovnání se známými přístroji a zapojeními v tom, že zapojeni podle vynálezu, je čistě elektronické a umožňuje přesné měřeni stejnosměrné energie ve dvou kvadrantech, to je i při změnách proudu, přičemž vysoká přesnost měřeni stejnosměrné energie je zachována v celém pracovním rozsahu proudů a napětí.

Zapojení podle vynálezu je výrobně poměrně jednoduché a levná, takže je možno instalovat toto zapojení například na každou tramvaj, zejména tramvaj s tyristorovou výzbrojí, která ve srovnání s klasickou tramvají může ušetřit 20 až 25 % elektrické energie. Tyto předpokládané úspory nelze prokázat bez trvalého měření odběru a jeho kontroly. Předpokládá se, že na základě kontroly spotřeby a optimální : technikou jízdy lze již u klasická tramvaje bez tyristorové výzbroje ušetřit 10 až 15 % elektrická energie.

Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladu jeho provedení, který je popsán na základě připojeného výkresu, který znázorňuje zapojeni elektronického stejnosměrného dvuokvadrantového watthodinového počitadla použité pro měřeni na stejnosměrném trakčním vozidle, například tramvaji.

Zapojení sestává z analogové elektronická násobičky i, jejíž vstup gg pro signál napětí je připojen k napěíovému děliči, který sestává z prvního odporu gj druhého a oáporu

98. Tento napěíový dělič je připojen paralelně ke spotřebiči gX, který je v tomto případě tvořen elektrickou výzbroji, to je zejména trakčními motory neznázorněného stejnosměrného trakčního vozidla. Spotřebič gX je napájen z troleje g6 přes pantograf gg a ppoudový Okruh se déle uzavírá přes bočník gg, sběrač 92 a kolo gg vozidla. K bočníku gg je dále připojen vstup 12 pro signál proudu analogové elektronické násobičky g.

Vlastni zapojení podle vynálezu dále sestává z prvního integrátoru 2, který je svým vstupem připojen ke druhému analogovému výstupu 14 analogové elektronické násobičky X, kde se objevuje signál odpovídající rekuperovanému výkonu. K výstupu prvního integrátoru 2 je připojen vstup prvního monostabilního klopného obvodu 2» k jehož výstupu ja připojeno Impulsní počítadlo X rekuperované energie.

K prvnímu analogovému výstupu 13 analogové elektronické násobičky 1, na kterém se objevuje signál odpovídající odebíranému výkonu, je připojen druhý integrátor ž, k jeho* výstupu je připojen druhý monostabilní klopný obvod 6, jehož výstup je propojen ae vstupem impulsního počitadla 2 odebraná energie.

Zapojení může být dále doplněno vyhodnocovacím obvodem £ . okamžitého výkonu,.který je svým prvním vstupem 81 připojen k druhému analogovému výstupu 14 a svým druhým vstupem £2 k prvnímu analogovému výstupu >3 analogové elektronická násobičky χ.

Činnost zapojeni podle vynálezu, je v souladu s popsaným příkladem provedení následující:

Na vstup XX pro signál napětí se přivádí napětí z odporového děliče složeného z odporů 2, která je úměrná provoznímu napětí, a to v případě tramvaje trolejovému napětí odebíranému z troleje 96 přes pantograf 95. Na vstup X£ pro signál produ se přiťádi druhý měřený parametr, to jest proud z bočníku £2, který představuje celkový proudový odběr tramvaje, to jest trakční proud včetně veškerá spotřeby pomocných obvodů. Zapojeni počítá a tím, že jeden z parametrů může měnit svoji polaritu, například na vstupu Jj! pro signál proudu. Elektrickou výzbroj vozidla dále představuje spotřebič 24» to jest především trakční motory, jehož proud protéká přes bočník 21. sběrač £2» například uhlíkový, a kolo £X aa maarnačamou kolejnici a neznázorněným spětnýa vodičem ee vrací do měnírny.

Analogová elektronická násobička X zpracovává signály na vstupech XX, J,£ tak, že na prvním analogovém výstupu 13 pro odebíraný výkon se objevuje analogová hodnota okamžitého odebíraného výkonu a na druhém analogovém výstupu 14 pro rekuperovaný výkon ae objevuje analogová hodnota okamžitého odebíraného výkonu a na druhém analogovém výstupu JJt pro rekuperovaný výkon se objevuje analogová hodnota okamžitého rekuperováného výkonu· Na prvním analogovém výstupu 13 pro odebíraný výkon se tedy objevuje příslušný analogový signál pouze v případě spotřeby, to jest záběru trakčních motorů, zatímco na druhém analogovém výstupu 14 pro rekuperovaný výkon se objevuje příslušný analogový signál pouse v případě rekuperace, to je při rekuperačním brzdění vozidla.

Signály na analogových výstupech J2« XX se vedou na první integrátor 2, popřípadě druhý integrátor £, na jejichž výstupech se objevují kladné napělové impulsy představující defiaované množství elektrické energie. Na výstupu prvního Integrátoru £ ee tedy objevuji inpusly představující definované množství rekuperované elektrické energie, zatímco na výetupu druhého integrátoru £ ee objevují impulsy představující definované množství odebrané elektrické energie. Tyto impulsy spouštějí první monostabilní klopný obvod 2 zapojený sa prvním integrátorem 2 a druhý monostabilní klopný obvod £ zapojený za druhým integrátorem £. Monostabilní klopná obvody 2» £ P^alc vysílají impulsy definovaná šířky, která posouvají stavy iapuslníeh počítadel 4. 2·

Volba konstanty impulsních počitadel 4» 1 3« libovolná podle aářenýeh parametrů, a to tak, aby byla jednak dobrá rozlišovací schopnost základního objemu elektrická energie na Jeden krok impulsního počitadla 4» 2 taká optimální provozní doba pro napínáni kapacity daného impulsního počítadla.

Z předchozího popisu vyplývá, že údaje o odebrané a rekuperované elektrické energii se na impulsních počitadlech 2» 4 indikují odděleně, eož například při instalaci zapojení podle vynálezu v tramvaji umožňuje vyhodnocovat podmínky provozu, popřípadě způsob jízdy a podobná.

» *>

Signály z analogových výstupů X2, XI ae současná přivádějí na vatupy 82. 81 vyhodnocovacího obvodu g okamžitého výkonu, který umožňuje indikaci velikosti okaažitěho odebíraného nebo rekuperovanábo výkonu. 'Tento vyhodnovací obvod g okamžitého výkonu může být tvořen například rozdílovým zesilovačem a podobně.

Z předchozího popisu zapojení podle vynálezu je déle patrné, že vstupní signály, to je napětí a proud, nejsou galvanicky odděleny e nejí jeden společný bod na aeania potenciálu, to je na bočníku J2 a jedno· konci prvního odporu JZ· Podobně i poaocná napájecí napětí se může odebírat přímo z palubní baterie, která má svůj záporný pól také na zemním potenciálu. Tento přístroj tedy nepotřebuje ani speiální napáječ s galvanickým oddělením. Protože zapojení obsahuje analogová integrovaná obvody a tedy nuai mít ayaetrieká napájení, je toto zajiětěno jednoduchým aymetrizétorem napětí se stabilizátorem.

Zapojení podle vynáleau je vhodné zejména pro měřeni spotřeby stejnosměrné elektrické energie na elektrických trakčních vozidlech různých typů.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení elektronického stejnosměrného dvoukvadrantováho watthodinováho počitadla, které je připojeno ke snímačům proudu a napětí měřeného spotřebiče, vyznačující se tím, že sestává z analogová elektronická násobičky (1) se vstupem (11) pro signál napětí a vstupem (12) pro signál proudu, s prvním analogovým výstupem (13) pro odebíraný výkon a druhým analogový· výstupe· (14) pro rekuperováný výkon, ke kteréau je připojen vstup prvního integrátoru (2), k jehož výstupu je připojen vstup prvního monostabilního klopného obvodu (3), jehož výstup je propojen se vstupem impuslního počítadla (4) rekuperovaná energie, zatímco k prvnímu analogovému výstupu (13) analogová elektronická násobičky (1) je připojen vstup druhého integrátoru (5),, k jehož výstupu je připojen vstup druhého nonostebilního klopného obvodu (6), jehož výstup je propojen se vstupem impulsního počítadla (7) odebrané energie.