Przedmiotem wynalazku jest uklad elektroniczny przetwornika mocy czynnej i biernej. Uklad moze byc równiez wykorzystywany jako jeden z bloków elektronicznego licznika energii elektrycznej.Znany jest uklad elektroniczny przetwornika mocy wedlug polskiego opisu patentowego nr 112 026, wykorzystujacy wlasciwosci mnozace cienkowarstwowych elementów magnetycznych w ukladzie mostkowym i umieszczonych wewnatrz cewek pradowych. Uklad ten jest stosowany do pomiaru mocy w sieciach pradu przemiennego. W ukladzie tym na wejsciu nie oddzielonym galwanicznie w sposób naturalny znajduje sie trans¬ formator pradu przemiennego spelniajacy funkcje elementu oddzielajacego dany obwód od obwodu wyjsciowe¬ go.W ukladzie tym wykorzystuje sie zasade pomiaru mocy, metoda dwóch lub trzech watomierzy. Uklad zawiera przedwzmacniacze nieodwracajace faze, wzmacniacze róznicowe oraz sumator spelniajacy funkcje filtru dolnoprzepustowego.Stosowanie wejsciowych transformatorów oddzielajacych ogranicza mozliwosc wykorzystania ukladów do pomiaru mocy w obwodach pradu stalego lub w obwodach pradu przemiennego zawierajacego skladowa stala.Transformator wprowadza równiez dodatkowe uchyby takie, jak na przyklad uchyb katowy i amplitudowy, które maja bezposredni wplyw na dokladnosc przetwornika.Zastosowane w ukladzie transformatory wykluczaja mozliwosc miniaturyzacji ukladów z uwagi na duze wymiary gabarytowe transformatorów. Bardzo dobre parametry metrologiczne cienkowarstwowych elementów magnetycznych w ukladzie mostkowym wedlug polskiego opisu patentowego nr 64 432 pozwalaja na zastosowa¬ nie ich w przetwornikach mocy. W cienkich warstwach magnetycznych wedlug powyzszego opisu patentowego wykorzystywany jest podluzny efekt magnetorezystancyjny, czyli zmiana spadku napiecia na cienkowarstwo¬ wym elemencie magnetycznym wzdluz kierunku przeplywu pradu i liniowej zaleznosci zmian tego napiecia od natezenia pola magnetycznego.Stosujac sposób wedlug polskiego opisu patentowego nr 64 432 na przekatnej mostka otrzymuje sie sygnal wyjsciowy zalezny liniowo od natezenia pola magnetycznego i natezenia pradu plynacego przez warstwe. Zasad¬ nicza wada ukladu wedlug polskiego opisu patentowego nr 112 026 jest koniecznosc stosowania transformato-2 125 944 rów wejsciowych na jednym z wejsc mnoznika z cienkowarstwowymi elementami magnetycznymi z uwagi na bezpieczenstwo, a takze z uwagi na sposób sumowania sygnalów z mnozników przez wzmacniacz wyjsciowy.Wad tych i niedogodnosci pozbawiony jest uklad wedlug wynalazku, w którym wykorzystano wlasciwosci mnozace cienkowarstwowych elementów magnetycznych polaczonych w ukladzie mostkowym i umieszczonych wewnatrz cewek pradowych oraz zasade pomiaru mocy w obwodach pradu przemiennego trójfazowego za pomo¬ ca dwóch lub trzech watomierzy. Uklad zlozony z dwóch przedwzmacniaczy nieodwracajacych faze, dwóch wzmacniaczy róznicowych oraz sumatora, w przypadku sieci trójfazowej trójprzewodowej ma na wejsciach dwa mnozniki w postaci cienkowarstwowych elementów magnetycznych, które z jednej strony sa sterowane poprzez rezystorowe dzielniki wejsciowe, z których sygnaly napieciowe sa doprowadzane odpowiednio do dwóch przed¬ wzmacniaczy, a z drugiej strony poprzez pola magnetyczne dwóch cewek wytworzone pradami z dwóch wejsc pradowych. Sygnal wyjsciowy z mnozników jest podawany na dwa wzmacniacze róznicowe sterujace ukladem sumatora zlozonego z dwóch rezystorów regulacyjnych, rezystora i kondensatora spelniajacych funkcje filtru dolnoprzepustowego oraz wzmacniacza.W przypadku sieci trójfazowej czteroprzewód owej uklad zawiera dodatkowo trzeci tor zlozony z rezysto¬ rówego dzielnika wejsciowego, przedwzmacniacz, mnoznik oraz wzmacniacz róznicowy, którego wyjscie przez rezystor regulacyjny jest polaczone z ukladem sumatora. Mnozniki majace jeden wspólny punkt odniesienia bedacy masa ukladu moga byc zasilane bezposrednio z wejsciowych obwodów napieciowych poprzez rezystory.Na wyjsciu ukladu sumatora znajduje sie miernik cyfrowy lub blok oddzielenia galwanicznego ze wzmacniaczem.Wzmacniacz ukladu sumatora miedzy jego wyjsciem a wejsciem odwracajacym faze ma wlaczony magnetoelek- tryczny miliamperomierz spelniajac funkcje, jaka spelnial filtr doInoprzepustówy zlozony z rezystora i konden¬ satora w sumatorze pradów wejsciowych. Miliamperomierz magnetoelektryczny wskazuje wartosc proporcjonalna do wartosci wielkosci mierzonej na wejsciu ukladu.Uklad wedlug wynalazku umozliwia przetwarzanie mocy w obwodach trójfazowych pradu przemiennego zawierajacych skladowa stala. Pozwala na zwiekszenie dokladnosci przetwarzania^ przez wyeliminowanie trans¬ formatorów wejsciowych umozliwia miniaturyzacje ukladu. Istnienie w ukladzie wspólnej masy pozwala na stosowanie jednego zasilania dla calego ukladu elektronicznego. Zastosowanie w petli sprzezenia zwrotnego wzmacniacza sumujacego miliamperomierza magnetoelektrycznego pozwolilo na wykonanie analogowego zesta¬ wu przetwornikowego miernika mocy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia uklad elektronicznego przetwornika mocy czynnej w sieciach trójfazowych, trójprzewodowych, fig. 2—uklad przetwornika mocy biernej w sieciach trójfazowych, trój przewodowych, fig.3—uklad przetwornika mocy czynnej w sieciach trójfazowych czteroprzewodowych, fig.4—uklad przetwornika mocy czynnej z przedwzmacniaczami w sieciach trójfazowych, trójprzewodowych, fig. 5—uklad przetwornika mocy biernej z przedwzmacniaczami w sieciach trójfazowych, trój przewodowych, fig. 6—uklad przetwornika mocy czynnej z przedwzmacniaczami w sieciach trójfazowych, czteroprzewodowych, fig.7—schemat blokowy watomierzy lub waromierzy cyfrowych, fig.8—schemat ideowy mierników przetwornikowych mocy czynnej i biernej w sieciach trójfazowych, trój przewo¬ dowych, fig.9—schemat ideowy mierników przetwornikowych mocy czynnej i biernej w sieciach trójfazowych czteroprzewodowych, a fig. 10—schemat blokowy przetwornika mocy z oddzieleniem galwanicznym obwodów wejsciowych od obwodu wyjsciowego.Uklady elektronicznych przetworników mocy czynnej i biernej w sieciach trójfazowych, trójprzewodo- wych przedstawione na fig. 1 i fig. 2 maja na wejsciach napieciowych UweT KUwe2 mnozniki magnetorezystan- cyjne CEM1 i CEM2 polaczone w ukladzie mostkowym umieszczone wewnatrz cewek L1 i L2 wytwarzajacych pole magnetyczne oddzialywujace na mnozniki. Cewki L1 i L2 sa zasilane sygnalami pradowymi IR i IT pocho¬ dzacymi z wejsc pradowych Iwe1, Iwe2. Rezystory RZ1 i RZ2 wlaczone do wejsc napieciowych ograniczaja wartosci pradów plynacych przez mnozniki CEM1 i CEM2. Sygnaly wyjsciowe pochodzace z mnozników sa wzmacniane przez wzmacniacze WR1 i WR2 polaczone w ukladzie róznicowym i po wzmocnieniu doprowadzo¬ ne poprzez rezystory regulacyjne RS1 i RS2 do sumatora SU.Uklad sumatora SU zawiera wzmacniacz operacyjny W w polaczeniu odwracajacym, który do wejscia odwracajacego ma przylaczone rezystory RS1 i RS2. Sprzezenie zwrotne wlaczone miedzy wejsciem odwracaja¬ cym wzmacniacza W a jego wyjsciem stanowi rezystor sumujacy R ustalajacy poziom sygnalu wyjsciowego.Polaczony równolegle z rezystorem kondensator C tworza filtr doInoprzepu stówy. Wejscie nieodwracajace wzmacniacza W przez rezystor wejsciowego wzmacniacza Rp jest polaczone z faza S obwodu pomiarowego two¬ rzac mase odniesienia ukladu elektronicznego. Oddzielenie galwaniczne poszczególnych torów pradowych uzys¬ kano dzieki zastosowaniu cewek L1 i L2. Pomiar mocy biernej jest mozliwy po zamianie sposobu zasilania cewek pradowych L1 i L2 poprzez zamiane poczatków cewek z ich koncami oraz poprzez zamiane faz zasilajacych mnozniki. Poczatki cewek oznaczono symbolami x.Uklad do pomiaru mocy czynnej w sieciach trójfazowych, czteroprzewodowych przedstawiony na fig. 3 jest zlozony z trzech mnozników CEM1, CEM2 i CEM3 zasilanych przez rezystory RZ1, RZ2 i RZ3 napieciem fazowym z wejsc napieciowych Uwe1, Uwe2 i Uwe3 oraz z trzech cewek pradowych L1, L2 i L3 zasilanych125 944 3 sygnalami IR, IS i IT pochodzacych z wejsc pradowych Iwe1, Iwe2 i Iwe3. Wyjscia mnozników CEM1, CEM2 i CEM3 sa polaczone ze wzmacniaczami róznicowymi WR1, WR2 i WR3.Sumator SU zlozony jest z trzech rezystorów regulacyjnych RS1, RS2 i RS3 przylaczonych do wejscia odwracajacego wzmacniacza operacyjnego W. Uklady przedstawione na fig. 4, fig. 5 i fig. 6 zawieraja dodatkowo przedwzmacniacze W1, W2 i W3 usytuowane miedzy wejsciami napieciowymi a wejsciami mnozników. Przed- wzmacniacze pracujace w polaczeniu nieodwracajacym wzmacniaja sygnaly pobierane z rezystancyjnych dzielni¬ ków napieciowych R1, R2 i R3, R4 oraz R5, R6.Schemat blokowy watomierzy i waromierzy cyfrowych jest przedstawiony na fig. 7. Moc czynna lub bierna w postaci sygnalu Xwej w sieciach trójfazowych trójprzewodowych lub czteroprzewodowych zostaje przetworzo¬ na w przetworniku PM na sygnal stalopradowy U, który mierzony jest cyfrowym miernikiem napiecia stale¬ go MC o wspólczynniku skali dobranym tak aby, wskazania na jego polu odczytowym odpowiadaly aktualnie mierzonej mocy.Schematy mierników przetwornikowych mocy czynnej i biernej w sieciach trójfazowych, trójprzewodo- wych i czteroprzewodowych przedstawiono na fig. 8 i fig. 9. Miliamperomierz magnetoelektryczny M wlaczono miedzy wyjscie wzmacniacza W, bedacego elementem sumatora SU, a jego wejscie odwracajace zamiast elemen¬ tów R i C. Miliamperomierz magnetoelektryczny M moze miec podzialke wyskalowana bezposrednio w jednost¬ kach mocy i wspólnie z ukladami przetworników przedstawionych na fig.1...fig. 6 bedzie tworzyl miernik przet¬ wornikowy mocy.Schemat blokowy przetworników mocy czynnej lub biernej jest przedstawiony na fig. 10. Moc czynna lub bierna w postaci sygnalu Xwej w sieciach trójfazowych, trój przewodowych i czteroprzewodowych zostaje prze¬ tworzona w przetworniku PM na sygnal stalopradowy U, który podawany jest na uklad oddzielenia galwaniczne¬ go OG. Sygnal stalopradowy Uw z wyjscia ukladu oddzielenia galwanicznego OG steruje wzmacniacz wyjsciowy WK, na wyjsciu którego jest napiecie wyjsciowe Uwyj.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad elektroniczny przetwornika mocy wykorzystujacy wlasciwosci mnozace cienkowarstwowych elementów magnetycznych polaczonych w ukladzie mostkowym i umieszczonych wewnatrz cewek pradowych oraz wykorzystujacy zasade pomiaru mocy w obwodach pradu przemiennego trójfazowego metoda dwóch lub trzech watomierzy, zlozony z przedwzmacniaczy nieodwracajacych faze, wzmacniaczy róznicowych oraz suma¬ tora spelniajacego funkcje filtru dolnoprzepustowego, znamienny tym, ze w przypadku sieci trójfazo¬ wej, trójprzewodowej na wejsciach (Uwe1 i Uwe2) znajduja sie dwa mnozniki w postaci cienkowarstwowych elementów magnetycznych (CEMT i CEM2), przy czym oba mnozniki z jednej strony sterowane poprzez dwa dzielniki wejsciowe zlozone z czterech rezystorów (R1,* R2) i (R3, R4), z których sygnaly napieciowe sa dopro¬ wadzane do dwóch przedwzmacniaczy (W1), (W2), a z drugiej strony poprzez pola magnetyczne dwóch cewek (L1, L2) wytworzone pradami pochodzacymi z wejsc pradowych (Iwe1, Iwe2), natomiast sygnal wyjsciowy z mnozników (CEM1), (CEM2) jest podawany na dwa wzmacniacze róznicowe (WR1, WR2) sterujace ukladem sumatora (SU) zlozonego z dwóch rezystorów regulacyjnych (RS1, RS2), rezystora sumujacego (R), rezystora wejsciowego wzmacniacza (Rp) i kondensatora (C) oraz wzmacniacza (W), a w przypadku sieci trójfazowej czte- roprzewodowej uklad zawiera dodatkowo trzeci tor zlozony z rezystorowego dzielnika wejsciowego (R5, R6), przedwzmacniacza (W3), mnoznika, (CEM3), wzmacniacza róznicowego (WR3), którego wyjscie przez rezystor - regulacyjny (RS3) jest polaczone z ukladem sumatora (SU). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mnozniki (CEM1 (, (CEM2 i CEM3) maja jeden' wspólny punkt odniesienia bedacy jednoczesnie masa calego ukladu elektronicznego i sa zasilane bezposrednio z wejsciowych obwodów napieciowych przez rezystory (RZ1, RZ2 i RZ3). 3. Uklad wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze na wyjsciu ukladu sumatora (SU) znajduje sie miernik cyfrowy (MC) lub blok oddzielenia galwanicznego (OG) i wzmacniacz (WK). 4. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wzmacniacz (W) znajdujacy sie w ukladzie sumato¬ ra (SU) ma wlaczony miedzy wyjsciem a wejsciem odwracajacym faze magnetoelektryczny miliamperomierz (M) sumujacy i usredniajacy prady wejsciowe sumatora (SU).125 944125 944 CM ?¦"125 944125 944125 944 •O125 944 l-D 4 e & Kk r i r=H4 o: ±C i CM 3 3 4 o: ¦*¦ 41 o: U) ST125 944 XNej o PM [. U ^ MC Fig. 7 3JT1 -, Ie aS Fig. 6 tó3 Rs2 C_ZM 1 H- ^53 » L ft'0.9 •H wk J^gJJ Fig. tO Pracownia Poligraficzni UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL