PL178439B1 - Sposób oceny dokładności przetworników pomiarowych mocy czynnej - Google Patents

Abstract

Sposób oceny dokładności przetworników pomiarowych mocy czynnej, przeznaczonych do przetwarzania syg- ,57) nałów odkształconych o dużym współczynniku szczytu, realizowany w układzie zawierającym przetwornik wzorcowy, przetwornik badany oraz źródło impulsów wzorcowych, polegający na wyznaczeniu błędu przetwarzania za pomocą sygnałów wzorcowych doprowadzanych do przetwornika badanego i przetwornika wzorcowego, znamienny tym, ze po określeniu pasma przetwarzania badanego przetwornika (3) za pomocą sygnału sinusoidalnego prądowego i napięciowego, to torów prądowego i napięciowego badanego przetwornika (3) i wzorcowego przetwornika (4) doprowadza się, ze źródeł impulsów (1 i 2) zgodne w fazie trapezowe impulsy wzorcowe o nachyleniu zbocza narastającego dużo większym od wartości granicznej nachylenia zboczy sygnałów wejściowych prądowego (S',g) i napięciowego (SUtg) badanego przetwornika (3) i nachyleniu zbocza opadającego co najmniej równym wartości granicznej sygnałów wejściowych prądowego (S’,g) i napięciowego (SU|g) wzorcowego przetwornika (4), po czym przy zachowaniu stałej wartości maksymalnej oraz stałej częstotliwości sygnałów wzorcowych zmniejsza się stopniowo nachylenie narastającego zbocza wzorcowych sygnałów trapezowych i w chwili, gdy różnica wartości sygnału wyjściowego (Pb) badanego przetwornika (3) i sygnału wyjściowego (P„) wzorcowego przetwornika (4) jest maksymalna, wyznacza się nachylenie zbocza narastającego tych sygnałów,

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oceny dokładności przetworników pomiarowych mocy czynnej, przeznaczonych do przetwarzania sygnałów odkształconych o dużym współczynniku szczytu.

Znane dotychczas sposoby oceny dokładności przetworników pomiarowych mocy czynnej polegają na ocenie dodatkowego błędu przetwarzania sygnału pomiarowego. Błąd ten określa się, zgodnie z normami Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej nr nr IEC 688-1(1980) i IEC 51-9(1988), metodą porównawczą za pomocą sygnału harmonicznego odkształconego trzecią i piątą harmoniczną lub unipolarnego prostokątnego sygnału impulsowego, doprowadzanych z generatora impulsów do przetwornika badanego i przetwornika wzorcowego.

Wykorzystanie zarówno sygnału harmorncznegojak i unipolarnego sygnału prostokątnego do oceny dokładności przetworników mocy uniemożliwia mocy uniemożliwia, ze względu na kształt tych sygnałów, uwzględnienie w tej ocenie wartości błędu przesterowania. Przyczyną tego błędu jest przesterowanie szybkościowe przetworników mocy, wynikające ze skończonej szybkości zmian sygnału wyjściowego stopnia przemiennoprądowego tych przetworników.

W analogowych przetwornikach pomiarowych mocy stopień przemiennoprądowy stanowią bloki wejściowe przetwornika, poprzedzające układ uśredniający umieszczony na wejściu pozostałej części układu przetwornika, która wraz z układem uśredniającym stanowi stopień stałoprądowy przetwornika. Przetworniki próbkujące oraz przetworniki z tak zwanym mnożni178 439 kiem impulsowym czyli z tak zwanym mnożnikiem TDM zawierają tylko stopień przemiennoprądowy, który stanowią analogowe tory wejściowe prądowy i napięciowy przetwornika.

Stopień oceny dokładności przetworników pomiarowych mocy czynnej, przeznaczony do przetwarzania sygnałów odkształconych o dużym współczynniku szczytu, realizowany w układzie pomiarowym zawieraj ącym przetwornik badany i przetwornik wzorcowy oraz źródło impulsów wzorcowych, według wynalazku polega na tym, że po określeniu pasma przetwarzania przetwornika badanego za pomocą sygnału sinusoidalnego prądowego i napięciowego, do torów prądowego i napięciowego przetwornika badanego i przetwornika wzorcowego doprowadza się, zgodne w fazie, trapezowe impulsy wzorcowe o nachyleniu narastającego zbocza większym od wartości granicznej nachylenia zboczy sygnałów wejściowych prądowego i napięciowego przetwornika badanego i nachyleniu zbocza opadającego co najmniej równym wartości granicznej nachylenia zboczy sygnałów wejściowych prądowego i napięciowego przetwornika wzorcowego. Przy zachowaniu stałej wartości maksymalnej oraz stałej częstotliwości sygnałów wzorcowych zmniejsza się stopniowo nachylenie narastającego zbocza sygnałów trapezowych i w chwili, gdy różnica wartości sygnałów wyjściowych przetworników badanego i wzorcowego jest maksymalna, wyznacza się nachylenie zbocza narastającego tych sygnałów. Następnie nie zmieniając nachylenia zbocza narastającego sygnałów wzorcowych zmienia się ich częstotliwość w zakresie określonym pasmem przetwarzania przetwornika badanego i wyznacza błąd z ogólnie znanej zależności definiującej błąd względny. Wyznaczona w ten sposób wartość błędu przetwarzania uwzględnia także wartość błędu przesterowania i stanowi podstawę do określenia klasy dokładności badanego przetwornika. Jako przetwornik wzorcowy stosuje się próbkujący przetwornik mocy.

Sposób według wynalazku umożliwia uwzględnienie, w ocenie dokładności przetworników pomiarowych mocy, oprócz błędu podstawowego tj. błędu przetwarzania, także błędu przesterowania. Sposób według wynalazkujest znacznie surowszym kryterium oceny dokładności przetworników mocy niż sposoby znane, gdyż trzydecybelowe pasmo przetwarzania przetwornika badanego, określone na podstawie częstotliwościowej charakterystyki błędu wyznaczonej sposobem według wynalazkujest co najmniej 10-krotnie węższe od pasma przetwarzania określonego za pomocą sygnałów sinusoidalnych przy zachowaniu tych samych wartości błędów przetwarzania dla górnych częstotliwości granicznych tego pasma.

Sposób według wynalazku ilustruje poniższy przykład z powołaniem się na rysunek, na którym fig. 1 przedstawia kształt sygnałów wzorcowych, zaś fig. 2 - schemat układu pomiarowego.

Zgodne w fazie, wzorcowe sygnały trapezowe o wartości maksymalnej U_m odpowiadającej górnej granicy zakresu przetwarzania toru prądowego i napięciowego badanego przetwornika 3 i wypełnieniu η = T,/T odpowiadającym wymaganej dla badanego przetwornika 3 wartości współczynnika szczytu k_s = l/·©, wytwarzane w sterowanych cyfrowo generatorach 11 2, doprowadza się do badanego przetwornika 3 i wzorcowego przetwornika 4. Wzorcowy przetwornik 4 stanowi próbkujący przetwornik mocy spełniający wymagania dokładnościowe określone w normach międzynarodowych IEC 688-1(1980) i IEC 51-9(1988) i charakteryzujący się 10-krotnie szerszym pasmem przetwarzania w porównaniu z badanym przetwornikiem 3. Badany przetwornik 3 stanowi analogowy przetwornik mocy czynnej. Sygnały wyjściowe przetworników 3 i 4 doprowadza się do magistrali mikrokomputera 5, przy czym sygnał wyjściowy z badanego przetwornika 3 jest przetwarzany na postać cyfrową w analogowo-cyfrowym przetworniku 6. Wartość maksymalną sygnału prądowego ustala się za pomocą regulowanego cyfrowo, wzorcowego rezystora R_N, który stanowi obciążenie toru prądowego badanego przetwornika 3 i wzorcowego przetwornika 4.

Na proces oceny dokładności składa się etap identyfikacji granicznej wartości nachylenia zboczy sygnałów prądowego S‘_tg i napięciowego S^utg badanego przetwornika 3 oraz etap właściwy oceny dokładności badanego przetwornika 3.

Etap identyfikacji parametrów S’_tg i S^utg polega na tym, że przy pomocy mikrokomputera 5 ustala się częstotliwość generatorów 1 i 2 sygnałów trapezowych na poziomie średnich częstotliwości przewidywanego pasma przetwarzania badanego przetwornika 3. Na początku tego etapu

178 439 nachylenie zbocza narastającego wzorcowych sygnałów trapezowych ustawia się dużo większe od przewidywanej wartości granicznej nachylenia zboczy sygnałów wejściowych badanego przetwornika 3. Następnie przy zachowaniu stałej wartości maksymalnej sygnałów wzorcowych oraz stałej ich częstotliwości i wypełnieniu, zmniejsza się stopniowo nachylenie zbocza narastającego tych sygnałów. Gdy nachylenie zbocza narastającego obydwu sygnałów wzorcowych osiąga wartość graniczną, różnica wartości sygnałów wyjściowych przetworników badanego 3 i wzorcowego 4 osiąga wartość maksymalną. Wartość sygnału wyjściowego badanego przetwornika 3 osiąga wówczas wartość większą od wartości sygnału wyjściowego wzorcowego przetwornika 4.

Dalsze zmniejszanie nachylenia zbocza narastającego sygnałów wzorcowych powoduje zmniejszenie się wartości sygnałów wyjściowych obydwu przetworników 3 i 4. Gdy to nastąpi, nachylenie zbocza nar^^t^aią^^go sygnałów wyjściowych generatorów 1 i 2 ustawia się na poziomie granicznym, równym odpowiednio wartościom S’_tg i S^utg, po czym następuje etap właściwy oceny dokładności.

W tym celu, me zmieniając nachylenia zbocza narastającego sygnałów wzorcowych, za pomocą mikrokomputera 5 zmienia się częstotliwość pracy generatorów 1i 2 w obszarze pasma przetwarzania badanego przetwornika 3, przy ustalonej wcześniej wartości szczytowej i wypełnieniu tych sygnałów. W trakcie zmiany częstotliwości sygnałów wzorcowych rejestruje się wartość sygnałów wyjściowych obydwu przetworników 3 i 4. Zarejestrowane wartości sygnałów wyjściowych przetworników 3 i 4 wykorzystuje się następnie do wyznaczenia względnego błędu przetwarzania badanego przetwornika 3 z zależności :

β_ρ = Pb - P_w/P_w, gdzie P_bi P_w oznaczają odpowii 5_p = Pb - P_w/Pw, etwornika badanego 3 i wzorcowego 4.

Um	wTnW
% Ά *0		łgłT		t
		Tl	T

Fig- 1

Fig 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób oceny dokładności przetworników pomiarowych mocy czynnej, przeznaczonych do przetwarzania sygnałów odkształconych o dużym współczynniku szczytu, realizowany w układzie zawierającym przetwornik wzorcowy, przetwornik badany oraz źródło impulsów wzorcowych, polegający na wyznaczeniu błędu przetwarzania za pomocą sygnałów wzorcowych doprowadzanych do przetwornika badanego i przetwornika wzorcowego, znamienny tym, że po określeniu pasma przetwarzania badanego przetwornika (3) za pomocą sygnału sinusoidalnego prądowego i napięciowego, to torów prądowego i napięciowego badanego przetwornika (3) i wzorcowego przetwornika (4) doprowadza się, ze źródeł impulsów (1 i 2) zgodne w fazie trapezowe impulsy wzorcowe o nachyleniu zbocza narastającego dużo większym od wartości granicznej nachylenia zboczy sygnałów wejściowych prądowego (S^!tg) i napięciowego (S^l,tg) badanego przetwornika (3) i nachyleniu zbocza opadającego co najmniej równym wartości granicznej sygnałów wej ściowych prądowego (S\_g) i napięciowego (SU_g) wzorcowego przetwornika (4), po czym przy zachowaniu stałej wartości maksymalnej oraz stałej częstotliwości sygnałów wzorcowych zmniejsza się stopniowo nachylenie narastającego zbocza wzorcowych sygnałów trapezowych i w chwili, gdy różnica wartości sygnału wyjściowego (P_b) badanego przetwornika (3) i sygnału wyjściowego (P_w) wzorcowego przetwornika (4) jest maksymalna, wyznacza się nachylenie zbocza narastającego tych sygnałów, a następnie nie zmieniając nachylenia zbocza narastającego sygnałów wzorcowych zmienia się częstotliwość w zakresie określonym pasmem przetwarzania badanego przetwornika (3) i wyznacza błąd przetwarzania z ogólnie znanej zależności definiującej błąd względny, uzyskując w wyniku wartość błędu przetwarzania badanego przetwornika (3) uwzględniającą wartość błędu przesterowania i stano wiącąpodstawę do określenia klasy dokładności badanego przetwornika (3), przy czym jako wzorcowy przetwornik (4) stosuje się próbkujący przetwornik mocy.