Pierwszenstwo: Opublikowano: 26. I. 1965 48839 O KI. 21e, 36/02 MPK G 01 r UKD ;ufes Twórca wynalazku: inz. JózefJanecki !•'¦' Wlasciciel patentu: Biuro Projektów Energetycznych „Energoprojekt", Poznan (Polska) Urzadzenie do pomiaru mocy pradu zmiennego Wynalazek dotyczy urzadzenia do pomiaru mocy czynnej lub biernej pradu zmiennego, jedno lub trójfazowego, w 'którym wielkosc pradu zmienne¬ go zostaje zamieniona na proporcjonalna do niej wielkosc napiecia stalego.W znanych urzadzeniach do pomiaru mocy pradu zmiennego uzyskuje sie efekt mnozenia pradu i napiecia za pomoca elementów rucho¬ mych lub wzmacniaczy magnetycznych.W urzadzeniu wedlug wynalazku efekt mnozenia uzyskuje sie dzieki zastosowaniu przeciwsobnego generatora przebiegów prostokatnych o zmiennych polówkach okresu sterujacego jeden, dwa lub trzy uklady fazoczule.Schemat ukladu polaczen urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawiony przykladowo na rysunku.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z dwóch zasadniczych czesci — z ukladu fazoczulego (ukla¬ dów fazoczulych) 2 oraz z generatora przebiegów prostokatnych 4, przy czym uklad fazoczuly pelni funkcje czlonu pradowego, a generator pelni funkcje czlonu napieciowego.Uklad fazoczuly jest ukladem znanym. Posiada on cztery zaciski, dwa pradowe k, l i dwa napiecio¬ we m, n. Podaje on na wyjsciu napiecie pulsujace, którego skladowa stala jest proporcjonalna do wielkosci pradu i cosinusa kata miedzy pradem a napieciem. 15 20 25 30 W urzadzeniu wedlug wynalazku zastosowano generator 4 sprzezony z tranzystorami ukladu fazo¬ czulego (ukladów fazoczulych) przez diody i opor¬ niki 5 w ten sposób, ze sa one blokowane dodatko¬ wo przez pierwszy pólokres (pierwsza czesc okresu) generatora, a przewodza przez druga czesc okresu.Jak to zostanie ponizej wykazane, czas trwania drugiego pólokresu generatora jest proporcjonalny do napiecia mierzonego. Uklad fazoczuly przewodzi wiec tylko przez czesc okresu proporcjonalna do napiecia mierzonego. W sumie wiec cale urzadze¬ nie podaje na wyjsciu W napiecie stale proporcjo¬ nalne do pradu, napiecia i cosinusa kata miedzy pradem a napieciem, a wiec proporcjonalne do mocy czynnej.Generator 4 jest najistotniejszym elementem wy¬ nalazku. Sklada sie on z dwóch czesci 4a, 4b, z któ¬ rych kazda posiada jeden tranzystor oraz osobne uzwojenia obwodu kolektora i bazy nawiniete na wspólnym rdzeniu z materialu o prostokatnym obiegu krzywej histerezy. Ponadto generator po¬ siada dwa (jak na rysunku), cztery lub szesc uzwo¬ jen wtórnych, które lacza sie przez uklady szere¬ gowo polaczonych oporników i diod 5 z ukladami fazoczulymi 2.W urzadzeniu mozna stosowac jeden, dwa lub trzy uklady fazoczule 2 w zaleznosci od rodzaju pomiaru (prad jednofazowy, trójfazowy bez prze¬ wodu zerowego i trójfazowy z przewodem zero¬ wym). 4883948839 3 4 Dla zasilania generatora 4 potrzebne sa dwa na¬ piecia stale, a mianowicie napiecie proporcjonalne do mierzonego napiecia zmiennego, które jest do¬ prowadzone do zacisku O i do punktu A i pomoc¬ nicze napiecie stale stabilizowane, które wlacza sie do zacisków O i U. Kazda z dwóch czesci genera¬ tora jest zasilana innym napieciem. Pierwsza czesc 4a generatora przylaczona jest do zacisku O i pun¬ ktu A — otrzymuje wiec wspomniane wyzej na¬ piecie proporcjonalne do napiecia mierzonego, dru¬ ga zas czesc 4b generatora jest przylaczona do punktu A i zacisku U — otrzymuje wiec napiecie pomocnicze stabilizowane, pomniejszone o napiecie zasilania pierwszej czesci generatora. Suma napiec zasilania obu czesci generatora jest zawsze równa napieciu pomocniczemu, stabilizowanemu.Jezeli napiecie zasilania pierwszej czesci 4a ge¬ neratora, proporcjonalne do napiecia sieci (napiecia mierzonego) oznaczy sie przez Ui, a drugiej czesci 4b generatora przez U2, zas pomocnicze napiecie stabilizowane oznaczy sie przez U stab. to U stab. = constans Ui = U stab. —Ui W generatorze z cewkami na rdzeniu z materialu o prostokatnym obiegu krzywej histerezy czesto¬ tliwosc jest wprost proporcjonalna do napiecia za¬ silania, a czas trwania jednego okresu T jest od¬ wrotnie proporcjonalne do napiecia zasilania.Jezeli czas trwania pierwszej czesci okresu ozna¬ czy sie przez Ti, a drugiej przez T2, to mozna na¬ pisac, ze C Ti=~ c c 2 U2 Ustab. Ut gdzie C = constans Zas caly okres T = Ti + T2 Dla wykazania, ze druga czesc okresu T2 ma sie do calego okresu T, jak napiecie Vi do napiecia pomocniczego Ustab. podstawia sie: C C T2 _ Ustab.-Ui U stab. - U, _ T C C ~ C-Ustab, U, ^ U stab. -U, Ui • (Ustab. - Uo Uj__ Ustab.Czas trwania drugiej czesci okresu T2 jest pro¬ porcjonalny do napiecia zasilania Ui.Urzadzenie wedlug wynalazku posiada ponadto uklad 3, skladajacy sie z prostownika i transforma¬ tora, sluzacy do zasilania pierwszej czesci generato¬ ra napieciem Uh oraz filtr LC oznaczony przez 1 dla wygladzenia napiecia stalego wyjsciowego, pro¬ porcjonalnego do mierzonej mocy czynnej. Napie¬ cie to jest doprowadzone do zacisków W. PLPriority: Published: 26. I. 1965 48839 About KI. 21e, 36/02 MPK G 01 r UKD; ufes Inventor: inz. JózefJanecki! • '¦' Patent owner: Biuro Projektów Energetycznych "Energoprojekt", Poznan (Poland) Device for measuring the power of alternating current The invention concerns a device for measuring active power or reactive alternating current, one or three-phase, in which the magnitude of the alternating current is converted into the magnitude of the direct voltage proportional to it. Known devices for measuring the power of alternating current obtain the effect of multiplying the current and voltage by means of movable elements or amplifiers In the device according to the invention, the multiplication effect is obtained thanks to the use of a push-pull generator of rectangular waveforms with variable half-halves of the controlling period, one, two or three phasensitive systems. The circuit diagram of the device according to the invention is shown, for example, in the drawing. - from the phasensitive system (phasensitive systems) 2 and from a rectangular waveform generator 4, the phasoconductor acts as a current unit, and the generator functions as a voltage unit. The phase-sensing system is a known system. It has four terminals, two current k, l and two voltage m, n. It outputs a pulsating voltage, the constant component of which is proportional to the magnitude of the current and the cosine of the angle between the current and voltage. 15 20 25 30 In the device according to the invention, a generator 4 is connected to the transistors of the phase-sensing system (phase-sensitive systems) through diodes and resistors 5 in such a way that they are additionally blocked by the first half-period (first part of the period) of the generator, and is conductive for the second half of the period. As will be shown below, the duration of the generator's second half-cycle is proportional to the voltage measured. Thus, the phasensitive system conducts only a part of the period proportional to the voltage measured. In total, the entire device outputs a voltage constantly proportional to the current, voltage and cosine of the angle between the current and voltage, and therefore proportional to the active power. Generator 4 is the most essential element of the invention. It consists of two parts 4a, 4b, each of which has one transistor and separate collector circuit and base windings wound on a common core of material with a rectangular hysteresis curve. Moreover, the generator has two (as shown), four or six secondary windings, which are connected by systems of series connected resistors and diodes 5 with phase-sensitive circuits 2. The device can use one, two or three phasensively 2 systems. depending on the type of measurement (single-phase current, three-phase current without a neutral wire and three-phase current with a neutral wire). 4883948839 3 4 To supply generator 4, two constant voltages are needed, namely a voltage proportional to the measured alternating voltage, which is applied to terminal O and to point A, and a continuously stabilized auxiliary voltage that connects to terminals O and U. Each of the two parts of the generator is supplied with a different voltage. The first part 4a of the generator is connected to the terminal O and point A - thus it receives the above-mentioned voltage proportional to the voltage measured, while the second part 4b of the generator is connected to point A and terminal U - so it receives a stabilized auxiliary voltage, reduced about the supply voltage of the first generator part. The sum of the supply voltages of both parts of the generator is always equal to the stabilized auxiliary voltage. If the supply voltage of the first generator part 4a, proportional to the network voltage (measured voltage), will be Ui, and the second generator part 4b will be U2, and the stabilized auxiliary voltage will be by U stab. to U stab. = constans Ui = U stab. - Ui In a generator with coils on a core made of a material with a rectangular circulation of the hysteresis curve, the frequency is directly proportional to the supply voltage, and the duration of one period T is inversely proportional to the supply voltage. If the duration of the first part of the period is whether by Ti and the other by T2, it can be written that C Ti = ~ cc 2 U2 Ustab. Ut where C = constans Zas the whole period T = Ti + T2 To show that the second part of the period T2 relates to the whole period T, as the voltage Vi to the auxiliary voltage Ustab. is substituted with: C C T2 _ Ustab.-Ui U stab. - U, _ T C C ~ C-Ustab, U, ^ U stab. -U, Ui • (Set - Uo Uj__ Set. The duration of the second part of the period T2 is proportional to the supply voltage Ui. The device according to the invention also has a system 3, consisting of a rectifier and a transformer, serving to power the first part generator voltage Uh and the LC filter marked with 1 to smooth the output DC voltage, proportional to the measured active power. This voltage is applied to the W terminals.