Pierwszenstwo: Opublikowano: 27. VIII. 1965 49584 QAz ASk KI. - 21e, ab/»Z W MKP G 01 r UKD tijk IBIBLiOTEKAl J Urzedu PclftnfoWftgt I Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Tadeusz Janowski, dr inz. Janusz \n\m n j tEj ll#JJ5j Turowski ~~"~'J ~ Wlasciciel patentu: Politechnika Lódzka, Katedra Maszyn Elektrycznych i Transformatorów, Lódz (Polska) Przystawka kompensacyjna- wektoromierz umozliwiajaca pomiary skladowej czynnej i biernej napiecia lub przystosowujaca dowolny watomierz do pomiaru mocy przy niskim wspólczynniku mocy i malym napieciu Przystawka kompensacyjna przeznaczona jest do rozszerzania zakresów znamionowych zwyklego watomierza o cos qp = 1 na obszar dowolnie ma¬ lych wspólczynników mocy i dowolnie malych na¬ piec — praktycznie bez poboru pradu przez obwód napieciowy. Wyzszosc przystawki — wektoromierza w stosunku do watomierza wedlug patentu Nr 47975 polega na tym, ze jest ona tansza i prostsza zachowujac wszystkie jego mozliwosci pomiarowe, a ponadto moze byc wykorzystana samodzielnie jako wektoromierz do pomiarów skladowej czyn¬ nej i biernej napiecia. Wektoromierze budowane na innej zasadzie sa bardzo drogie, uciazliwe w ob¬ sludze i dotychczas w kraju nie produkowane.Przystawka dziala w zakresie napiec od miliwol- tów do kilkuset woltów.Specjalne przeciazalne watomierze sa budowane na wspólczynniki mocy nie mniejsze od 0,1 i na¬ piecia nie nizsze od 10 V, przy znacznych pradach w obwodach napieciowych. Watomierze takie sa drogie i trudno dostepne. Specjalne uklady kom¬ pensacyjne umozliwiaja wprawdzie pomiary przy niskich parametrach, ale sa uciazliwe w obsludze i maja szereg innych wad uniemozliwiajacych sto¬ sowanie tych ukladów do szybkich pomiarów tech¬ nicznych.Zaprojektowana, wykonana i sprawdzona przez autorów przystawka jest stosunkowo tania, prosta w obsludze i usuwa wspomniane wady dotychcza- 10 15 20 30 sowych metod pomiaru mocy i skladowej czynnej napiecia.Istota wynalazku polega na tym, ze wyodreb¬ niony w oddzielnej obudowie przyrzad elektryczny, wykonany wedlug schematu na fig. 1 i wlaczony do obwodu pomiarowego wedlug fig. 3 pozwala otrzymac na zaciskach U*—U wzmocniona sklado¬ wa czynna napiecia odbiornika kU0cos cp (fig. 2), a na zaciskach U*—I skladowa bierna napiecia U0 sin przez prad, przy przebiegach sinusoidalnych, daja moc czynna i bierna. W przypadku zas przebie¬ gów odksztalconych przystawke nalezy uzywac wraz ze zwyklym watomierzem wlaczonym we¬ dlug fig. 4. Wtedy przystawka umozliwia przylo¬ zenie do obwodu napieciowego watomierza wzmoc¬ nionej skladowej czynnej napiecia odbiornika, dzieki czemu watomierz pracuje zawsze przy cos q?= 1, niezaleznie od wielkosci wspólczynnika mocy odbioru oraz przy wartosci napiecia odpowiadaja¬ cej zakresowi napieciowemu watomierza. Daje to pelne wychylenie wskazówki watomierza. W tym przypadku moc czynna odczytujemy na skali wa¬ tomierza.Fig. 1 przedstawia schemat ideowy przystawki kompensacyjnej, w którym przez 1 oznaczono transformator z rdzeniem bez strat mocy; przez 2 — wielozakresowy wzmacniacz elektronowy z dzielnikiem napiecia; 3 — obudowe przystawki; 4958449584 3 4 A, B, a, b, I*, I, U*, U — zaciski wyprowadzone na zewnatrz obudowy.Fig. 2 przedstawia wykres wskazowy napiec ilustrujacy dzialanie przystawki, gdzie U0 oznacza napiecie na odbiorniku, E — regulowana SEM w uzwojeniu wtórnym transformatora, UD cos cp — skladowa czynna napiecia odbiornika, Uw — na¬ piecie przylozone do cewki napieciowej watomie- rza, I — prad odbiornika.Fig. 3. Sposób pomiaru mocy za pomoca samej przystawki kompensacyjnej, przy przebiegach si¬ nusoidalnych, oraz pomiaru skladowej czynnej na¬ piecia przy zastosowaniu jej jako wektoromierza.Fig. 4. Sposób wlaczenia przystawki watomie- rzowej do ukladu pomiarowego w przypadku wspól¬ pracy z watomierzem.Przystawke kompensacyjna wlacza sie do ukla¬ du pomiarowego zgodnie z fig. 3 lub fig. 4. Przed wlaczeniem napiecia przelacznik zakresu wzmac¬ niacza WZM ustawia sie na odpowiedni zakres napieciowy, nastepnie wlacza sie napiecie i za pomoca galki regulacyjnej TR — sprowadza wska¬ zania woltomierza V do minimum. Po czym prze¬ stawia sie galke WZM tak, aby wychylenie wol¬ tomierza bylo jak najwieksze. Skladowa czynna napiecia odczytuje sie wprost z woltomierza. Moc mierzona otrzymuje sie mnozac wskazania wolto¬ mierza przez prad i przez stala wzmocnienia od¬ czytana na skali przelacznika WZM, wzglednie, przy przebiegach odksztalconych, — z watomierza mnozac jego wskazania przez stala wzmocnienia. PLPriority: Published: 27. VIII. 1965 49584 QAz ASk KI. - 21e, ab / »ZW MKP G 01 r UKD tijk IBIBLiOTEKAl J Office PclftnfoWftgt I Inventors: Tadeusz Janowski, M.Sc., Janusz \ n \ mnj tEj ll # JJ5j Turowski ~~" ~ 'J ~ Patent owner: Lodz University of Technology, Department of Electrical Machines and Transformers, Lodz (Poland) Compensation adapter - vector meter enabling the measurement of the active and reactive components of voltage or adapting any wattmeter to measure power at low power factor and low voltage The compensation adapter is designed to extend the nominal ranges of a standard wattmeter by cos qp = 1 for the area of arbitrarily low power factors and arbitrarily low voltages - practically without power consumption by the voltage circuit. The superiority of the vector-meter adapter compared to the wattmeter according to the patent No. 47975 is that it is cheaper and simpler, keeping all its measurement capabilities and, moreover, it can be used independently as a vector meter for the measurement of the active component and b reactive tension. Vector meters built on a different principle are very expensive, burdensome to operate and so far not produced in the country. The adapter works in the range of voltages from millivolts to several hundred volts. Special overload wattmeters are built for power factors not less than 0.1 and for ¬ voltage not lower than 10 V, with significant currents in the voltage circuits. Such wattmeters are expensive and difficult to obtain. Although special compensating circuits enable measurements at low parameters, they are cumbersome to operate and have a number of other drawbacks that make it impossible to use these systems for quick technical measurements. The designed, manufactured and tested by the authors of the adapter is relatively cheap and easy to use. and removes the above-mentioned drawbacks of the previous methods of measuring power and active voltage component. The essence of the invention consists in the fact that an electric device isolated in a separate housing, made according to the diagram in Fig. 1 and connected to the measuring circuit according to Fig. 3 allows to obtain on the terminals U * -U the amplified active voltage component of the receiver kUcos cp (Fig. 2), and on the terminals U * -I the reactive component of the voltage U0 sin by the current, with sinusoidal waveforms, gives active and reactive power. In the case of distorted waveforms, the adapter should be used with an ordinary wattmeter switched on according to Fig. 4. Then the adapter enables the application of an amplified active component of the receiver voltage to the voltage circuit of the wattmeter, so that the wattmeter always works at cos q? = 1, irrespective of the magnitude of the reception power factor and the voltage value corresponding to the voltage range of the wattmeter. This gives a full deflection of the watt-meter pointer. In this case, the active power is read on the scale of the wafer. 1 shows a schematic diagram of a compensating adapter, in which 1 denotes a transformer with a core without power losses; through 2 - multi-range electron amplifier with a voltage divider; 3 - attachment housing; 4958449584 3 4 A, B, a, b, I *, I, U *, U - terminals located outside the housing. 2 shows the phasor diagram of the voltage illustrating the operation of the adapter, where U0 means the voltage on the receiver, E - regulated EMF in the secondary winding of the transformer, UD cos cp - active component of the receiver voltage, Uw - voltage applied to the voltage coil of the watt-meter, I - current receiver. 3. Method of measuring power with the use of the compensating adapter itself, with waveforms of force, and the measurement of the active voltage component using it as a vector meter. 4. The method of connecting the wattmeter adapter to the measurement system in case of cooperation with a wattmeter. The compensation adapter is connected to the measurement system according to Fig. 3 or Fig. 4. Before switching on the voltage, the switch of the WZM amplifier's range is set to appropriate voltage range, then the voltage is turned on and with the use of the TR control knob, it reduces the voltmeter V indications to a minimum. Then the dial of the WZM is turned so that the deflection of the voltmeter is as large as possible. The active voltage component is read directly from the voltmeter. The measured power is obtained by multiplying the voltmeter indications by the current and by the gain constant read on the scale of the WZM switch, or, for distorted waveforms, - from the wattmeter, multiply its indications by the gain constant. PL