RU168373U1 - DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE Download PDF

Info

Publication number
RU168373U1
RU168373U1 RU2016138643U RU2016138643U RU168373U1 RU 168373 U1 RU168373 U1 RU 168373U1 RU 2016138643 U RU2016138643 U RU 2016138643U RU 2016138643 U RU2016138643 U RU 2016138643U RU 168373 U1 RU168373 U1 RU 168373U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
phase
inputs
adder
Prior art date
Application number
RU2016138643U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Борисович Колесников
Original Assignee
Евгений Борисович Колесников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Борисович Колесников filed Critical Евгений Борисович Колесников
Priority to RU2016138643U priority Critical patent/RU168373U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168373U1 publication Critical patent/RU168373U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области измерения параметров электрической энергии и может быть использована в устройствах измерения частоты трехфазного переменного напряжения или тока, а также в устройствах автоматики и релейной защиты. Устройство содержит три дифференциатора, три квадратора, сумматор, блок извлечения квадратного корня, блок деления и пиковый детектор, причем фазные входы устройства через последовательно соединенные дифференциаторы и квадраторы подключены соответственно входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня присоединен ко второму входу блока деления, выход которого является выходом устройства, а первый вход блока деления присоединен к выходу пикового детектора, вход которого соединен с первым фазным входом устройства. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности измерения частоты. 1 ил.The utility model relates to the field of measuring electric energy parameters and can be used in devices for measuring the frequency of a three-phase alternating voltage or current, as well as in automation and relay protection devices. The device contains three differentiators, three quadrators, an adder, a square root extractor, a division unit, and a peak detector, and the phase inputs of the device through series-connected differentiators and quadrators are connected respectively to the inputs of the adder, the output of which is connected to the second input of the division unit through a square root extractor, the output of which is the output of the device, and the first input of the division unit is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the first phase input of the device state. The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of frequency measurement. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерения параметров электрической энергии и может быть использована в устройствах измерения частоты трехфазного переменного напряжения или тока, а также в устройствах автоматики и релейной защиты.The utility model relates to the field of measuring electric energy parameters and can be used in devices for measuring the frequency of a three-phase alternating voltage or current, as well as in automation and relay protection devices.

Известен измеритель частоты [Авторское свидетельство СССР №458774 МПК8 G01R 23/00, опубл. 30.01.1975 г.], содержащий последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дозирующий конденсатор и диодный разветвитель, образованный двумя диодами, дифференциальный усилитель постоянного тока с параллельной RC-цепью в цепи обратной связи и индикатор.A known frequency meter [USSR Author's Certificate No. 458774 IPC 8 G01R 23/00, publ. 01/30/1975], containing a series-connected amplifier-limiter, a metering capacitor and a diode splitter formed by two diodes, a differential DC amplifier with a parallel RC circuit in the feedback circuit and an indicator.

Недостатком данного устройства является то, что постоянная времени RC-цепи фильтра нижних частот выбирается достаточно большой исходя из заданной величины пульсаций выходного напряжения на самой низкой рабочей частоте. Поэтому в широком диапазоне изменения частоты входного сигнала устройство обладает низким быстродействием.The disadvantage of this device is that the time constant of the RC circuit of the low-pass filter is selected large enough based on the specified value of the ripple of the output voltage at the lowest operating frequency. Therefore, in a wide range of changes in the frequency of the input signal, the device has low speed.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения [Авторское свидетельство СССР №577469 МПК8 G01R 23/02, опубл. 25.10.1977 г.], содержащее трехвходовой компаратор, дешифратор, блок ключей, пиковый детектор, блок выделения модуля, последовательно соединенные дифференциатор и делительное устройство, причем входы компаратора соединены с входами фаз трехфазного напряжения и с тремя управляемыми входами блока ключей, а выходы компаратора через дешифратор подключены к управляющему входу блока ключей, объединенный выход которых подсоединен к входу дифференциатора, при этом вход пикового детектора подключен к первому входу трехвходового компаратора, а выход пикового детектора подключен к первому входу делительного устройства, выход которого подключен к входу блока выделения модуля.The closest analogue to the proposed utility model is a device for measuring the frequency of a three-phase sinusoidal voltage [USSR Author's Certificate No. 577469 IPC 8 G01R 23/02, publ. 10.25.1977], containing a three-input comparator, a decoder, a key block, a peak detector, a module isolation unit, a differentiator and a dividing device connected in series, the comparator inputs being connected to the inputs of the three-phase voltage phases and three controlled inputs of the key block, and the comparator outputs through a decoder connected to the control input of the key block, the combined output of which is connected to the input of the differentiator, while the input of the peak detector is connected to the first input of the three-input comparator, and the output d peak detector is connected to the first input of the dividing device, the output of which is connected to the input of the module selection unit.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения частоты из-за значительных пульсаций выходного напряжения, обусловленных нелинейностью обрабатываемых участков синусоид трехфазного напряжения.The disadvantage of this device is the low accuracy of the frequency measurement due to significant ripple of the output voltage due to the nonlinearity of the processed sections of the three-phase voltage sinusoids.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности измерения частоты.The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of frequency measurement.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения, содержащее дифференциатор, пиковый детектор и блок деления, первый вход которого присоединен к выходу пикового детектора, вход которого соединен с первым фазным входом устройства, дополнительно введены два дифференциатора, три квадратора, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем первый, второй и третий фазные входы устройства через последовательно соединенные дифференциаторы и квадраторы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня присоединен ко второму входу блока деления, выход которого является выходом устройства.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for measuring the frequency of a three-phase sinusoidal voltage containing a differentiator, a peak detector and a division unit, the first input of which is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the first phase input of the device, two differentiators are additionally introduced, three a quadrator, an adder and a square root extraction unit, the first, second and third phase inputs of the device through series-connected differentiators and quadra Orae connected respectively to the first, second and third inputs of the adder, the output of which via the unit square root extraction connected to a second input of divider whose output is an output device.

Существенными отличиями предлагаемого устройства является введение дополнительно двух дифференциаторов, трех квадраторов, сумматора, блока извлечения квадратного корня и организация новых связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивает достижение положительного эффекта - повышение точности измерения частоты.Significant differences of the proposed device is the introduction of an additional two differentiators, three quadrators, an adder, a square root extraction unit and the organization of new connections between the elements of the device. The combination of elements and the relationships between them ensures the achievement of a positive effect - improving the accuracy of frequency measurement.

Сущность полезной модели поясняется рисунком (фиг.), где приведена функциональная схема преобразователя.The essence of the utility model is illustrated in the figure (Fig.), Which shows the functional diagram of the Converter.

Устройство (фиг.) содержит три дифференциатора 1, 2, 3, три квадратора 4, 5, 6, сумматор 7, блок извлечения квадратного корня 8, блок деления 9 и пиковый детектор 10, причем первый А, второй В и третий С фазные входы устройства через последовательно соединенные дифференциаторы 1, 2, 3 и квадраторы 4, 5, 6 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора 7, выход которого через блок извлечения квадратного корня 8 присоединен ко второму входу блока деления 9, выход которого является выходом устройства, а первый вход блока деления 9 присоединен к выходу пикового детектора 10, вход которого соединен с первым А фазным входом устройства.The device (Fig.) Contains three differentiators 1, 2, 3, three quadrants 4, 5, 6, an adder 7, a square root extraction unit 8, a division unit 9 and a peak detector 10, the first A, second B and third C phase inputs devices through series-connected differentiators 1, 2, 3 and squares 4, 5, 6 are connected respectively to the first, second and third inputs of the adder 7, the output of which through the square root extraction unit 8 is connected to the second input of the division unit 9, the output of which is the output of the device , and the first input of the division unit 9 connected to the output of the peak detector 10, the input of which is connected to the first A phase input of the device.

Преобразователь работает следующим образом. На входы дифференциаторов 1, 2, 3 поступают соответственно напряжения uA, uB, uC, пропорциональные фазным напряжениям сети:The converter operates as follows. The inputs of the differentiators 1, 2, 3 respectively receive voltages u A , u B , u C , proportional to the phase voltage of the network:

uA=Uфmsinωt; uB=Uфmsin(ωt-120°); uC=Uфmsin(ωt+120°),u A = U fm sinωt; u B = U fm sin (ωt-120 °); u C = U фm sin (ωt + 120 °),

где Uфm - амплитуда измеряемого фазного напряжения.where U fm is the amplitude of the measured phase voltage.

На входы квадраторов 4, 5, 6 поступают соответственно напряжения u1, u2, u3, полученные после дифференцирования дифференциаторами 1, 2, 3:The inputs of the quadrators 4, 5, 6 respectively receive the voltage u 1 , u 2 , u 3 obtained after differentiation by differentiators 1, 2, 3:

Figure 00000001
;
Figure 00000001
;

Figure 00000002
;
Figure 00000003
,
Figure 00000002
;
Figure 00000003
,

где Um вх - амплитуда измеряемого входного напряжения;wherein Rin U m - amplitude of the measured input voltage;

ω - круговая частота входного напряжения;ω is the circular frequency of the input voltage;

R - сопротивление резистора дифференциатора;R is the resistance of the differentiator resistor;

C - емкость конденсатора дифференциатора.C is the capacitance of the differentiator capacitor.

На выходах квадраторов 4, 5, 6 формируются напряжения u4, u5, u6, полученные после возведения в квадрат напряжений u1, u2, u3:At the outputs of the quadrants 4, 5, 6, the voltages u 4 , u 5 , u 6 are formed , obtained after squaring the voltages u 1 , u 2 , u 3 :

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

После суммирования напряжений u4, u5, u6 в сумматоре 7 и преобразований имеем напряжение u7:After summing the voltages u 4 , u 5 , u 6 in the adder 7 and the transformations, we have the voltage u 7 :

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000007
Figure 00000008

После операции извлечения квадратного корня в блоке извлечения квадратного корня 8 на его выходе формируется напряжение u8:After the operation of extracting the square root in the unit for extracting the square root 8, a voltage u 8 is generated at its output:

Figure 00000009
.
Figure 00000009
.

Пиковый детектор 10 выделяет амплитуду Uфm фазного напряжения uA и подает на первый вход блока деления 9, на второй вход которого подается напряжение с выхода блока извлечения квадратного корня 8.The peak detector 10 extracts the amplitude U fm of the phase voltage u A and supplies the first input of the division unit 9, the second input of which supplies voltage from the output of the square root extraction unit 8.

В результате на выходе блока деления 9 и всего устройства формируется напряжение Uвых, пропорциональное частоте трехфазного синусоидального напряжения:As a result, at the output of the division unit 9 and the entire device, a voltage U o is formed , proportional to the frequency of the three-phase sinusoidal voltage:

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где

Figure 00000011
- коэффициент пропорциональности.Where
Figure 00000011
- coefficient of proportionality.

При практической реализации предлагаемого устройства дифференциаторы 1, 2, 3 можно выполнить по известной схеме на операционном усилителе (ОУ) с времязадающей RC-цепью. В качестве квадраторов 4, 5, 6 можно использовать перемножители сигналов на микросхеме К525ПСЗ, объединив при этом ее информационные входы x и y. Сумматор 7 представляет собой обычный сумматор на операционном усилителе. В качестве блока извлечения квадратного корня 8 можно использовать схему на ОУ, включив квадратор в цепь его отрицательной обратной связи. Блок деления 9 можно выполнить на ОУ, включив перемножитель напряжений в цепь его отрицательной обратной связи. Пиковый детектор 10 можно выполнить по одной из известных схем (А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 292, рис. 11.17; стр. 304, рис. 11.29).In the practical implementation of the proposed device, the differentiators 1, 2, 3 can be performed according to the well-known scheme on an operational amplifier (op amp) with a timing RC circuit. As quadrants 4, 5, 6, you can use the signal multipliers on the K525PSZ chip, combining its information inputs x and y. The adder 7 is a conventional adder on an operational amplifier. As a block extracting the square root of 8, you can use the op amp circuit by including the quad in its negative feedback circuit. The division unit 9 can be performed on the OS, by including a voltage multiplier in the circuit of its negative feedback. Peak detector 10 can be performed according to one of the known schemes (A. J. Peyton, V. Walsh. Analog electronics on operational amplifiers. - M.: BINOM, 1994, p. 292, fig. 11.17; p. 304, fig. 11.29 )

Claims (1)

Устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения, содержащее дифференциатор, пиковый детектор и блок деления, первый вход которого присоединен к выходу пикового детектора, вход которого соединен с первым фазным входом устройства, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два дифференциатора, три квадратора, сумматор и блок извлечения квадратного корня, причем первый, второй и третий фазные входы устройства через последовательно соединенные дифференциаторы и квадраторы подключены соответственно к первому, второму и третьему входам сумматора, выход которого через блок извлечения квадратного корня присоединен ко второму входу блока деления, выход которого является выходом устройства.A device for measuring the frequency of a three-phase sinusoidal voltage containing a differentiator, a peak detector and a division unit, the first input of which is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the first phase input of the device, characterized in that it is additionally introduced two differentiators, three quadrators, an adder and a square root extraction unit, the first, second and third phase inputs of the device through series-connected differentiators and quadrants connected respectively to the first the second, second and third inputs of the adder, the output of which through the square root extraction unit is connected to the second input of the division unit, the output of which is the output of the device.
RU2016138643U 2016-09-29 2016-09-29 DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE RU168373U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016138643U RU168373U1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016138643U RU168373U1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168373U1 true RU168373U1 (en) 2017-01-31

Family

ID=58450818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016138643U RU168373U1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168373U1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189665U1 (en) * 2019-03-29 2019-05-30 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU189666U1 (en) * 2019-03-29 2019-05-30 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU189717U1 (en) * 2019-03-29 2019-05-31 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU190694U1 (en) * 2019-04-10 2019-07-09 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU204749U1 (en) * 2021-03-29 2021-06-09 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOID VOLTAGE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU577469A1 (en) * 1976-06-14 1977-10-25 Предприятие П/Я А-3327 Arrangement for measuring frequency of three-phase sinusoidal voltage
SU1129563A1 (en) * 1983-08-03 1984-12-15 Институт Электродинамики Ан Усср Device for measuring symmetrical components of three-phase ac voltage system
KR20090113021A (en) * 2008-04-25 2009-10-29 엘에스산전 주식회사 Apparatus and Method for Phasor Estimation
CN102540013A (en) * 2011-12-27 2012-07-04 广东电网公司韶关供电局 Transformer substation grounding network frequency response test device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU577469A1 (en) * 1976-06-14 1977-10-25 Предприятие П/Я А-3327 Arrangement for measuring frequency of three-phase sinusoidal voltage
SU1129563A1 (en) * 1983-08-03 1984-12-15 Институт Электродинамики Ан Усср Device for measuring symmetrical components of three-phase ac voltage system
KR20090113021A (en) * 2008-04-25 2009-10-29 엘에스산전 주식회사 Apparatus and Method for Phasor Estimation
CN102540013A (en) * 2011-12-27 2012-07-04 广东电网公司韶关供电局 Transformer substation grounding network frequency response test device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU189665U1 (en) * 2019-03-29 2019-05-30 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU189666U1 (en) * 2019-03-29 2019-05-30 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU189717U1 (en) * 2019-03-29 2019-05-31 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU190694U1 (en) * 2019-04-10 2019-07-09 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU204749U1 (en) * 2021-03-29 2021-06-09 Евгений Борисович Колесников DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOID VOLTAGE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU168373U1 (en) DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
CN203054093U (en) Apparatus for extracting DC (direct current) signal from mixed signal by using synchronous sampling
RU189666U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU168459U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU162209U1 (en) THREE-PHASE AC VOLTAGE MEASURING TRANSMITTER
RU168701U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU167006U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU189717U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU187664U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU163230U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU195861U1 (en) AC / DC TRANSMITTER
RU163765U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU2644612C1 (en) Measuring transducer of variable voltage into constant one
RU196223U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU169243U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU187663U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU189665U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE
RU196115U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU163965U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE ACTUAL VALUE OF VARIABLE VOLTAGE
Bekirov et al. Real time processing of the phase shift and the frequency by voltage signal conversion into the sequence of rectangular pulses
RU213442U1 (en) POWER FACTOR TO VOLTAGE CONVERTER
RU212147U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU204749U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOID VOLTAGE
RU187745U1 (en) HARMONIC FREQUENCY METER
RU190694U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200930