RU190694U1 - DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE Download PDFInfo
- Publication number
- RU190694U1 RU190694U1 RU2019110721U RU2019110721U RU190694U1 RU 190694 U1 RU190694 U1 RU 190694U1 RU 2019110721 U RU2019110721 U RU 2019110721U RU 2019110721 U RU2019110721 U RU 2019110721U RU 190694 U1 RU190694 U1 RU 190694U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- phase
- differentiator
- peak detector
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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 дифференциатор, делительное устройство, пиковый детектор, блок выделения модуля, три формирователя зоны нечувствительности, первые входы которых подключены соответственно к трем фазным проводам трехфазного напряжения, сумматор, блок масштабирования и фильтр нижних частот, причем выход дифференциатора соединен с первым входом делительного устройства, выход которого соединен с входом блока выделения модуля, второй вход делительного устройства соединен с выходом пикового детектора, вход которого подключен к первому фазному проводу трехфазного напряжения, выходы формирователей зоны нечувствительности соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с входом дифференциатора, выход пикового детектора соединен с входом блока масштабирования, выход которого соединен со вторыми входами формирователей зоны нечувствительности, а выход блока выделения модуля соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом устройства.Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности измерения частоты. 2 ил.The utility model relates to the field of measuring electrical energy parameters and can be used in devices measuring the frequency of a three-phase alternating voltage or current, as well as in devices for automation and relay protection. The device contains a differentiator, a dividing device, a peak detector, a module extraction unit, three dead zone shapers, the first inputs of which are connected respectively to three phase three-phase voltage wires, an adder, a scaling unit and a low-pass filter, the output of the differentiator connected to the first input of the dividing device, the output of which is connected to the input of the module allocation unit, the second input of the separating device is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the first phase wire three-phase voltage, the outputs of the shapers of the dead zone are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the differentiator, the output of the peak detector is connected to the input of the scaling unit, the output of which is connected to the second inputs of the shapers of the dead zone, and the output of the module selection module is connected to the input of the filter low frequencies, the output of which is the output of the device. The technical result of the claimed utility model is an increase in the accuracy of frequency 2 Il.
Description
Полезная модель относится к области измерения параметров электрической энергии и может быть использовано в устройствах измерения частоты трехфазного переменного напряжения или тока, а также в устройствах автоматики и релейной защиты.The invention relates to the field of measuring electrical energy parameters and can be used in devices measuring the frequency of a three-phase alternating voltage or current, as well as in devices for automation and relay protection.
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-цепъю в цепи обратной связи и индикатор.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 low-pass filter circuit is chosen sufficiently large on the basis of a given 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 a 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 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 extraction block, a series-connected differentiator and a separating device, with the comparator inputs connected to the three-phase voltage phase inputs and the comparator outputs through the 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 The peak detector is connected to the first input of the dividing device, the output of which is connected to the input of the module allocation unit.
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.
Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения частоты, обусловленная большим числом преобразований входных сигналов и пульсациями выходного напряжения. Кроме того, неидеальность и неидентичность ключей в блоке ключей приводит к появлению дополнительных низкочастотных пульсаций в выходном напряжении, что требует уменьшения частоты среза выходного фильтра нижних частот, предназначенного для сглаживания пульсаций. Это приводит к снижению быстродействия устройства и дополнительному снижению точности измерения частоты в переходных режимах.The disadvantage of this device is the low accuracy of frequency measurement, due to the large number of conversions of input signals and ripple output voltage. In addition, the non-ideal and non-identical keys in the key block leads to the appearance of additional low-frequency ripples in the output voltage, which requires a reduction in the cut-off frequency of the output low-pass filter, designed to smooth the ripple. This leads to a decrease in device performance and an additional decrease in the accuracy of frequency measurement in transient conditions.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение точности измерения частоты.The technical result of the claimed utility model is to improve the accuracy of frequency measurement.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения, содержащее дифференциатор, делительное устройство, пиковый детектор и блок выделения модуля, причем выход дифференциатора соединен с первым входом делительного устройства, выход которого соединен с входом блока выделения модуля, а второй вход делительного устройства соединен с выходом пикового детектора, вход которого подключен к первому фазному проводу трехфазного напряжения, дополнительно введены первый, второй и третий формирователи зоны нечувствительности, первые входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему фазным проводам трехфазного напряжения, сумматор, блок масштабирования и фильтр нижних частот, причем выходы формирователей зоны нечувствительности соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с входом дифференциатора, выход пикового детектора соединен с входом блока масштабирования, выход которого соединен со вторыми входами формирователей зоны нечувствительности, а выход блока выделения модуля соединен с входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом устройства.This technical result is achieved in that a known device for measuring the frequency of a three-phase sinusoidal voltage, comprising a differentiator, a separating device, a peak detector and a module allocation unit, the output of the differentiator connected to the first input of the separating device, the output of which is connected to the module allocation unit the second input of the divider device is connected to the output of the peak detector, the input of which is connected to the first phase wire of the three-phase voltage, additionally The first, second and third dead zone shaper units, the first inputs of which are connected to the first, second and third phase wires of the three-phase voltage, an adder, a scaling unit and a low-pass filter, and the dead zone shapers are connected to the corresponding inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the differentiator, the output of the peak detector is connected to the input of the scaling unit, the output of which is connected to the second inputs of the zone formers is insensitive ti, and an output module selection unit coupled to the input of a low pass filter whose output is an output device.
Существенными отличиями предлагаемого устройства является введение дополнительно трех формирователей зоны нечувствительности, сумматора, блока масштабирования, фильтра нижних частот и организация новых связей между элементами устройства. Совокупность элементов и связей между ними обеспечивают достижение положительного эффекта - повышения точности измерения частоты.The essential differences of the proposed device is the introduction of an additional three shapers of the dead zone, an adder, a scaling unit, a low-pass filter and the organization of new connections between the elements of the device. The combination of elements and relations between them ensures the achievement of a positive effect - improving the accuracy of frequency measurement.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений Uф, U1-U5, U7 и Uвых.The essence of the utility model is illustrated by drawings. FIG. 1 shows a functional diagram of the device; FIG. 2 - time diagrams of voltages U f , U 1 -U 5 , U 7 and U o .
Устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения (фиг.1) содержит формирователи зоны нечувствительности 1, 2, 3, сумматор 4, пиковый детектор 5, блок масштабирования 6, дифференциатор 7, делительное устройство 8, блок выделения модуля 9 и фильтр нижних частот 10.A device for measuring the frequency of a three-phase sinusoidal voltage (Fig. 1) contains
Устройство работает следующим образом. На первые входы формирователей зоны нечувствительности 1, 2, 3 поступают соответственно напряжения UA, UB, UC, пропорциональные фазным напряжениям сети (фиг. 2):The device works as follows. The first inputs of the formers of the
где - амплитуда фазного напряжения;Where - amplitude of phase voltage;
ω - круговая частота фазного напряжения.ω is the circular frequency of the phase voltage.
Формирователи зоны нечувствительности 1, 2, 3 выделяют из напряжений UA, UB, UC напряжения выше уровне , подающегося на их вторые входы, и на их выходах формируются соответственно напряжения U1, U2, U3. Уровень напряжения зоны нечувствительности формируется при помощью пикового детектора 5, измеряющего амплитуду фазного напряжения , и блока масштабирования 6, имеющего коэффициент передачи 0,5.
Выходные напряжения u1, u2, u3 формирователей зоны нечувствительности 1, 2, 3 подаются на входы сумматора 4, на выходе которого после операции суммирования формируется переменное напряжение u4, имеющее форму близкую к треугольной (фиг. 2).The output voltages u 1 , u 2 , u 3 of the formers of the
В результате дифференцирования дифференциатором 7 напряжения u4 на его выходе формируется переменное напряжение u5, по форме близкой к прямоугольной. Для исключения влияния величины фазного напряжения на измеряемую частоту, в делительном устройстве 8 выходное напряжение u5 дифференциатора 7 делится на амплитуду фазного напряжения , вырабатываемого пиковым детектором 5 (фиг. 2).As a result of differentiation by the
После выпрямления переменного напряжения u6 в блоке выделения модуля 9, на его выходе формируется постоянное напряжение u7, содержащее незначительные пульсации, которые эффективно сглаживаются фильтром нижних частот 10, имеющим небольшую постоянную времени.After rectifying the alternating voltage u6 in the
В результате на выходе фильтра нижних частот 10 и на выходе устройства формируется постоянное напряжение uвых, которое не содержит переменной составляющей, а его величина пропорциональна измеряемой частоте со трехфазного синусоидального напряжения сети.As a result, at the output of the low-
Таким образом, в предлагаемой полезной модели существенно уменьшено количество преобразований сигналов, а, следовательно, повышается точность измерения частоты.Thus, in the proposed utility model, the number of signal transforms is significantly reduced, and, consequently, the accuracy of the frequency measurement is increased.
При практической реализации предлагаемого устройства формирователи зоны нечувствительности 1, 2, 3 можно выполнить по схеме зоны нечувствительности на операционном усилителе (ОУ) (Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р. Практика аналогового моделирования динамических систем: Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1987, стр. 161, п. 2.10.4). Сумматор 4 представляет собой обычный трехвходовой сумматор на ОУ. Пиковый детектор 5 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). Блок масштабирования 6 выполнен в виде усилителя на ОУ с коэффициентом передачи, равным 0,5. Дифференциатор 7 можно выполнить по известной схеме на ОУ с времязадающей RC-цепью. Делительное устройство 8 можно выполнить на ОУ, включив перемножитель напряжений на микросхеме К525ПС3 в цепь его отрицательной обратной связи. В качестве блока выделения модуля 9 можно использовать схему двухполупериодного выпрямителя на ОУ, выполненного по схеме (А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 315, рис. 11.37). Фильтр нижних частот 10 можно выполнить по схеме фильтра нижних частот первого порядка на ОУ (А. Дж. Пейтон, В. Волш. Аналоговая электроника на операционных усилителях. - М.: БИНОМ, 1994, стр. 105, рис. 6.10).In the practical implementation of the proposed device, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110721U RU190694U1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110721U RU190694U1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU190694U1 true RU190694U1 (en) | 2019-07-09 |
Family
ID=67216039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019110721U RU190694U1 (en) | 2019-04-10 | 2019-04-10 | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU190694U1 (en) |
Citations (5)
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 |
US6985824B2 (en) * | 2003-06-02 | 2006-01-10 | Tmt & D Corporation | Frequency measuring device |
KR100823832B1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-04-21 | 엘에스산전 주식회사 | Apparatus and method for estimating frequency of signal in power system |
US8190387B2 (en) * | 2007-02-19 | 2012-05-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Frequency measurement apparatus |
RU168373U1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-31 | Евгений Борисович Колесников | DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE |
-
2019
- 2019-04-10 RU RU2019110721U patent/RU190694U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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 |
US6985824B2 (en) * | 2003-06-02 | 2006-01-10 | Tmt & D Corporation | Frequency measuring device |
KR100823832B1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-04-21 | 엘에스산전 주식회사 | Apparatus and method for estimating frequency of signal in power system |
US8190387B2 (en) * | 2007-02-19 | 2012-05-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Frequency measurement apparatus |
RU168373U1 (en) * | 2016-09-29 | 2017-01-31 | Евгений Борисович Колесников | DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU168373U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU189666U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU189717U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU190694U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU189665U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOIDAL VOLTAGE | |
RU195861U1 (en) | AC / DC TRANSMITTER | |
EP2772766A2 (en) | Power line frequency detector | |
RU2621880C1 (en) | Device for determining rotation speed of induction motor rotors | |
RU187664U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU168701U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU204691U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOID VOLTAGE | |
RU204749U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING THE FREQUENCY OF THREE-PHASE SINUSOID VOLTAGE | |
RU196223U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU168459U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU196115U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU212580U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU222789U1 (en) | HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER | |
RU163230U1 (en) | AC VOLTAGE TRANSMITTER | |
RU222700U1 (en) | HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER | |
RU224025U1 (en) | MEASURING CONVERTER AC TO DC | |
JP7111163B2 (en) | Measuring device and voltage generation method | |
RU223943U1 (en) | HARMONIC SIGNAL FREQUENCY METER | |
RU162314U1 (en) | AC TO DC CONVERTER | |
RU212147U1 (en) | HARMONIC FREQUENCY METER | |
RU225928U1 (en) | MEASURING CONVERTER AC TO DC |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200411 |