RU2074397C1

RU2074397C1 - Digital meter of active power

Info

Publication number: RU2074397C1
Application number: RU93057640A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Альшевский; А.М. Смирнов; М.Ю. Соболева
Original assignee: Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: radio engineering, design of meters of active power and A.C. energy meters for severely distorted signals. SUBSTANCE: digital meter of active power includes voltage- to-code converters 1, 2, period isolation unit 3, frequency multiplier 4, multiplier 5, control unit 6, register unit 7 of FIFO type, combination subtracter 8, accumulating adders 9, 10, counter 11. EFFECT: enhanced functional reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к цифровой контрольно-измерительной технике и может быть использовано при построении измерителей активной мощности и энергии сигналов переменного тока в системах автоматического контроля, регулирования и управления. The invention relates to digital instrumentation and can be used in the construction of meters of active power and energy of AC signals in automatic control, regulation and control systems.

Известно устройство для измерения активной мощности переменного тока, в котором производится спектральный анализ входных периодических сигналов, вычисляется активная мощность каждой гармоники и мощность в цепи определяется как сумма мощностей всех входящих в состав сигнала гармоник [1] Однако реализация такого измерителя требует большого количества аппаратных затрат. A device is known for measuring the active power of alternating current, in which spectral analysis of input periodic signals is performed, the active power of each harmonic is calculated, and the power in the circuit is determined as the sum of the powers of all harmonics included in the signal [1] However, the implementation of such a meter requires a large amount of hardware.

Известен цифровой измеритель активной мощности переменного тока, в котором сигналы, пропорциональные напряжению и току в исследуемой сети, преобразуются в код n раз за период, мгновенные значения перемножаются в цифровой форме, накапливаются и усредняются [2] Однако данный измеритель имеет низкое быстродействие, связанное с вычислением значения активной мощности только один раз за период входного сигнала. Known digital meter of active power of alternating current, in which signals proportional to voltage and current in the network under study are converted into code n times per period, instantaneous values are multiplied digitally, accumulated and averaged [2] However, this meter has a low speed associated with calculating the active power value only once per input signal period.

Известен цифровой измеритель активной мощности, содержащий два преобразователя напряжения в код, блок выделения периода, умножитель частоты, цифровой блок перемножения, блок управления, регистровый блок типа FIFO, комбинационный вычитатель и накапливающий сумматор [3] Информационный вход второго преобразователя напряжения в код является входом цифрового измерителя для напряжения и соединен со входом блока выделения периода, а вход первого преобразователя напряжения в код является входом измерителя для напряжения, пропорционального току в сети. Выход блока выделения периода соединен со входом умножителя частоты, выход которого соединен с запускающими входами первого и второго преобразователей напряжения в код, выходы готовности которых соединены с первым и вторым входами блока управления и входами приема первого и второго сомножителей блока перемножения. Информационные выходы первого и второго преобразователей напряжения в код соединены с первыми и вторыми входами сомножителей блока перемножения, информационные выходы которого соединены со входами данных регистрового блока типа FIFO и со входами уменьшаемого вычитателя, входы вычитаемого которого соединены с выходами данных регистрового блока типа FIFO, а выходы соединены с информационными входами сумматора, выходы данных которого являются информационными выходами цифрового измерителя активной мощности. Выход блока управления соединен со входами синхронизации регистрового блока и накапливающего сумматора, вход сброса которого соединен с одноименным входом регистрового блока типа FIFO и является входом запуска цифрового измерителя активной мощности. Known digital meter of active power, containing two voltage to code converters, a period allocation unit, a frequency multiplier, a digital multiplication unit, a control unit, a FIFO register block, a combination subtractor and an accumulating adder [3] The information input of the second voltage converter into the code is a digital input meter for voltage and is connected to the input of the period allocation unit, and the input of the first voltage converter to code is the meter input for voltage proportional to current on the net. The output of the period allocation unit is connected to the input of the frequency multiplier, the output of which is connected to the triggering inputs of the first and second voltage converters into a code, the readiness outputs of which are connected to the first and second inputs of the control unit and the input inputs of the first and second factors of the multiplication unit. The information outputs of the first and second voltage to code converters are connected to the first and second inputs of the multipliers of the multiplication unit, the information outputs of which are connected to the data inputs of the register block of the FIFO type and to the inputs of the diminishing subtractor, the inputs of the subtracted which are connected to the outputs of the data of the register block of the FIFO type, and the outputs connected to the information inputs of the adder, the data outputs of which are the information outputs of a digital active power meter. The control unit output is connected to the synchronization inputs of the register unit and the accumulating adder, the reset input of which is connected to the FIFO type input unit of the same name and is the start input of the digital active power meter.

Это устройство наиболее близко по техническому решению к изобретению и поэтому рассматривается в качестве прототипа. This device is the closest in technical solution to the invention and therefore is considered as a prototype.

Недостатком прототипа являются высокие аппаратные затраты, необходимые при анализе сильно искаженных сигналов. В этом случае требуется большое количество отсчетов для операции усреднения при вычислении активной мощности. Аппаратные затраты при реализации цифрового измерителя активной мощности таких сигналов определяются в основном объемом регистрового блока типа FIFO, число ячеек памяти которого будет велико. The disadvantage of the prototype is the high hardware costs required in the analysis of highly distorted signals. In this case, a large number of samples are required for the averaging operation when calculating the active power. The hardware costs when implementing a digital meter of active power of such signals are mainly determined by the volume of the FIFO type register block, the number of memory cells of which will be large.

Задача изобретения уменьшение аппаратных затрат при разработке цифрового измерителя активной мощности для анализа сильно искаженных сигналов путем снятия зависимости объема FIFO от числа отсчетов в периоде входного сигнала. The objective of the invention is to reduce hardware costs when developing a digital active power meter for the analysis of highly distorted signals by removing the dependence of the FIFO volume on the number of samples in the period of the input signal.

Задача решается и благодаря тому, что в цифровой измеритель активной мощности, содержащий, как и прототип, два преобразователя напряжения в код, цифровой блок перемножения, блок выделения периода, умножитель частоты, блок управления, регистровый блок типа FIFO, комбинационный вычитатель и накапливающий сумматор, причем информационный вход второго преобразователя напряжения в код является входом цифрового измерителя для напряжения и соединен со входом блока выделения периода, а вход первого преобразователя напряжения в код является входом цифрового измерителя для напряжения, пропорционального току в сети, выход блока выделения периода соединен со входом умножителя частоты, выход которого соединен со входами запуска первого и второго преобразователей напряжения в код, выходы готовности которых соединены с первым и вторым входами блока управления и входами приема первого и второго сомножителей блока перемножения, информационные выходы первого и второго преобразователей напряжения в код соединены соответственно с первыми и вторыми входами сомножителей блока перемножения, выходы данных регистрового блока типа FIFO соединены со входами вычитаемого комбинационного вычитателя, выходы которого соединены с информационными входами первого накапливающего сумматора, выходы данных которого являются информационными выходами цифрового измерителя активной мощности, вход сброса накапливающего сумматора соединен с одноименным входом регистрового блока типа FIFO и является входом запуска цифрового измерителя активной мощности, дополнительно, в отличие от известного устройства, введены второй накапливающий сумматор и счетчик по модулю К, причем информационные выходы блока перемножения соединены со входами данных второго сумматора, выходы которого соединены со входами данных регистрового блока типа FIFO и входами уменьшаемого комбинационного вычитателя, первый выход блока управления соединен со входом синхронизации второго сумматора, а второй со счетным входом счетчика по модулю К, выход переполнения которого соединен со входами синхронизации регистрового блока типа FIFO, первого сумматора и со вторым входом сброса второго сумматора, первый вход сброса второго накапливающего сумматора и вход сброса счетчика по модулю К соединены со входом запуска цифрового измерителя активной мощности. The problem is solved due to the fact that in the digital active power meter, which contains, like the prototype, two voltage converters into a code, a digital multiplication unit, a period allocation unit, a frequency multiplier, a control unit, a FIFO type register unit, a combination subtractor and an accumulating adder, moreover, the information input of the second voltage Converter in the code is the input of a digital meter for voltage and is connected to the input of the period allocation unit, and the input of the first voltage Converter in the code is the input m of a digital meter for voltage proportional to the current in the network, the output of the period highlighting unit is connected to the input of the frequency multiplier, the output of which is connected to the start inputs of the first and second voltage converters to code, the readiness outputs of which are connected to the first and second inputs of the control unit and the reception inputs of the first and the second factors of the multiplication block, the information outputs of the first and second voltage to code converters are connected respectively to the first and second inputs of the multipliers of the block The outputs of the data of the FIFO type register block are connected to the inputs of the subtractable combinational subtracter, the outputs of which are connected to the information inputs of the first accumulating adder, the data outputs of which are the information outputs of the digital active power meter, the reset accumulator totalizer input is connected to the FIFO type register input of the same name and is the start input of the digital meter of active power, in addition, in contrast to the known device, introduced a second accumulating sum an ator and a counter modulo K, and the information outputs of the multiplication unit are connected to the data inputs of the second adder, the outputs of which are connected to the data inputs of the register block of the FIFO type and the inputs of the decreasing combination subtractor, the first output of the control unit is connected to the synchronization input of the second adder, and the second to the counting the counter input modulo K, the overflow output of which is connected to the synchronization inputs of the register block type FIFO, the first adder and the second reset input of the second adder, the first input resetting the second accumulator and the reset input of the counter modulo K are connected to the digital input trigger of active power meter.

Сущность изобретения состоит в запоминании сумм групп отсчетов мгновенных значений активной мощности за период входного сигнала и в вычислении активной мощности после получения группы отсчетов путем прибавления полученной текущей сурьмы группы отсчетов к предыдущему значению результата и вычитания из нее самой "давней" с последующим усреднением. The essence of the invention consists in storing the sums of the groups of samples of the instantaneous values of active power for the period of the input signal and in calculating the active power after receiving the group of samples by adding the current antimony of the group of samples to the previous value of the result and subtracting the “oldest” one from it, followed by averaging.

Введение новых элементов второго накапливающего сумматора, формирующего суммы групп отсчетов, и счетчика по модулю К, вырабатывающего равномерные сигналы синхронизации через время

, где Т период входного сигнала, n - количество отсчетов за период, и К количество отсчетов в группе; а также введение новых связей позволяет обеспечить суммирование значения группы из К отсчетов мгновенной мощности и корректировать этой величиной общий результат измерения. Таким образом, результат измерения формируется не после каждого отсчета, а после группы из К отсчетов. В известных технических решениях такого подхода к данной задаче, а также совокупности признаков, реализующих этот подход, не обнаружено.Introduction of new elements of the second accumulating adder, forming the sum of the groups of samples, and a counter modulo K, generating uniform synchronization signals over time

where T is the period of the input signal, n is the number of samples per period, and K is the number of samples in the group; as well as the introduction of new relationships, it is possible to ensure the summation of a group of K samples of instantaneous power and to correct the total measurement result with this value. Thus, the measurement result is formed not after each sample, but after a group of K samples. In well-known technical solutions, this approach to this problem, as well as a set of features that implement this approach, is not found.

На фиг. 1 изображена функциональная схема цифрового измерителя активной мощности. In FIG. 1 shows a functional diagram of a digital active power meter.

Цифровой измеритель активной мощности содержит два преобразователя напряжения в код (ПНК) 1 и 2, блок выделения периода (БВП) 3, умножитель частоты (УЧ) 4, цифровой блок перемножения 5, блок управления (БУ) 6, регистровый блок типа FIFO 7, комбинационный вычитатель 8, два накапливающих сумматора 9 и 10 и счетчик 11 по модулю К, причем информационный вход ПНК 2 является входом цифрового измерителя для напряжения и соединен со входом БВП 3, а вход ПНК 1 является входом цифрового измерителя для напряжения, пропорционального току в сети, выход БВП 3 соединен со входом УЧ 4, выход которого соединен со входами приема первого и второго сомножителей блока перемножения 5, информационные выходы ПНК 1 и 2 соединены соответственно с первыми и вторыми входами сомножителей блока перемножения 5, информационные выходы которого соединены со входами данных сумматора 10, выходы которого со единены со входами данных регистрового блока 7 и входами уменьшаемого комбинационного вычитателя 8, выходы данных регистрового блока 7 соединены со входами вычитаемого комбинационного вычитателя 8, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора 9, выходы данных которого являются информационными выходами цифрового измерителя активной мощности, первый выход блока управления 6 соединен со входом синхронизации сумматора 10, а второй выход блока 6 соединен со счетным входом счетчика 11 по модулю К, выход переполнения которого соединен со входами синхронизации регистрового блока 7, комбинационного вычитателя 8 и со вторым входом сброса сумматора 10, вход сброса накапливающего сумматора 9 соединен с одноименными входами регистрового блока 7, счетчика 11 по модулю К и с первым входом сброса накапливающего сумматора 10 и является входом запуска цифрового измерителя активной мощности. A digital active power meter contains two voltage converters into a code (PNK) 1 and 2, a period allocation unit (BWP) 3, a frequency multiplier (UCH) 4, a digital multiplication unit 5, a control unit (BU) 6, a register block of the FIFO 7 type, a combination subtractor 8, two accumulating adders 9 and 10, and a counter 11 modulo K, the information input of PNK 2 being the input of a digital meter for voltage and connected to the input of the BVP 3, and the input of PNK 1 being the input of a digital meter for voltage proportional to the current in the network the output of the BVP 3 is connected to the input of the UCH 4, the output of which is connected to the input inputs of the first and second factors of the multiplication unit 5, the information outputs of PNK 1 and 2 are connected respectively to the first and second inputs of the factors of the multiplication unit 5, the information outputs of which are connected to the data inputs of the adder 10, the outputs of which are connected with the data inputs of the register block 7 and the inputs of the diminished Raman subtractor 8, the data outputs of the register block 7 are connected to the inputs of the subtractable Raman subtracter 8, the outputs of which are connected information inputs of the accumulating adder 9, the data outputs of which are information outputs of a digital active power meter, the first output of the control unit 6 is connected to the synchronization input of the adder 10, and the second output of the unit 6 is connected to the counter input of the counter 11 modulo K, the overflow output of which is connected to the inputs synchronization of the register block 7, the combination subtractor 8 and with the second reset input of the adder 10, the reset input of the accumulating adder 9 is connected to the inputs of the same register register ka 7, counter 11 modulo K and with the first reset input of the accumulating adder 10 and is the start input of the digital active power meter.

Цифровой измеритель активной мощности построен на известных элементах и узлах. В качестве ПНК 1 и 2 могут быть использованы однокристальные аналого-цифровые преобразователи К111ЗПВ1, БВП 3 может быть реализован на одном компараторе, например, 521САЗ. УЧ 4 может иметь различные варианты реализации. Один из них приведен в [7, рис. 1] В качестве блока перемножения 5 можно использовать микросхемы К1802ВРЗ и др. БУ 6 представляет собой два последовательно соединенных одновибратора (микросхемы К155АГ1), первый из которых запускается при присутствии одновременно двух входных сигналов, причем, если ПНК 1 и 2 реализованы на микросхемах К111ЗПВ1, то входные сигналы для К155АГ1 должны быть проинвертированы, так как сигнал готовности у К111ЗПВ1 инверсный. Выход этого одновибратора является первым выходом блока управления 6. Сигнал с этого выхода подается на вход второго одновибратора, выход которого является вторым выходом БУ 6. Регистровый блок типа FIFO 7 может быть построен по схеме, приведенной в [4, с. 416, рис. 13.8,г] В качестве регистров в такой схеме могут быть использованы, например, регистры К155ИР13, выходы сброса которых объединены между собой и являются входом сброса регистрового блока типа FIFO 7. Вычитатель 8 реализуется на основе сумматора [5, с. 139, рис. 9-15, а] накапливающий сумматор 9 на сумматоре и регистре [6, с. 196, рис. 11.14]
Схема сумматора 10 приведена на фиг. 2. Он реализован на элементе "И" 12 например, микросхема К155ЛИ1 и накапливающем сумматоре 13, который аналогичен сумматору 9. Построение счетчиков по произвольному модулю К (блок 11) приведено в [8, с. 265-270] Пример построения такого счетчика [8, с. 265, рис. 9.81]
Цифровой измеритель активной мощности работает следующим образом.The digital active power meter is built on well-known elements and nodes. As PNA 1 and 2 can be used single-chip analog-to-digital converters K111ZPV1, BVP 3 can be implemented on a single comparator, for example, 521CAZ. UCH 4 can have various options for implementation. One of them is given in [7, Fig. 1] As a multiplication unit 5, K1802BRZ microcircuits can be used, etc. BU 6 is two serially connected single-vibrators (K155AG1 microcircuits), the first of which is launched when two input signals are present simultaneously, moreover, if PNK 1 and 2 are implemented on K111ZPV1 microcircuits, then the input signals for K155AG1 must be inverted, since the ready signal for K111ZPV1 is inverse. The output of this one-shot is the first output of the control unit 6. The signal from this output is fed to the input of the second one-shot, the output of which is the second output of the control unit 6. The FIFO 7 type register unit can be constructed according to the scheme given in [4, p. 416, fig. 13.8, d] As registers in such a scheme, for example, K155IR13 registers can be used, the reset outputs of which are interconnected and are a reset input of a register block of the FIFO type 7. Subtractor 8 is implemented on the basis of the adder [5, p. 139, fig. 9-15, a] accumulating adder 9 on the adder and register [6, p. 196, fig. 11.14]
The adder circuit 10 is shown in FIG. 2. It is implemented on the element “I” 12, for example, the K155LI1 chip and the accumulating adder 13, which is similar to the adder 9. The construction of counters by an arbitrary module K (block 11) is given in [8, p. 265-270] An example of constructing such a counter [8, p. 265, fig. 9.81]
Digital meter active power operates as follows.

По поступлению сигнала "ПУСК" обнуляются регистровый блок 7, счетчик 11 по модулю К и накапливающие сумматоры 9 и 10. Upon receipt of the “START” signal, register block 7, counter 11 modulo K, and accumulating adders 9 and 10 are reset to zero.

БВП 3 и УЧ 4 формируют на своих выходах прямоугольные импульсы, временной интервал между которыми равен периоду входного сигнала Т_вх для БВП 3 и Т_вх/n для УЧ 4, где n коэффициент умножения УЧ 4, который равен числу отсчетов в периоде. С целью упрощения выполнения операции 1/n при вычислении

где P_j j-е мгновенное значение активной мощности, а Р активная мощность, число n выбирается из ряда чисел 2¹, где l любое целое положительное число. При этом операция

cводится к сдвигу величины

на 1 разрядов вправо.BVP 3 and UCH 4 form rectangular pulses at their outputs, the time interval between which is equal to the input signal period T _I for BVP 3 and T _I / n for UCH 4, where n is the multiplication factor of UCH 4, which is equal to the number of samples in the period. In order to simplify the operation 1 / n in the calculation

where P _j j is the instantaneous value of the active power, and P is the active power, the number n is selected from a number of numbers 2 ¹ , where l is any positive integer. In this operation

reduces to a value shift

1 digits to the right.

Каждый импульс с выхода УЧ 4 запускает одновременно ПНК 1 и ПНК 2, которые преобразуют мгновенные значения напряжения и тока в код. По окончанию преобразования на выходе ПНК 1 появляется код

, a на выходе ПНК 2

, где j номер отсчета мгновенных значений, а N_i и N_u коды мгновенных значений тока и напряжения соответственно. Одновременно ПНК 1 и ПНК 2 выдают сигналы готовности данных, по которым

заносятся в блок перемножения 5.Each pulse from the output of the UCH 4 starts simultaneously PNK 1 and PNK 2, which convert the instantaneous voltage and current values into a code. At the end of the conversion, the code appears on the output of PNK 1

, a at the output of PNA 2

where j is the reference number of instantaneous values, and N _i and N _{u are} codes of instantaneous values of current and voltage, respectively. At the same time, PNA 1 and PNA 2 give data readiness signals, according to which

are entered in the multiplication block 5.

Через время задержки срабатывания блока перемножения 5 код отсчета мгновенного значения активной мощности

появляется на входе данных накапливающего сумматора 10. Окончанием импульса с первого выхода БУ 6, который формируется по поступлению сигналов готовности от ПНК 1 и ПНК 2 и заканчивается через интервал времени, больший чем время срабатывания блока перемножения 5, код

добавляется в накапливающий сумматор 10. Так как первоначальное содержимое сумматора равнялось 0, то код

заносится в накапливающий сумматор 10. Импульс со второго выхода БУ 6 поступает в счетчик 11 по модулю К через время, достаточное для срабатывания накапливающего сумматора 10 и увеличивает его содержимое на 1.After the delay time of the operation of the multiplication unit 5, the reference code of the instantaneous value of the active power

appears at the data input of the accumulating adder 10. The end of the pulse from the first output of the control unit 6, which is formed by the receipt of ready signals from PNK 1 and PNK 2 and ends after a time interval longer than the response time of the multiplication unit 5, code

is added to the accumulating adder 10. Since the initial contents of the adder was 0, the code

is recorded in the accumulating adder 10. The pulse from the second output of the control unit 6 enters the counter 11 modulo K after a time sufficient to trigger the accumulating adder 10 and increases its content by 1.

Число К выбирается таким образом, чтобы число отсчетов за период входного сигнала N было кратно К. На этом первый цикл вычисления заканчивается. Следующий цикл запускается очередным импульсом с выхода УЧ 4, по окончанию которого в сумматоре будет сформирована величина

. После выполнения К циклов в накапливающем сумматоре 10 будет сформирована сумма группы из К отсчетов мгновенных значений активной мощности:

Это значение поступает на вход данных регистрового блока 7 и на вход уменьшаемого вычитателя 8. Так как после запуска содержимое регистрового блока типа FIFO 7 равно 0, то на выходе вычитателя 8 также появится код

При этом окончанием импульса со второго выхода БУ 6, длительность которого больше времен срабатывания сумматора 10 и вычитателя 8, вместе взятых, переполняется счетчик 11. Сигналом переполнения счетчика код, накопленный в сумматоре 10, заносится в первый регистр регистрового блока 7 и в накапливающий сумматор 9. Так как первоначальное состояние сумматора 9 было равно 0, то на его выходе появляется код

Сумматор 10 сигналом со счетчика 11 обнуляется, подготавливаясь к новому циклу из К вычислений. На этом заканчивается обработка первой группы из К отсчетов. Очередным импульсом с УЧ 4 запускается следующий цикл измерений.The number K is selected so that the number of samples for the period of the input signal N is a multiple of K. This completes the first calculation cycle. The next cycle is started by the next pulse from the output of UCH 4, at the end of which the value will be generated in the adder

. After performing K cycles in the accumulating adder 10, the sum of a group of K samples of instantaneous values of active power will be formed:

This value goes to the data input of the register block 7 and to the input of the reduced subtractor 8. Since after starting the contents of the register block of the FIFO 7 type is 0, then the code 8 will also appear at the output of the subtractor 8

In this case, the end of the pulse from the second output of BU 6, the duration of which is longer than the response times of the adder 10 and subtractor 8, taken together, overflows the counter 11. With the overflow signal, the code accumulated in the adder 10 is entered in the first register of the register block 7 and in the accumulating adder 9 . Since the initial state of adder 9 was 0, a code appears on its output

The adder 10 signal from the counter 11 is reset, preparing for a new cycle of K calculations. This ends the processing of the first group of K samples. The next pulse with UCH 4 starts the next cycle of measurements.

По окончанию следующей группы из К вычислений

переместится во второй регистр регистрового блока 7, а

запишется в первый регистр. При этом в сумматоре 9 будет сфоpмиpована величина

. После выполнения n/K групп вычислений регистровый блок типа FIFO 7 заполнится и будет хранить все n/K сумм групп по К отсчетов за весь период. Первая же сумма

появится на его выходе, так как регистровый блок 7 содержит n/K регистров. В накапливающем сумматоре 9 при этом будет сформирована сумма

где Z номер группы из К отсчетов.At the end of the next group of K calculations

will move to the second register of register block 7, and

will be written in the first register. In this case, in adder 9, the value

. After performing n / K groups of calculations, the register block of the FIFO 7 type will be filled and will store all n / K sums of groups of K samples for the entire period. First amount

will appear on its output, as register block 7 contains n / K registers. In the accumulating adder 9, the amount will be generated

where Z is the group number of K samples.

Но так как n=2¹, и операция a/n, где а любое число, есть сдвиг числа а на 1 разрядов вправо, что не изменяет вид кода, а равносильно перемещению запятой, то

причем младшие 1 разрядов представляют дробную часть значения Р.But since n = 2 ¹ , and the operation a / n, where a is any number, there is a shift of the number a by 1 digits to the right, which does not change the look of the code, but is equivalent to moving the comma, then

and the lower 1 digits represent the fractional part of the value of R.

После обработки n+K отсчетов на вход уменьшаемого вычитателя 8 подается код

, а на вход вычитаемого

с выхода регистрового блока 7. В итоге после окончания (n+K)-го цикла в накапливающем сумматоре 9 будет сформирована сумма

Значение активной мощности не зависит от момента начала снятия отсчетов, то

заносится в первый регистр регистрового блока типа FIFO 7, а в последний (n/K)-й переписывается

и он появляется на выходе регистрового блока 7, и так далее.After processing n + K samples, the code of the decreasing subtractor 8 is input

, and the input is deductible

from the output of the register block 7. As a result, after the end of the (n + K) -th cycle in the accumulating adder 9, the sum

The value of active power does not depend on the moment of the start of sampling, then

is entered in the first register of a register block of the FIFO 7 type, and in the last (n / K) -th it is written

and it appears at the output of register block 7, and so on.

Таким образом, после снятия каждой группы из К отсчетов N_i и N_u коppектиpуется значение Р в зависимости от значений сумм групп отсчетов активной мощности.Thus, after taking each group of K samples N _i and N _u , the value of P is corrected depending on the values of the sums of the groups of samples of active power.

Предлагаемый измеритель формирует на своем выходе каждое новое значение активной мощности через время t K*T_вх/n. Это позволяет уменьшить объем используемого FIFO. Если входной сигнал требует примерно 2¹³ 8192 восьмиразрядных отсчетов за период, то объем FIFO в прототипе составит 8192 х 8 8 Килобайт; в предлагаемом же устройстве при К выбранном 256 объем FIFO равен 32 х 64 64 байта. Таким образом, объем FIFO сократится в 128 раз. При этом сохраняется следящий режим работы, и результат получают 32 раза за период.The proposed meter generates at its output each new value of active power after a time t K * T _I / n. This reduces the amount of FIFO used. If the input signal requires approximately 2 ¹³ 8192 eight-bit samples per period, the FIFO volume in the prototype will be 8192 x 8 8 Kilobytes; in the proposed device with K selected 256, the FIFO volume is 32 x 64 64 bytes. Thus, the volume of FIFO will be reduced by 128 times. At the same time, the tracking mode of operation is saved, and the result is obtained 32 times per period.

Claims

A digital active power meter comprising two voltage to code converters, a digital multiplication unit, a period allocation unit, a frequency multiplier, a control unit, a FIFO type register unit, a combination calculator and an accumulating adder, the information input of the second voltage converter to the code being the input of a digital meter for voltage and is connected to the input of the period allocation unit, and the input of the first voltage to code converter is the input of a digital meter for voltage, proportionally to the current in the network, the output of the period separation unit is connected to the input of the frequency multiplier, the output of which is connected to the start inputs of the first and second voltage converters into a code, the readiness outputs of which are connected to the first and second inputs of the control unit and the input inputs of the first and second factors of the multiplication unit, the information outputs of the first and second voltage to code converters are connected respectively to the first and second inputs of the multipliers of the multiplication block, the data outputs of the register block of the FIFO type are connected to odes of the subtractable combination subtractor, the outputs of which are connected to the information inputs of the first accumulating adder, the data outputs of which are information outputs of the digital active power meter, the reset input of the accumulating adder is connected to the input of the FIFO register block of the same name and is the start input of the digital active power meter, characterized in that a second accumulating adder and a counter modulo K are additionally introduced into it, and the information outputs of the The outputs are connected to the data inputs of the second adder, the outputs of which are connected to the data inputs of the FIFO register block and the inputs of the decreasing combination subtracter, the first output of the control unit is connected to the synchronization input of the second adder, and the second output of the control unit to the counter input of the counter modulo K, overflow output which is connected to the synchronization inputs of a register block of the FIFO type, the first adder and to the second reset input of the second adder, the first reset input of the second accumulating adder and the input with dew modulo K counter are connected to the input of a digital start active power meter.