RU2554319C1 - Устройство контроля работы трехфазного инвертора - Google Patents
Устройство контроля работы трехфазного инвертора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554319C1 RU2554319C1 RU2013155007/28A RU2013155007A RU2554319C1 RU 2554319 C1 RU2554319 C1 RU 2554319C1 RU 2013155007/28 A RU2013155007/28 A RU 2013155007/28A RU 2013155007 A RU2013155007 A RU 2013155007A RU 2554319 C1 RU2554319 C1 RU 2554319C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inputs
- input
- inverter
- indicator
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к метрологии, в частности к приборостроению. Устройство контроля работы трехфазного инвертора содержит источник постоянного напряжения, подключенный к входу инвертора, с выходами которого связаны две пары датчиков линейных напряжений и линейных токов и нагрузка, два аналоговых перемножителя, входы которых соединены с датчиками соответствующих линейных напряжений и токов, а выходы через фильтры нижних частот связаны с входами одного из двух сумматоров. К выходу сумматора подключен индикатор активной мощности и первый вход аналогового делителя, с выходом которого соединен индикатор коэффициента мощности. При этом устройство снабжено второй парой аналоговых перемножителей с фильтрами нижних частот, двумя фазовращателями на 90°, блоком вычисления модуля векторной суммы, нуль-органом и индикаторами полной мощности и характера нагрузки инвертора. Причем первые входы второй пары аналоговых перемножителей соединены с датчиками линейных напряжений, вторые входы через фазовращатели на 90° - с датчиками линейных токов, а выходы через фильтры нижних частот - с входами второго сумматора, выход которого через нуль-орган подключен к индикатору характера нагрузки и непосредственно к одному из входов блока вычисления модуля векторной суммы, с другим входом которого связан выход первого сумматора, а с выходом - второй вход аналогового делителя и индикатор полной мощности. Технический результат - повышение надежности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля работы трехфазных инверторов, широко применяемых в различного рода энергоустановках, источниках бесперебойного питания и преобразователях частоты.
Обычно в паспортных данных на конкретный инвертор указываются предельные значения полной мощности при заданном значении коэффициента мощности (cos φ), активной мощности (составляющей 70-80% от полной) и минимально допустимая величина коэффициента мощности, которая должна быть, например, не менее 0,5. Для безаварийной эксплуатации инвертора необходим одновременный контроль всех трех перечисленных параметров.
Известны устройства измерения активной и реактивной мощности в трехфазных сетях с недоступной нейтралью, основанные на методе двух ваттмеров (Лаппе Р., Фишер Ф. Измерения в энергетической электронике. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.152, 153). Недостаток устройств заключается в необходимости применения громоздких электромеханических приборов, отсутствии автоматического вычисления суммарных активной и реактивной мощностей, полной мощности, коэффициента мощности и определения характера нагрузки.
Известна аппаратура и способ для измерения коэффициента мощности и момента на выходе привода с изменяемой частотой (патент US 5003252, МПК G01R 31/02, G01R 25/00, 26.03.1991). Аппаратура содержит три преобразователя Холла, перемножающих фазные токи на фазные напряжения, сумматоры, фильтры и аналоговый делитель, вычисляющий коэффициент мощности. Недостатком устройства является его неприменимость к сетям с недоступной нейтралью.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения коэффициента мощности в трехфазной трехпроводной цепи переменного тока (патент RU 2263322, МПК G01R 21/00, 27.10.2005), содержащее два аналоговых перемножителя с фильтрами нижних частот на выходе, четыре сумматора, два ключа, два интегратора, аналоговый делитель и блок управления. Недостаток устройства заключается в достаточно сложном алгоритме вычисления реактивной мощности, требующем определения перехода напряжений через ноль, отсчета времени, равного четверти периода основной частоты, и интегрирования напряжений на указанном интервале времени. Кроме того, устройство не определяет полную мощность и характер нагрузки и вычисляет коэффициент мощности как tg φ, а не как более распространенную величину - cos φ.
Предлагаемое устройство имеет единообразную схему определения активной и реактивной мощности инвертора, повышающую надежность и упрощающую конструкцию, изготовление и настойку устройства в целом. Устройство также автоматически вычисляет полную мощность инвертора и характер подключенной к нему нагрузки, обеспечивая обслуживающий персонал полной информацией о состоянии работающего инвертора.
На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля работы трехфазного инвертора.
Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный к входу инвертора 2, с выходами которого связаны две пары датчиков линейных напряжений 3, 4 и линейных токов 5, 6 и нагрузка 7, и два аналоговых перемножителя 8, 9. Входы перемножителей 8, 9 соединены соответственно с датчиками 3, 5 и датчиками 4, 6, а выходы через фильтры 10, 11 нижних частот связаны с входами одного 12 из двух сумматоров 12, 13. К выходу сумматора 12 подключен индикатор 14 активной мощности и первый вход аналогового делителя 15. С выходом делителя 15 соединен индикатор 16 коэффициента мощности. Устройство снабжено второй парой аналоговых перемножителей 17, 18 с фильтрами 19, 20 нижних частот, двумя фазовращателями на 90° - 21, 22, блоком 23 вычисления модуля векторной суммы, нуль-органом 24 и индикаторами 25, 26 полной мощности и характера нагрузки. Причем первые входы перемножителей 17, 18 соединены соответственно с датчиками 3, 4, вторые входы через фазовращатели на 90° - 21, 22 с датчиками 5, 6, а выходы через фильтры 19, 20 - с входами сумматора 13. Выход сумматора 13 через нуль-орган 24 подключен к индикатору 26 и к одному из входов блока 23, с другим входом которого связан выход сумматора 12, а с выходом - второй вход делителя 15 и индикатор 25.
Блок индикации 26 может быть выполнен на транзисторных ключах 27, 28 различной полярности, в коллекторные цепи которых включены светодиоды 29, 30.
Устройство контроля работы трехфазного инвертора работает следующим образом.
При включении инвертор 2 преобразует постоянное напряжение источника 1 в трехфазное синусоидальное напряжение, запитывающее нагрузку 7. На выходах датчиков 3, 4 и 5, 6 появляются напряжения, пропорциональные мгновенным значениям линейных напряжений uAB, uCB и линейных токов iA, iC.
Перемножитель 8 вычисляет произведение uAB=Um лин.sin(ωt+30°) на iA=ImAsin(ωt-φA):
Перемножитель 9 вычисляет произведение uCB=Um лин.sin(ωt-30°) на iC=ImC sin(ωt-φC):
Фильтры 10, 11 выделяют из указанных напряжений постоянные составляющие - Um лин.ImA/2×cos(φА+30°) и Um лин.ImC/2×cos(φC-30°), которые аналогичны величинам, измеряемым ваттметрами при использовании метода двух ваттметров для определения активной мощности в трехфазной цепи.
Сумматор 12 складывает составляющие активной мощности и подает результирующий сигнал
Р=Um лин.ImA/2×cos(φA+30°)+Um лин.ImC/2×cos(φC-30°)
на индикатор 14, отображающий активную мощность на выходе инвертора 2.
Одновременно с этим перемножитель 17 вычисляет произведение uAB на напряжение, пропорциональное току iA, сдвинутому фазовращателем 21 на 90°, - ImAsin(ωt+90°-φA):
Перемножитель 18 вычисляет произведение uCB на напряжение, пропорциональное току iC, сдвинутому фазовращателем 22 на 90°, - ImCsin(ωt+90°-φC):
Фильтры 19, 20 выделяют из указанных напряжений постоянные составляющие, а сумматор 13 складывает их. В результате на его выходе формируется сигнал
Q=Um лин.ImA/2×sin(φA+30°)+Um лин.ImC/2×sin(φC-30°),
пропорциональный реактивной мощности на выходе инвертора 2.
В зависимости от величины амплитуд токов ImA, ImC, фазовых сдвигов φА, φC и их полярности реактивная мощность Q может быть положительной (при активно-индуктивном характере нагрузки 7) и отрицательной (при активно-емкостном характере нагрузки 7). При положительном значении на выходе нуль-органа 24 появляется высокий положительный потенциал, открывающий в блоке 26 транзисторный ключ 27 и зажигающий светодиод 29, сигнализирующий об индуктивном характере нагрузки 7, а при отрицательном значении на выходе нуль-органа появляется высокий отрицательный потенциал, открывающий ключ 28 и зажигающий светодиод 30, сигнализирующий о емкостном характере нагрузки 7.
Напряжения с выходов сумматоров 12, 13 поступают также на блок 23, вычисляющий полную выходную мощность S инвертора 2 в соответствии с формулой
Индикатор 25 отображает значение полной выходной мощности инвертора 7.
Выходные напряжения сумматора 12 и блока 23 подаются также на делитель 15, производящий вычисление коэффициента мощности, согласно его общепринятому определению
Индикатор 16 отображает значение коэффициента мощности.
При необходимости устройство контроля может быть дополнено исполнительными блоками, срабатывающими при достижении одним из параметров - Р, S, cos φ своего предельного значения и отключающими при этом инвертор.
Входящие в устройство нелинейные блоки, такие как перемножители, делитель и блок вычисления модуля векторной суммы, могут быть реализованы на прецизионных аналоговых перемножителях, например микросхемах 525ПСЗ.
Таким образом, предлагаемое устройство реализует универсальный способ вычисления активной, реактивной и полной выходной мощности инвертора, а также измерения коэффициента мощности и определения характера нагрузки инвертора. Устройство обеспечивает обслуживающий инвертор персонал исчерпывающей информацией, позволяющей своевременно выявить предаварийный и аварийный режимы и тем самым повысить надежность его эксплуатации.
Claims (1)
- Устройство контроля работы трехфазного инвертора, содержащее источник постоянного напряжения, подключенный к входу инвертора, с выходами которого связаны две пары датчиков линейных напряжений и линейных токов и нагрузка, два аналоговых перемножителя, входы которых соединены с датчиками соответствующих линейных напряжений и токов, а выходы через фильтры нижних частот связаны с входами одного из двух сумматоров, к выходу которого подключен индикатор активной мощности и первый вход аналогового делителя, с выходом которого соединен индикатор коэффициента мощности, отличающееся тем, что оно снабжено второй парой аналоговых перемножителей с фильтрами нижних частот, двумя фазовращателями на 90°, блоком вычисления модуля векторной суммы, нуль-органом и индикаторами полной мощности и характера нагрузки инвертора, причем первые входы второй пары аналоговых перемножителей соединены с датчиками линейных напряжений, вторые входы через фазовращатели на 90° - с датчиками линейных токов, а выходы через фильтры нижних частот - с входами второго сумматора, выход которого через нуль-орган подключен к индикатору характера нагрузки и непосредственно к одному из входов блока вычисления модуля векторной суммы, с другим входом которого связан выход первого сумматора, а с выходом - второй вход аналогового делителя и индикатор полной мощности.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155007/28A RU2554319C1 (ru) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | Устройство контроля работы трехфазного инвертора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155007/28A RU2554319C1 (ru) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | Устройство контроля работы трехфазного инвертора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554319C1 true RU2554319C1 (ru) | 2015-06-27 |
Family
ID=53498435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013155007/28A RU2554319C1 (ru) | 2013-12-12 | 2013-12-12 | Устройство контроля работы трехфазного инвертора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554319C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644034C1 (ru) * | 2016-11-17 | 2018-02-07 | Александр Евгеньевич Бондаренко | Способ измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3250904A (en) * | 1961-09-27 | 1966-05-10 | Vasu George | Phase-shift computer and control system |
US5016157A (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-14 | Sundstrand Corporation | VSCF system with DC link harmonics control |
WO1993011600A1 (en) * | 1991-11-27 | 1993-06-10 | Sundstrand Corporation | Vscf system with reduced dc link ripple |
RU2263322C1 (ru) * | 2004-06-07 | 2005-10-27 | Томский политехнический университет | Способ определения коэффициента мощности в трехфазной трехпроводной цепи переменного тока |
RU2362175C2 (ru) * | 2007-09-14 | 2009-07-20 | Владимир Филиппович Ермаков | Частотомер промышленного напряжения ермакова-федорова (варианты) |
RU2439588C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-01-10 | Виктор Иванович Дикарев | Способ измерения электрической энергии в двухпроводных сетях с защитой от хищения и устройство для его осуществления |
RU2463613C1 (ru) * | 2011-06-08 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | Устройство для определения составляющих мощности в трехфазных трехпроводных цепях переменного тока |
-
2013
- 2013-12-12 RU RU2013155007/28A patent/RU2554319C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3250904A (en) * | 1961-09-27 | 1966-05-10 | Vasu George | Phase-shift computer and control system |
US5016157A (en) * | 1989-10-30 | 1991-05-14 | Sundstrand Corporation | VSCF system with DC link harmonics control |
WO1993011600A1 (en) * | 1991-11-27 | 1993-06-10 | Sundstrand Corporation | Vscf system with reduced dc link ripple |
RU2263322C1 (ru) * | 2004-06-07 | 2005-10-27 | Томский политехнический университет | Способ определения коэффициента мощности в трехфазной трехпроводной цепи переменного тока |
RU2362175C2 (ru) * | 2007-09-14 | 2009-07-20 | Владимир Филиппович Ермаков | Частотомер промышленного напряжения ермакова-федорова (варианты) |
RU2439588C1 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-01-10 | Виктор Иванович Дикарев | Способ измерения электрической энергии в двухпроводных сетях с защитой от хищения и устройство для его осуществления |
RU2463613C1 (ru) * | 2011-06-08 | 2012-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения | Устройство для определения составляющих мощности в трехфазных трехпроводных цепях переменного тока |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644034C1 (ru) * | 2016-11-17 | 2018-02-07 | Александр Евгеньевич Бондаренко | Способ измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104871012B (zh) | 电压测量 | |
US5124624A (en) | Arrangement for electrical measurement | |
JPS627981B2 (ru) | ||
RU168373U1 (ru) | Устройство для измерения частоты трехфазного синусоидального напряжения | |
CN104237837A (zh) | 电流互感器比差角差检测系统及检测方法 | |
KR20150037135A (ko) | 직류 전계 측정 장치 | |
RU2554319C1 (ru) | Устройство контроля работы трехфазного инвертора | |
TWI537569B (zh) | 電路斷路器 | |
Berrisford | A Smarter Meter: IEEE-1459 power definitions in an off-the-shelf Smart Meter | |
KR20130028460A (ko) | 션트 저항을 이용한 3상 전력 시스템의 전력량계 | |
CN106208177A (zh) | 一种电池电子管理方法及系统 | |
CN208109932U (zh) | 用于测量从电动汽车供电设备向负载递送的电能的装置 | |
GB2094989A (en) | Electronic watthour meter | |
RU2377581C1 (ru) | Способ измерения и контроля сопротивления изоляции изолированных от земли (корпуса) силовых электрических сетей переменного тока под рабочим напряжением и устройство для его реализации | |
RU2567092C2 (ru) | Способ идентификации типа искажения гармонических сигналов и определения параметров искажения (варианты) | |
Pawaskar et al. | Design and implementation of low cost three phase energy meter | |
GB871711A (en) | Improvements in or relating to multiplying devices | |
RU2486532C1 (ru) | Устройство контроля деформации обмоток силового трансформатора | |
RU2392627C1 (ru) | Устройство избирательного контроля сопротивления и емкости изоляции | |
KR101908380B1 (ko) | 전력량계, 그를 포함하는 선로 계량 시스템 및 그 계량 방법 | |
Romero-Troncoso et al. | Reconfigurable instrument for power quality monitoring in 3-phase power systems | |
RU2658496C1 (ru) | Устройство для измерения мощностей в электрических цепях синусоидального тока | |
RU2555187C2 (ru) | Устройство контроля работы однофазного инвертора | |
RU2474834C1 (ru) | Схема контроля чувствительности трехфазных электронных приборов учета электроэнергии | |
RU39406U1 (ru) | Фазометр |