RU2560145C1 - Способ определения частоты трехфазного напряжения - Google Patents
Способ определения частоты трехфазного напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2560145C1 RU2560145C1 RU2014121510/28A RU2014121510A RU2560145C1 RU 2560145 C1 RU2560145 C1 RU 2560145C1 RU 2014121510/28 A RU2014121510/28 A RU 2014121510/28A RU 2014121510 A RU2014121510 A RU 2014121510A RU 2560145 C1 RU2560145 C1 RU 2560145C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- voltage
- harmonic
- industrial
- phase voltage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для контроля усредненных значений частоты в промышленных трехфазных электрических сетях. Для определения частоты первой гармоники F1 промышленного трехфазного напряжения используют сигналы всех трех фаз Ua, Ub, Uc, суммируя напряжения всех трех, фаз подсчитывают напряжение нулевой последовательности Uo. Из напряжения нулевой последовательности Uo фильтром выделяют напряжение третьей гармоники промышленной частоты U3. Определяют частоту F3 напряжения третьей гармоники промышленной частоты U3, из которой определяют частоту первой гармоники F1=F3/3. Способ определения частоты трехфазного напряжения позволяет определить частоту трехфазного напряжения, которое непосредственно вращает роторы двигателей. При этом за счет использования всех трех фаз промышленного напряжения 50 Гц и за счет использования напряжения третьей гармоники повышается точность измерения частоты. Предлагаемый способ будет работать всегда, когда в спектре трехфазного напряжения имеется напряжение третьей гармоники. Технический результат заключается в повышении точности определения частоты трехфазного напряжения за счет использования для определения частоты сигналов всех трех фаз промышленного трехфазного напряжения, а также использования мешающей третьей гармоники непосредственно для измерения частоты. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и может быть использовано в электроэнергетике для контроля усредненных значений частоты в промышленных трехфазных электрических сетях.
Известен способ определения частоты при помощи цифрового измерителя частоты (Патент 1290190 РФ, МПК G01R 23/00. 1987, Бюл. №6.). Цифровой измеритель частоты содержит формирователь интервала измерения, генератор образцовых частот, счетчики импульсов, сумматор, блок индикации, элемент задержки, RS-триггер, ключ, регистр, D-триггер, двухвходовой элемент И.
Недостатком способа определения частоты и измерителя является значительное время усреднения (счета), необходимое для получения требуемой точности измерений.
К аналогам предлагаемого технического решения также относится способ измерения частоты при помощи устройства для измерения частоты синусоидального сигнала (Патент РФ № 2169927, МКП G01R 23/00, 2001, Бюл. №18.). Устройство для измерения частоты синусоидального сигнала содержит генератор импульсов, распределитель импульсов, счетчик импульсов, регистр, цифровые индикаторы, входной формирователь импульсов, выпрямитель, n входных формирователей импульсов, (n+1) выходных формирователей импульсов, источник опорных напряжений, элемент ИЛИ.
Недостатками данного способа измерения частоты и устройства являются значительное время измерения, а также невысокая точность.
Прототипом является способ измерения частоты трехфазного напряжения при помощи устройства измерения частоты (US №8190387 В2, МПК G01R 23/00, 29.05.2012), предназначенный для измерения промышленной частоты 50 или 60 герц, в котором подсчитывается амплитуда переменного напряжения U(t) методом действующего значения, длина хорды, соединяющая вершины вектора напряжения U(t) в момент времени t и вектора напряжения U(t+dt) в момент времени (t+dt) с помощью метода действующего значения, фазовый угол dφ поворота вектора напряжения U(t) за время dt, откуда подсчитывают частоту F(t), вычисляют динамическую частоту для определения скорости изменения частоты для каждого шага dt.
Недостатком данного способа и устройства является то, что для определения фазового угла dφ поворота вектора напряжения U(t) за время dt используется одно напряжение U(t) промышленной частоты. Кроме того, промышленная частота 50 Гц обычно сопровождается наличием высших гармоник, что приводит к уменьшению точности измерений частоты.
Задача, решаемая изобретением, - повышение точности определения частоты трехфазного напряжения за счет использования для определения частоты сигналов всех трех фаз промышленного трехфазного напряжения, а также использования мешающей третьей гармоники непосредственно для измерения частоты.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в способе определения частоты трехфазного напряжения, в котором для определения частоты первой гармоники F1 промышленного трехфазного напряжения используют сигналы всех трех фаз Ua, Ub, Uc, суммируя напряжения всех трех фаз, подсчитывают напряжение нулевой последовательности Uo, согласно изобретению, из напряжения нулевой последовательности Uo фильтром выделяют напряжение третьей гармоники промышленной частоты U3, определяют частоту F3 напряжения третьей гармоники промышленной частоты U3, из которой определяют частоту первой гармоники F1=F3/3.
Существенным отличием предлагаемого технического решения является то, что для определения частот промышленного напряжения 50 Гц или 60 Гц используется значительно большая частота третьей гармоники 150 Гц или 180 Гц, что повышает точность измерения частоты.
Предлагаемый способ определения частоты трехфазного напряжения поясняется с помощью прилагаемых чертежей (фиг. 1-4), на которых сделаны следующие обозначения.
- Три вектора напряжения Ua (1), Ub (2), Uc (3), между которыми имеется угол 120 градусов в нормальном режиме.
- Зависимость от времени синусоидальных напряжений Ua (4), Ub (5), Uc (6), между которыми имеется угол 120 градусов в нормальном режиме.
- Зависимость от времени третьих гармоник синусоидальных напряжений U3a (7), U3b (8), U3c (9), между которыми имеется угол 0 градусов в нормальном режиме, то есть третьи гармоники синусоидальных напряжений U3a (7), U3b (8), U3c (9) синфазны.
- Три синусоидальных напряжения Ua, Ub, Uc суммируются в сумматоре 10, на выходе которого формируется напряжение нулевой последовательности 3Uo.
- Полосовой фильтр 11, имеющий полосу пропускания [120 Гц, 180 Гц], выделяет напряжение третьей гармоники U3 с частотой 150 Гц.
- Блок 12 определяет частоту F3 третьей гармоники.
- Блок 13 вычисляет частоту первой гармоники F1=F3/3.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Принцип работы промышленных трехфазных сетей 50 герц связан с подачей на двигатель трехфазного напряжения Ua (1), Ub (2), Uc (3), между которыми имеется угол 120 градусов в нормальном режиме.
При этом важно заметить, что угол 120 градусов в нормальном режиме между синусоидальными напряжениями Ua (4), Ub (5), Uc (6) имеется только для первой гармоники с частотой F1=50 Гц.
Период третьей гармоники U3, с частотой F3=150 Гц, занимает ровно одну треть периода первой гармоники с частотой F1=50 Гц, в результате на частоте третьей гармоники между синусоидальными напряжениями U3a (7), U3 b(8), U3c (9) имеется угол 0 градусов в нормальном режиме, то есть третьи гармоники синусоидальных напряжений U3a (7), U3b (8), U3c (9) синфазны.
Поэтому суммирование 10 трех векторов напряжения Ua (1), Ub (2), Uc (3), между которыми имеется угол 120 градусов в нормальном режиме на частоте первой гармоники F1=50 Гц, дает в результате ноль, то есть в нормальном режиме работы трехфазной сети напряжение нулевой последовательности 3Uo отсутствует на частоте первой гармоники F1=50 Гц.
По-иному ведут себя третьи гармоники синусоидальных напряжений U3a (7), U3b (8), U3c (9), которые синфазны (имеют одну фазу). При суммировании третьих гармоник U3a (7), U3b (8), U3c (9) получаем ненулевое значение напряжение нулевой последовательности 3Uo. Иными словами, в напряжении нулевой последовательности 3Uo частота первой гармоники F1=50 Гц подавлена (имеет близкое к нулю значение), и основной вклад в напряжение нулевой последовательности 3Uo дает частота третьей гармоники F3=150 Гц.
Полосовой фильтр 11, имеющий полосу пропускания [120 Гц, 180 Гц], выделяет в напряжении нулевой последовательности 3Uo третью гармонику U3 с частотой 150 Гц, подавляя остальные гармоники.
Блок 12 определяет частоту F3 третьей гармоники из напряжения третьей гармоники U3. Блок 13 вычисляет частоту первой гармоники F1=F3/3, что и требовалось определить в способе определения частоты трехфазного напряжения.
Предлагаемый способ определения частоты трехфазного напряжения имеет следующие преимущества, которые повышают точность измерения частоты:
1. Для измерения частоты используются напряжения всех трех фаз Ua, Ub, Uc.
2. При подсчете нулевой последовательности 3Uo частота первой гармоники F1=50 Гц, подавлена (имеет близкое к нулю значение), и основной вклад в напряжение нулевой последовательности 3Uo дает частота третьей гармоники F3=150 Гц.
3. Для определения частоты первой гармоники F1 используется более высокая частота третьей гармоники F3.
Предлагаемый способ определения частоты трехфазного напряжения будет работать всегда, когда в спектре трехфазного напряжения имеется напряжение третьей гармоники.
Таким образом, предлагаемый способ определения частоты трехфазного напряжения позволяет определить частоту трехфазного напряжения, которое непосредственно вращает роторы двигателей. При этом за счет использования всех трех фаз промышленного напряжения 50 герц и за счет использования напряжения третьей гармоники повышается точность измерения частоты.
Claims (1)
- Способ определения частоты трехфазного напряжения, в котором для определения частоты первой гармоники F1 промышленного трехфазного напряжения используют сигналы всех трех фаз Ua, Ub, Uc, суммируя напряжения всех трех фаз, подсчитывают напряжение нулевой последовательности Uo, отличающийся тем, что из напряжения нулевой последовательности Uo фильтром выделяют напряжение третьей гармоники промышленной частоты U3, определяют частоту F3 напряжения третьей гармоники промышленной частоты U3, из которой определяют частоту первой гармоники F1=F3/3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121510/28A RU2560145C1 (ru) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Способ определения частоты трехфазного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121510/28A RU2560145C1 (ru) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Способ определения частоты трехфазного напряжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2560145C1 true RU2560145C1 (ru) | 2015-08-20 |
Family
ID=53880542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014121510/28A RU2560145C1 (ru) | 2014-05-27 | 2014-05-27 | Способ определения частоты трехфазного напряжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2560145C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2668330C1 (ru) * | 2017-08-11 | 2018-09-28 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Способ определения основной частотной составляющей напряжения питающей сети |
| WO2019013733A1 (ru) * | 2017-07-12 | 2019-01-17 | Дмитрий Валерьевич ХАЧАТУРОВ | Способ определения основной частотной составляющей напряжения питающей сети |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4547726A (en) * | 1983-08-01 | 1985-10-15 | General Electric Company | Means and method for measuring power system frequency |
| SU1290190A1 (ru) * | 1983-09-02 | 1987-02-15 | Предприятие П/Я М-5729 | Цифровой измеритель частоты |
| RU2169927C1 (ru) * | 1999-11-05 | 2001-06-27 | Открытое акционерное общество "Рыбинские моторы" | Устройство для измерения частоты синусоидального сигнала |
| US8190387B2 (en) * | 2007-02-19 | 2012-05-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Frequency measurement apparatus |
-
2014
- 2014-05-27 RU RU2014121510/28A patent/RU2560145C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4547726A (en) * | 1983-08-01 | 1985-10-15 | General Electric Company | Means and method for measuring power system frequency |
| SU1290190A1 (ru) * | 1983-09-02 | 1987-02-15 | Предприятие П/Я М-5729 | Цифровой измеритель частоты |
| RU2169927C1 (ru) * | 1999-11-05 | 2001-06-27 | Открытое акционерное общество "Рыбинские моторы" | Устройство для измерения частоты синусоидального сигнала |
| US8190387B2 (en) * | 2007-02-19 | 2012-05-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Frequency measurement apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019013733A1 (ru) * | 2017-07-12 | 2019-01-17 | Дмитрий Валерьевич ХАЧАТУРОВ | Способ определения основной частотной составляющей напряжения питающей сети |
| RU2668330C1 (ru) * | 2017-08-11 | 2018-09-28 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Способ определения основной частотной составляющей напряжения питающей сети |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4987068B2 (ja) | 交流電気量測定装置 | |
| JP5631444B1 (ja) | 漏洩電流算出装置及び漏洩電流算出方法 | |
| JP4879319B2 (ja) | 周波数測定装置 | |
| JP4679525B2 (ja) | アクティブフィルタ | |
| CN104330622B (zh) | 电力系统中正弦波信号的频率测量方法及系统 | |
| CN103399213B (zh) | 一种基于基波频率修正的高压设备介质损耗因数计算方法 | |
| TWI427298B (zh) | 信號生成裝置、測量裝置、漏電檢測裝置及信號生成方法 | |
| RU2560145C1 (ru) | Способ определения частоты трехфазного напряжения | |
| JP2014139541A5 (ru) | ||
| Tarasiuk et al. | Impact of sampling frequency on accuracy of unbalance factor measurement by DFT | |
| JP5877260B1 (ja) | 電磁流量計の空状態判定方法 | |
| RU2562692C1 (ru) | Способ определения частоты трехфазного напряжения | |
| CN108776262B (zh) | 一种考虑带外干扰的电力系统频率测量方法 | |
| RU2621880C1 (ru) | Устройство для определения частоты вращения ротора асинхронных двигателей | |
| JPH09211038A (ja) | 位相・振幅検出装置の診断装置、位相検出装置、振幅検出装置、周波数検出装置、位相・振幅・周波数検出装置 | |
| EP3118636A1 (en) | Electric power measuring system | |
| KR101073979B1 (ko) | 순시적인 3상 전압 실효치 검출 방법 | |
| RU2534376C2 (ru) | Способ определения начальной фазы колебания гармоники несинусоидального периодического электрического сигнала | |
| JP6541298B2 (ja) | 潮流判別方法及び装置 | |
| JP6768489B2 (ja) | 信号処理装置および信号処理方法 | |
| RU2656349C2 (ru) | Способ определения мгновенных значений параметров (токов и напряжений) прямой и обратной последовательностей | |
| RU2229723C2 (ru) | Способ измерения активной мощности нагрузки в электрических цепях переменного тока | |
| JP2013044676A (ja) | 三相電力測定装置 | |
| RU2368910C1 (ru) | Устройство измерения параметров переменного тока промышленной частоты | |
| RU2298194C1 (ru) | Способ измерения действующего значения напряжения в электрических цепях переменного тока |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160528 |