SE416757B

SE416757B - DEVICE CONNECTING TO AN AC POWER NETWORK TO FEEL THE VOLTAGE IN THIS AND TO PROVIDE AN OUTPUT VALUE PROPORTIONAL TO THE RELATIONSHIP BETWEEN THE NETWORK'S LINE POWER AND FREQUENCY

Info

Publication number: SE416757B
Application number: SE7903585A
Authority: SE
Inventors: S Aviander
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1981-02-02
Also published as: GB2049959A; CH650079A5; SE7903585L; FR2455285A1; GB2049959B; DE3014096A1; FR2455285B1; CA1175487A

Description

15 20 25 50 35 ?"9o3Sàš-3 På fig- 1 betecknar 10 och 11 två ingångsklämmor, på. vilka en värelspänning, Um, som àïr proportionell mot och likfomig med linjespmingen i ett växel- strömsnät är pâtryckt. männnan 11 är ansluten till växelspäzmingens 0-nivå., som är 'oeteoknad med 0. En integrator 1 är anordnad att matas av värelspän- ningen Uin. Integratorn innehåller en förstärkare 12 och en integrations- kondensator 13, som är anordnad mellan förstärksrens utgângsklämma ooh den negativa ingångsklännan. Kondensatorn 13 är parallellkopplsd med en elektro- nisk brytare 14 som är styrd med hjälp av en nolldetektor 15, om innehåller två. kaskadkopplade förstärkare 15' och 15". Nolldetektorn är med sin ingång ansluten till växelströmsnätet. Spänningen U15 mellan nolldetektorns utgång och O-nivån är visad på. fig- 2, där även kurvan för Um är visad. Den positiva delen av U15 tillföres en styrklänma hos den elektroniska brytaren 14 via en diod 16 som är parallellkopplad med ett motstånd 17 som mr så stor resistans att detta ensamt icke kan förmedla styrsigxsl till brytaren 14: Donna får icke styrsigzzal för slutning omedelbar-t vid nollgenomgång från plus till minus av spänningen IT15, utan med en kort fördröjning, eftersom en ändring av laddningstillstândet hos en fördröjningskondensatorfï' först måste äga man. 15 20 25 50 35? "9o3Sàš-3 In Figs. 1, 10 and 11 denote two input terminals, on which a current voltage, Um, which is proportional to and equal to the line voltage in an AC network is applied. The man 11 is connected to The 0 level of the AC voltage, which is undetected by 0. An integrator 1 is arranged to be supplied by the room voltage Uin. The integrator contains an amplifier 12 and an integration capacitor 13, which is arranged between the output terminal of the amplifier and the negative input terminal. 13 is connected in parallel with an electronic switch 14 which is controlled by means of a zero detector 15, if it contains two cascade-connected amplifiers 15 'and 15 ". The zero detector is connected to the AC mains with its input. The voltage U15 between the output of the zero detector and the O level is shown. Fig. 2, where the curve for Um is also shown. The positive part of the U15 is supplied to a control terminal of the electronic switch 14 via a diode 16 which is connected in parallel with a resistor 17 which has such a high resistance that it alone cannot transmit control signal to the switch 14: Donna does not receive control signal for closing immediately at zero passage from plus to minus of the voltage IT15, but with a short delay, since a change in the state of charge of a delay capacitor must first be owned.

Bortsett från fördröjningsintervallen, komer då. kondensatorn 13 att vara kortsluten under hela. den negativa halvperioden av växelspänningen Um. Ut- gângsspänningen U., hos integratorn 1 komer då att bli noll eller praktikt taget noll under varje negativ halvperiod av växelspänningen Um, vilket inne- bär att man integrerar Um mellan en begynnelsepxmkt i närheten av nollgenom- gång från minus till plus och en slutpunkt vid nästa nollgenomgâng. Värdet av denna integral representeras av spänningen u1 ma: över kondensatorn 14 vid laddningsintervallets slut och är proportionellt mot amplituden hos Um och mot periodtiden T. _- -_ ~ _ vi har amse u, m.. 1<1 um m 1.1.1 ma: n 1:1 UiIJf där f är växelströmsnätets frekvens.Aside from the delay intervals, come on. capacitor 13 to be short-circuited throughout. the negative half period of the alternating voltage Um. The output voltage U., of the integrator 1 will then be zero or practically zero during each negative half-period of the alternating voltage Um, which means integrating Um between an initial point in the vicinity of zero crossing from minus to plus and an end point at the next zero crossing. The value of this integral is represented by the voltage u1 ma: across the capacitor 14 at the end of the charging interval and is proportional to the amplitude of Um and to the period time T. _- -_ ~ _ we have amse u, m .. 1 <1 um m 1.1.1 ma: n 1: 1 UiIJf where f is the frequency of the AC network.

Man kan naturligtvis kontrollera att förhållandet mellan växelströmsnätets spänning och frekvens icke överskrider tillåtet värde genom att observera u1 ma: på. en oscillografskärm. Men vanligtvis önskar man ett utvärde i form av en med u, nu proportionell spänning. Detta uppnås då genom att spänningen u1 'ansluten till en marimalvärdesgivare. En dylik givare som ingår i den på. fig 1 visade anordningen, innehåller en elektronisk brytare 18, en deriverings- anordning 19, en kondensator 20, som är anordnad att kopiera spänningen 111 nu, och en proportionell förstärkare 21, som är anordnad att styras av spänningen över kopieringskondensatom 20. Derivstoranordningen 19 reagerar endast på. noll- 10 15 20 7903585-3 genomgången från plus till minus hos den av nellägeeindikatorn 15 levererade utgångsspänningen u15, och ger en motsvarande mycket kort epänningspuls, 1119, till styringången hos den elektroniska brytaren 18, som då slutes och hållas sluten under ett kort tidsintervell som motsvarar bredden av ovannämnda puls.One can of course check that the ratio between the voltage and frequency of the AC mains does not exceed the permissible value by observing u1 ma: on. an oscillograph screen. But usually you want an external value in the form of one with u, now proportional voltage. This is then achieved by connecting the voltage u1 'to a marimal value sensor. Such a sensor that is included in it on. Fig. 1, contains an electronic switch 18, a derivation device 19, a capacitor 20, which is arranged to copy the voltage 111 now, and a proportional amplifier 21, which is arranged to be controlled by the voltage across the copying capacitor 20. The derivative large device 19 reacts only on. zero through the plus to minus of the output voltage u15 supplied by the zero position indicator 15, and gives a corresponding very short opening voltage pulse, 1119, to the control input of the electronic switch 18, which is then closed and kept closed for a short time interval. corresponding to the width of the above pulse.

Kopieringskondensatom 20 får då i förhållande till O-nivån en potential som är lika med u1 max. Denna potential tillföras ingången hos förstärkaren 21, vars utspänning um då 'blir proportionell mot 111 max.The copying capacitor 20 then has a potential in relation to the O level which is equal to u1 max. This potential is applied to the input of the amplifier 21, the output voltage of which then becomes proportional to 111 max.

Den med hjälp av fig 5 och 4 illustrerade utföringsformen skiljer sig från den på fig 1 visade huvudsakligen genom att integrationekondensatom är överbryggad av ett likriktarelement i stället för den på fi; 1 visade elektroniska brytaren 14.The embodiment illustrated by means of Figs. 5 and 4 differs from that shown in Fig. 1 mainly in that the integration capacitor is bridged by a rectifier element instead of that in Figs. 1 shows the electronic switch 14.

På fig 5 betecknar 51 en intag-rater, 52 en noll-indikator, 55 en deriveringsanordnins. 54 en elektronisk brytare, 55, 56, 57 förstärkare, 58 och 59 kondensator-er, 40, 41 ooh 42 likrikterelement, medan 45, 44, 45, 46, 47 och 48 betecknar motstånd.In Fig. 5, 51 denotes an inverter, 52 a zero indicator, 55 a derivative device. 54 an electronic switch, 55, 56, 57 amplifiers, 58 and 59 capacitors, 40, 41 and 42 rectifier elements, while 45, 44, 45, 46, 47 and 48 denote resistors.

Nollindiketorn 52 och deriveringsenordningen 55 bilder tillsammans med den elektroniska. brytaren 54, kondensatoren 58 och förstärkaren 55 en toppdetektor, varvid förstärkarens 55 utgângsepänning H35 är proportionell med integretionskondensatoms 59* potential över en referensnivå. Under en negativ halvperiod av växelspänningen Um matas integratorn 31 av denna. Under spänningens positive. halvperiod urleddas integrations- kondensstorn 59 till referensnivån.The zero indicator 52 and the derivation device 55 images together with the electronic one. the switch 54, the capacitor 58 and the amplifier 55 a peak detector, the output voltage H35 of the amplifier 55 being proportional to the potential of the integrating capacitor 59 * over a reference level. During a negative half-period of the alternating voltage Um, the integrator 31 is supplied by it. During the positive of the voltage. half-period, the integration condensing tower 59 is discharged to the reference level.

Claims

7903585-3 PATEEITKRAV '

Device connected to an AC mains to sense a voltage in it and to provide an output value which is proportional to the ratio between the line voltage and frequency of the mains, k 'a'. n n e t e o k n a. d thereof, that the device contains an integrator (1) with amplifier and an integration capacitor (13) connected thereto and that said: The integrator is arranged to repeatedly integrate the absolute value of the voltage between a starting point and an end point of voltage curve for said sensed voltage, while the phase virulence between said starting point and end point and the phase angle between each starting point and the nearest preceding zero crossing is constant, while said integration capacitor is provided with a phase angle dependent discharge device (14, 15, 16, 17 , 17 ') which is arranged to start at said integration capacitor a discharge interval at each of said end points and terminate this before the next subsequent starting point occurs, and that said integration capacitor is connected to a peak value indicating device (15, 19, 18, 20, 21).

2. A device according to claim 1, characterized in that said 'starting point' and said end point are in the vicinity of their respective zero crossings and have 1800 mutual distances.

Device according to claim 2, characterized in that said data value indicating device comprises an electrically controlled electronic switch (18), by means of which a capacitor (20) intended for copying is arranged to be able to be connected to said integration capacitor (13), while the control circuit of the switch is connected to the output of a zero detector connected to the AC mains, indicating every other zero crossing (15 + 19).

Device according to claim 3, characterized in that said zero detector contains a derivation device (19), the input of which is connected to the alternating current network via. at least one amplifier.

Device according to claim 2, characterized in that said phase angle-dependent discharge device contains a diode (40) which is included in one with said. integration capacitor (59) connected in parallel. 7903585-3

Device according to claim 2, characterized in that said phase angle-dependent discharge device contains a controlled electronic switch (14), the control circuit of which is connected to the alternating current network via. a direction-dependent connection, which only during every other half-period provides the required control voltage to achieve and maintain one of the two states of the switch.