SU1390573A2 - Устройство дл измерени активной мощности цепи переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике измерени  электрических параметров цепи переменного тока и может быть использовано дл  регулировани  и контрол  текущего значени  кЬзффици- ента мощности в электроустановках различного назначени . Изобретение позвол ет расширить функциональные возможности устройства. Устройство содержит блок 1 делени , амплитудные детекторы 2 и 3, блоки 4 и 5 выборки и хранени , сумматоры 6 и 7, датчик 8 нулевого тока, вьтр мители 9 и 10 и блок 11 умножени . Устройство, вьтолненное по предложенной схеме, позвол ет производить измерение текущего значени  коэффициента мощности дважды за период частоты изменени  текущих значений тока и напр жени  измер емой цепи, что расшир ет его функциональные возможности.1 ил. с

Description

00

X)

ел

со

N)

Изобретение относитс  к технике измерени  электрических параметров цепи переменного тока,«может быть использовано дл  регулировани  и контрол  текущего значени  коэффициента мощности в электроустановках различного назначени  и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св.- Р 1337793.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем измерени  коэффициента мощности.

Сущность устройства основываетс  на том, что амплитудные значени  положительной и отрицательной полуволн результата перемножени  текущих значений тока и напр жени  несут в себе информацию о характере нагрузки, величине потребл емой мощности, значении коэффициента мощности измер емой цепи. В данном случае интерес представл ет соотношение разности амплитуд положительной и отрицательной полуволн результата перемножени  текущих значений тока и напр жени  и суммы этих амплитуд, что равнозначно величине коэффициента мощности цепи переменного тока. I

Величину коэффициента моиности определ ют выражением

cos cf

акт а. ( t

р и-Г

nnku -

Результат перемножени  текущих значений напр жени  и тока в соответствии с равенством (2) имеет вид

(3)

U-I и I sinot- sin(Qt-(|).

Дл  отыскани  амплитудных значений функции (3) необходимо вычислить значение ее производной и приравн ть ее нулю, т.е.

ЁУ - п т --I i l l5i - y i- dat dot

sinot-cos(mt-Cf)-sin(cijt-tp)cosQt 0 (4)

что соответствует s in (2ot-ср) 0, откуда 2at-{f ; 2Qt-(|i 0, соответственHoUt - + --; (jt + ---.

Определ ют значение амплитуды положительной полуволны произведени  (3) при подстановке оС 1Г/2+1| /2;

и-1)ма.с U I«sin ().sin()

и .

2 (5)

и значение амплитуды отрицательной волуволны произведени  (3) при становке ut + и;-

Рд поАм соответственно средние значени  активной и полной мощностей цепи переменного тока;

и, I - действующие значени  напр жени  и тока измер емой цепи переменного тока.

Текущие значени  напр жени  и томен ютс  в соответствии со слещими выражени ми:

и U sincot;

I (cot-4), (2)

и, 1 - амплитудные значени 

синусоидального напр жени  и тока; СО - частота токов цепи; Ц - угол сдвига тока относительно напр жени .

35

..- Ч- .... .t. 2

(и-1),„ U I sin-|-sin(- )

40 .

(6)

45

Сумма амплитудных значений положительной (5) и отрицательной (6) полуволн произведени  (3) имеет вид

(. и. 5o-sin2--- ) и 1„со5ф.

(7)

что соответствует удвоенному значению величины активной мощности п измер емой цепи.

Разность амплитудньк значений положительной (5) и отрицательной (6) полуволн произведени  (3) следуницп :

(-1)ма.с-(0 lUH U IJcos - -

.) ,

что соответствует удвоенному значению полной мощности в измер емой цепи.

На основании математических выражений (7) и (8) видно, что значение коэффициента мощности измер емой цепи определ етс  отношением выражени  (7) к (8):

Ч

cosc.(9)

2 Р.

Приведенные математические выклад показывают, что дл  измерени  коэффи циента мощности цепи переменного тока достаточно измерить амплитудные значени  положительной и отрицательной полуволн результата перемножени  текущих значений тока и напр жени  и вычислить отношение разности этих амплитуд к их сумме.

На чертеже представлена блок-схема устройства измерени  коэеЪфициента мощности цепи переменного, тока.

Устройство содержит блока 1 делени , первый 2 и втчэрой 3 амплитудные детекторы, выходы которых подключены к входам первого А и второго 5 блоков выборки-хранени , их управл ющие входы объединены, nepBbtft 6 и второй 7 сумматоры, датчик 8 нулевого значени  тока, первьп 9 и второй 10 выпр мители, блок 11 умножени , пер

Bbrii и второй входы которого предназначены дл  подключени  сигналов, пропорциональных текущим значени м тока и напр жени  измер емой цепи, а выход подключен к объединенным аноду первого 9 и катоду второго 10 вы- пр мителей, при этом последние присоединены к информационньсм входам первого 2 и второго 3 амплитудных детекторов соответственно, выход первого блока 4 выборки-хранени  подключен к суммирующим входам первого 6 и второго 7 сумматоров, а выход второго блока 5 выборки-хранени  - к суммирующему входу первого 6 и вычитающему входу второго 7 сумматоров , блок 1 делени  своим входом делимого св зан с выходом первого сумматора 6, а входом делител  - с выходом второго сумматора 7, датчик

ю

)

15

и JQ 25 зо

35

40

дс

8 нулевого значени  тока входом подключен к токовому входу блока 11 умножени , первым выходом - к объединенным управл ющим входам первого 4 и второго 5 блоков выборки-хранени , а вторым выходом - к объединенньгм командным входам первого 2 и второго 3 амплитудных детекторов.

При работе устройства измерени  ; коэффициента мощности на первьй и второй входы блока 11 умножени  поступают сигналы, пропорциональные текущим значени м тока и напр жени  измер емой цепи, соответствующие математической записи в виде вьфажени  (2). На выходе блока 11 умножени  формируетс  сигнал, соответствующий выражению (3) и равный мгновенному значению мощности измер емой цепи, и поступает на объединенные анод первого 9 и катод второго 10 выпр мителей , при этом на выходах 3Tifx выпр мителей формируютс  сигналы, которые служат входными сигналами дл  первого 2 и второго 3 амплитудных детекторов. На выходах последних выдел ютс  сигналы, установившиес  значени  которых равные амплитудным значени м положительной и отрицательной полуволн, остаютс  неизменными до момента времени поступлени  пр моугольного импульса управлени  сбросом информации обоих амплитудных детекторов . При поступлении импульса управлени  на блоки 4 и 5 выборки- хранени  информационные сигналы поступают на их выход, где и запоминаютс  по окончании управл ющего сигнала. Значение сигнала хранитс  до момента поступлени  очередного импульса управлени . Таким образом, на выходах первого 4 и второго 5 блоков выборки- хранени  формируютс  сигналы, соответствующие амплитудным значени м положительной и отрицательной полуволнам произведени . Затем сигналы с выходов блоков 4 и 5 выборки-хранени  алгебраически суммируютс  в сумматоре 6 и вычитаютс  в сумматоре 7. Сигнал на выходе первого сумматора 6 равен разности измеренных амплитуд и равен удвоенрюму значению величины активной мощности измер емой цепи, что в математическом вьфажении имеет вид (7). Сигнал на выходе второго сумматора 7 равен сумме измеренных амплитуд и соответствует удвоенному значению полной мощности

измер емой цепи, что в математичес- коП записи имеет пид (8). В результате их делени  на выходе блока 1 делени  формируетс  сигнал, пропорциональный текущему значению коэффициента мощности измер емой цепи.

Claims (1)

1. Устройство измерени  коэффициента мощности позвол ет производить измерение текущего значени  коэффициента мощности дважды за период частоты измерени  текущих значений тока и напр жени  измер емой цепи. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  активной мощности цепи переменного тока по

   авт. св. ff 1337793, отличающеес  тем, что, с целью расширени  его функциональных возможностей путем измерени  коэффициента мощности , в него дополнительно введены второй сумматор и блок делени , причем суммирующий вход второго сумматора соединен с выходом первого блока выборки-хранени , а вычитающий вход - с выходом второго блока выборки-хранени , выход первого сумматора соединен с входом делимого блока делени , а выход второго сумматора - с входом делител  блока делени .