SU1394155A1 - Измерительный преобразователь активной и реактивной составл ющих синусоидального тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электрических измерений и может быть использовано в системах контрол  и управлени  промышленным электрооборудованием . Измерительный преобразователь содержит первичные преобразователи I и 2 напр жени  и тока, синхронные детекторы 4,и 5, фильтры 6 и 7 и фазовращатель 8, включающий уд воитель 9 частоты и триггер 10. Введение формировател  3 импульсов и образование новых функциональных св зей повышают точность преобразовани  в широком диапазоне частот входного тока. В описании приведен пример реализации удвоител  9 частоты, 1 з..п. ф-лы, 2 ил. а S (Л

Description

/f

12

СО со

4 СП

ел

; Изобретение относитс  к области Электрических измерений и может быть рспользовано в системах контрол  и управлени  промышленным электрообо- рудованием. ,

Целью изобретени   вл етс  повышение точ ности преобразовани  в широком диапазоне частот входного тока ; На фиг. 1 изображена функциональ- на  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема удвоител  частоты .

I Измерительный преобразователь активной и реактивной составл ющих си- нусоидального тока содержит первичный преобразователь напр жени , первичный преобразователь 2 тока, формирователь 3 импульсов , первый 4 и Второй 5 синхронные детекторы, |фильтры 6 и 7, фазовращатель 8, вы- полненный в виде соединенных последо ;вательно удвоител  9 частоты и триг- |гера 10 с установкой по спаду импуль са, вход удвоител  9 частоты  вл ет- с  входом фазовращател  и его первым выходом, а выход триггера 10 - вторы выходом фазовращател  8, кроме того, устройство содержит входные клеммы

И и 12 и выходные клеммы 13 и 14

,.

Вход первичного преобразовател  1 напр жени  соединен с первой входной клеммой 115 выход упом нутого преобразовател  через формирователь 3 импульсов подключен к входу фазовраща тел  8, первый выход которогй подключен к входу управлени  первого синхронного детектора 4, а второй выход фазовращател  соединен с входом управлени  второго синхронного детектора . Вход,первичного преобразо вател  2 тока соединен с второй входной клеммой 12, а выход упом нутого преобразовател  2 подключен к сигнальным входам первого и второго син- хронных детекторов 4 и 5, выходы пос- ледних через соответствующие фильтры 6 и 7 соединены соответственно с пер вой 13 и второй 14 выходными клеммами .

Удвоитель 9 частоты содержит гене- ратор 15 импульсов, триггер 16, инвертор 17, элементы И счетчики 22 и 23, инверторы 24 и 25, элемент ИЛИ 26, входную 27 и выходную 28 клеммы.

Выход генератора 15 импульсов соединен с первыми входами элементов И 19 и 21 и через триггер 16 - с пер ,

Q 15 2() 25

30

35

40

55

выми входами элементов И 18 и 20, вторые входы элементов И 18 и 21 подключены к входной клемме 27 удвоител  9 частоты и через инвертор 17 - к вторым входам элементов И 19 и 20, выходы элементов И.19 и 21 соединены соответственно с вычитающими входами счетчиков 22 и 23, суммирующие входы которых подключены соответственно к выходам элементов И 18 и 20, а выходы индикации нулевого состо ни  счетчиков 22 и 23 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 26 и через инверторы 24 и 25 - соответственно с третьими входами элементов И 19 и 21, а выход элемента ИЛИ 26 подключен к выходной клемме 28 удвоител  частоты.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

Напр жение питающей сети переменного тока поступает на первую входную клемму 11, нормируетс  первичным преобразователем 1 напр жени , затем путем усилени  и ограничени  преобразуетс  формирователем 3 импульсов в пр моугольные импульсы напр жени .

Выходное напр жение формировател  3 импульсов поступает на вход фазовращател  8, вьтолненного в виде частотно-независимой фазосдвигающей цепи, состо щей из соединенных последовательно удвоител  9 частоты и триггера 10 с установкой по спаду импульса. Импульсы напр жени  с выхода фазосдвигающей цепи сдвинуты относительно входных на 90. Эти сигналы с фазовьм сдвигом соответственно О и 90 относительно входного синусоидального напр жени  поступают на входы управлени  первого 4 и второго 5 синхронных, детекторов.

Исследуемый синусоидальный ток с второй входной клеммы 12 поступает на вход первичного преобразовател  2 тока, где он с сохранением фазовых соотношений нормируетс  и преобразуетс  в напр жение. Последнее поступает на сигнальные входы синхронных детекторов 4 и 5,

Выходной сигнал первого синхронного детектора 4 равен

K I sinCwt -ср) при 0 t$T/2j

-K,(Mt -tf) при ,

где Т.л - амплитуда входного тока|

со - частота сетевого напр жени ;

Т - период колебаний сетевого

напр жени ; t - текущее врем ; tf - фазовый сдвиг измер емого тока относительно напр жени ;

К, - коэффициент пропорциональности .

С выхода синхронного детектора 4 сигнал поступает на вход фильтра 6, где выдел етс  его посто нна  составл юща , пропорциональна  активно составл ющей входного тока

TI2

2

-м

и

I I I j («t -q)dt

2

.

Kzloep.

где К - коэффициент пропорциональности .

Выходной сигнал второго синхронного детектора 5 равен

иК , (wt-tf) при Т/4 Т 3/4Т;

К, ((ot-qi) при

3/4Т t Т.

С выхода синхронного детектора сигнал поступает на вход фильтра 7, где выдел етс  его посто нна  сос тавл юща 8 пропорциональна  реактивной составл ющей входного тока

зМт

2 f2

и J (wt-Cf)dt l sintf

-vr,

Умножитель частоты работает следующим образом.

Генератор 15 импульсов формирует импульсы стабильной частоты F, значительно превыщающей частоту измер емого тока. Триггер 16 делит частоту Гц пополам. В начальный момент времени в счетчике 22 записан иуль, В течение положительного полупериода напр жени , поступающего на входную клемму 27, на суммирующий вход счетчика 22 поступает последовательность импульсов с частотой Рц/2, В это врем  на вычитающем входе счетчика 22 импульсы отсутствуют, так как элемент И 19 заперт выходным напр жением инвертора 17. В результате этого в счетчик 22 записываетс  число п, равное количеству импульсов, поступивших на его суммирующий вход за врем  Т/2.

Во втором счетчике 23 в начальный, момент времени также записано число п и, следовательно, на выходах индикации нулевого состо ни  счетчиков 22 и 23 сигналы .равны нулю.

Б это врем  в течение положительного полупериода входного напр жени  ка вычитающий вход счетчика 23 поступает последовательность счетных импульсов с частотой F, котора  обнул ет его за четверть периода. При этом на его выходе по вл етс  сигнал логической 1, которьш через инвер5 тор 25 запирает элемент И 21 и прек-- ращает счет. Таким образом, на выходе счетчика 23 в течение времени Т/4 - Т/2 формируетс  положительный импульс длительностью с Т/4.

Q В течение интервала на входной клемме 27 действует низкое логическое напр жение, а в момент t Т/2 в первом счетчике записано число п и, следовательно, на его вы5 ходе индикации нулевого состо ни  присутствует низкий логический уровень . В этом случае И 19 открыт и на вычитающий вход счетчика 22 поступают импульсы с частотой F, которые че0- рез четверть периода Т обнул т счетчик 22, выходной сигнал последнего закроет элемент И 19 и счет прекратитс .

Claims (1)

1. Измерительный преобразователь активной и реактивной составл ющих синусоидального тока, содержащий первичный преобразователь напр жени , первичный преобразователь тока, первый и второй синхронные детекторы, первый и второй фильтры и фазовращатель , первый вЬгход которого соединен с входом управлени  первого синхрон5

0

5

0