SU1659890A1 - Measuring converter of active power - Google Patents

Measuring converter of active power Download PDF

Info

Publication number
SU1659890A1
SU1659890A1 SU894660111A SU4660111A SU1659890A1 SU 1659890 A1 SU1659890 A1 SU 1659890A1 SU 894660111 A SU894660111 A SU 894660111A SU 4660111 A SU4660111 A SU 4660111A SU 1659890 A1 SU1659890 A1 SU 1659890A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
measuring
current
resistor
Prior art date
Application number
SU894660111A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Борисович Лейтман
Роман Иосифивич Агрест
Анатолий Израильевич Дибер
Original Assignee
Смоленский филиал Московского энергетического института
Витебское Производственное Объединение "Электроизмеритель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Смоленский филиал Московского энергетического института, Витебское Производственное Объединение "Электроизмеритель" filed Critical Смоленский филиал Московского энергетического института
Priority to SU894660111A priority Critical patent/SU1659890A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1659890A1 publication Critical patent/SU1659890A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и позвол ет осуществить преобразование активной мощности переменного тока в трехфазныхи однофазных цеп х в пропорциональный аналоговый сигнал - посто нный ток или посто нное напр жение. Целью изобретени   вл етс  повышение точности. Цель достигаетс  введением третьего измерительного элемента, второго суммиУстройство относитс  к информационно-измерительной технике и может быть ис- пользовано дл  измерени  активной мощности в трехфазных цеп х. Цель изобретени  - повышение точности измерительного преобразовател  ак- тивгной мощности. На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема . рующего инвертирующего усилител  посто нного тока и масштабного резистора, а также выполнением источника и опорных напр жений двупол рным и образованием новых св зей. В измерительных элементах входные напр жени  преобразуютс  в высокочастотные пр моугольные импульсы посто нной длительности, модулируемые входными напр жени ми по частоте, которые передаютс  через блоки гальванического разделени  импульсных сигналов. Эти импульсы.управл ют работой перекидных ключей коммутирующих выходные токи преобразователей входных токов устройства. Выходные токи ключей суммируютс  двум  суммирующими инвертирующими усилител ми посто нного тока; из результирующего суммарного тока выходной фильтр посто нной составл ющей выдел ет посто нную составл ющую, пропорциональную измер емой активной мощности. Устройство также содержит резистивные сумматоры, интеграторы, компараторы и одновибрато- ры, амплитудные модул торы В описании изобретени  приведены схемы построени  блоков устройства. 1 с. и 6 з.п ф-лы. 2 ил. Устройство содержит (фиг. 1) измерительные элементы 1-3, источник 4 опорных напр жений, первый и второй суммирующие инвертирующие усилители 5. 6, посто нного тока, выходной фильтр 7 посто нной составл ющей, масштабный резистор 8. Первые входы первого - третьего измерительных элементов 1-3 соединены с соответствующими фазными напр жени ми, их объединенные вторые входы - с первым выходом источника 4 опорных напр жений. (Л С ON СЛ Ю 00 О ОThe invention relates to information-measuring technology and allows the conversion of active AC power in three-phase and single-phase circuits into a proportional analog signal — direct current or constant voltage. The aim of the invention is to improve the accuracy. The goal is achieved by introducing a third measuring element, the second sum. The device relates to information and measuring technology and can be used to measure the active power in three-phase circuits. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the measuring converter of the active power. FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 2 - functional scheme. direct current inverting amplifier and large-scale resistor, as well as making the source and reference voltages two-polar and forming new connections. In the measuring elements, the input voltages are converted into high-frequency rectangular pulses of constant duration, modulated by the input voltages in frequency, which are transmitted through blocks of galvanic separation of pulse signals. These pulses control the work of the flip keys of the switching output currents of the device input current converters. The output currents of the keys are summed by two summing DC inverting amplifiers; From the resulting total current, the output filter of the constant component selects a constant component proportional to the measured active power. The device also contains resistive adders, integrators, comparators and single-oscillators, amplitude modulators. In the description of the invention, the construction schemes of the device blocks are given. 1 sec. and 6 з.п f-ly. 2 Il. The device contains (Fig. 1) measuring elements 1-3, the source of the reference voltage 4, the first and second summing inverting amplifiers 5. 6, DC, the output filter 7 constant component, the scale resistor 8. The first inputs of the first - third measuring elements 1-3 are connected to the corresponding phase voltages; their combined second inputs are connected to the first output of the source 4 of the reference voltages. (L S ON SL U 00 O O

Description

подключенного вторым выходом к четвертым входам измерительных элементов 1-3.connected by the second output to the fourth inputs of the measuring elements 1-3.

Третьи входы измерительных элементов 1-3 соединены с датчиками тока соответствующих фаз. Обьединенные первые выходы измерительных элементов 1-3 подключены к входу первого суммирующего инвертирующего усилител  5 посто нного тока, выходом подключенного к входу выходного фильтра 7 посто нной составл ю- щей. Вторые выходы измерительных элементов 1-3 подключены к входу первого или второго суммирующих интегрирующих усилителей 5, 6 посто нного тока. Третьи выходы измерительных элементов 1-3 сое- динены с входом второго суммирующего ин- вертирующего усилител  6 посто нного тока, выход которого через масштабный резистор 8 соединен с входом первого суммирующего интегрирующего усилител  5 посто нного тока. В состав каждого из измерительных элементов вход т интегратор 9 (10) посто нного тока, компаратор 11 (12, 13), одновибратор 14 (15, 16), амплитудный модул тор 17 (18, 19), блок 20 (21, 22) галь- ванического разделени  импульсных сигналов , преобразователь 23 (24, 25) тока, перекидной ключ 26 (27, 28) и компенсирующий резистор 29 (30, 31), резистивный сумматор 32 (33,34), интегратор 35 посто нного тока.The third inputs of the measuring elements 1-3 are connected to current sensors of the respective phases. The combined first outputs of the measuring elements 1-3 are connected to the input of the first summing inverting amplifier 5 DC, the output connected to the input of the output filter 7 constant component. The second outputs of the measuring elements 1-3 are connected to the input of the first or second summing integrating amplifiers 5, 6 of direct current. The third outputs of the measuring elements 1-3 are connected to the input of the second summing inverting amplifier 6 of direct current, the output of which is connected to the input of the first summing integrating amplifier 5 of direct current through the scale resistor 8. The composition of each of the measuring elements includes an integrator 9 (10) direct current, a comparator 11 (12, 13), a one-shot 14 (15, 16), an amplitude modulator 17 (18, 19), a block 20 (21, 22) galvanic separation of pulse signals, current converter 23 (24, 25), reversible switch 26 (27, 28) and compensating resistor 29 (30, 31), resistive adder 32 (33.34), DC integrator 35.

Компаратор 11 (12, 13) и одновибратор 14 (15, 16) каждого измерительного элемента объединены в одну схему (фиг. 2), содержащую RS-триггер 36 (37, 38), RC-цепь 39 (40, 41) интегрирующего типа и разр дный ключ 42 (43, 44). Блок 20 (21, 22) гальванического разделени  импульсных сигналов каждого измерительного элемента содержит логический инвертор 45 (46, 47), ограни- чительный резистор 48 (49, 50), трехобмоточный дифференцирующий трансформатор 51 (52, 53) с первичной обмоткой 54 (55, 56) и двум  вторичными 57 (58, 59) и 60 (61, 62), два диода 63, 64 (65-68) и выходной RS-триггер 69 (70, 71).The comparator 11 (12, 13) and the one-shot 14 (15, 16) of each measuring element are combined into one circuit (FIG. 2) containing an RS flip-flop 36 (37, 38), an RC circuit 39 (40, 41) of the integrating type and dongle 42 (43, 44). The block 20 (21, 22) of galvanic separation of pulse signals of each measuring element contains a logic inverter 45 (46, 47), a limiting resistor 48 (49, 50), a three-winding differentiating transformer 51 (52, 53) with a primary winding 54 (55 , 56) and two secondary 57 (58, 59) and 60 (61, 62), two diodes 63, 64 (65-68) and output RS-flip-flop 69 (70, 71).

В преобразователь 23 (24, 25) тока каждого измерительного элемента вход т трехобмоточный трансформатор 72 (73, 74) с первичной обмоткой 75 (76,77), обмоткой 78 (79, 80) обратной св зи и выходной обмоткой 81 (82,83), усилитель 84 (85,86) переменного тока и нагрузочный резистор 87(88,89). В каждый из двух суммирущих инвертирующих усилителей 5, 6 посто нного тока вхо- д т операционный усилитель 90 (91). резистор 92 (93) обратной св зи и по два фильтрующих конденсатора 94, 95 (96, 97).A three-winding transformer 72 (73, 74) with a primary winding 75 (76.77), a winding 78 (79, 80) feedback and an output winding 81 (82.83) are included in the current converter 23 (24, 25) of each measuring element. ), the amplifier 84 (85,86) AC and the load resistor 87 (88,89). Each of the two summing inverting amplifiers 5, 6 of the direct current includes an operational amplifier 90 (91). feedback resistor 92 (93) and two filter capacitors 94, 95 (96, 97).

Источник опорных напр жений состоит из параметрического стабилизатора 98 посто нного тока и инвертирующего повторител  99 посто нного напр жени .The source of reference voltages consists of a parametric dc regulator 98 and a constant voltage inverter 99.

Все три измерительных элемента идентичны , поэтому рассмотрим один из них,на- пример первый. Первый вход резистивного сумматора 32 (фиг. 1) подключен к фазе А, второй вход - к первому выходу источника 4 опорных напр жений, общий вывод которого соединен с нулевой фазой, третий - к выходу амплитудного модул тора 17. Выход резистивного сумматора 32 соединен с входом интегратора 35 посто нного тока, к выходу которого подключен вход компаратора 11. Выход компаратора 11 соединен с входом одновибратора 14, выход которого соединен с управл ющим входом амплитудного модул тора 17. Сигнальный вход амплитудного модул тора подключен к второму выходу источника разнопол рных опорных посто нных напр жений. Вход блока 20 гальванического разделени  импульсных сигналов подключен к выходу одновибратора 14.All three measuring elements are identical; therefore, we consider one of them, for example, the first one. The first input of the resistive adder 32 (Fig. 1) is connected to phase A, the second input is connected to the first output of the source 4 of reference voltages, the common output of which is connected to the zero phase, the third to the output of the amplitude modulator 17. The output of the resistive adder 32 is connected to the input of the DC integrator 35, to the output of which the input of the comparator 11 is connected. The output of the comparator 11 is connected to the input of a single vibrator 14, the output of which is connected to the control input of the amplitude modulator 17. The signal input of the amplitude modulator is connected to the second output source of opposite polar reference voltages. The input unit 20 of the galvanic separation of pulse signals is connected to the output of the one-shot 14.

К входу преобразовател  23 подводитс  ток, нагружающий фазу А, выход преобразовател  тока соединен с подвижным контактом перекидного ключа 26, управл ющий вход которого подключен к выходу блока 20 гальванического разделени  импульсных сигналов.A current is applied to the input of the converter 23, which loads the phase A, the output of the current converter is connected to a movable contact of the toggle switch 26, the control input of which is connected to the output of the galvanic separation unit 20 of the pulse signals.

Первый неподвижный контакт ключа 26 соединен с входом первого суммирующего инвертирующего усилител  5 посто нного тока, к выходу которого подключен вход выходного фильтра 7 посто нной составл ющей , на выходе которого образуетс  выходной сигнал устройства - посто нный ток 1Вых или посто нное напр жение ивых. Между преобразователем 23 и входом одного из суммирующих инвертирующих усилителей 5 или 6 (в зависимости от параметров схемы) включен компенсирующий резистор 29.The first fixed contact of the switch 26 is connected to the input of the first summing inverting amplifier 5 DC, the output of which is connected to the output of the output filter 7 of the constant component, the output of which produces the output signal of the device - a direct current of 1st or a constant voltage. A compensating resistor 29 is connected between the converter 23 and the input of one of the summing inverting amplifiers 5 or 6 (depending on the parameters of the circuit).

Второй неподвижный контакт перекидного ключа 26 соединен с входом второго суммирующего инвертирующего усилител  6 посто нного тока, выход которого через масштабный резистор 8 соединен с входом первого суммирующего инвертирующего усилител  посто нного тока.The second fixed contact of the toggle key 26 is connected to the input of the second summing inverting amplifier 6 dc, the output of which is connected to the input of the first summing inverting dc amplifier through a scale resistor 8.

К единичному выходу RS-триггера 36 (фиг. 2). вход щего в состав одновибратора 14 и компаратора 11, подключена RS-цепь 39 интегрирующего типа, выход которой соединен с входом R триггера. Вход S триггера соединен с выходом интегратора 35 посто нного тока. Параллельно конденсатору RC- цепи -включен разр дный ключ 42, управл ющий вход которого подключен таким образом, чтобы при единичном состо нии триггера ключ был разомкнут. Если замыкание ключа осуществл етс  сигналом 1, управл ющий вход необходимо подключить к выходу Q RS-триггера, а в случае его отсутстви  - к выходу логического инвертора 45, подключенного к единичному выходу триггера.To a single output RS-flip-flop 36 (Fig. 2). part of the one-shot 14 and the comparator 11, is connected to the RS-circuit 39 of the integrating type, the output of which is connected to the input R of the flip-flop. The trigger input S is connected to the output of the DC integrator 35. Parallel to the capacitor of the RC circuit, the bit switch 42 is turned on, the control input of which is connected in such a way that the switch is open when the trigger state is single. If the key is closed by signal 1, the control input must be connected to the output Q of the RS flip-flop, and if it is not present, to the output of the logic inverter 45 connected to the single output of the flip-flop.

Амплитудный модул тор 17 содержит два элемента КМОП логического повторител  напр жени  (преобразовател  уровн ), параллельно объединенных по входам и выходам . Вход питани  повторител  напр жени , представл ющий сигнальный вход амплитудного модул тора, подключен к второму (положительному) выходу источника разнопол рных опорных посто нных напр жений , обща  точка повторител  напр жени  соединена с общим выводом источника. Параллельно объединенные входы обоих элементов образуют управл ющий вход амплитудного модул тора, а параллельно объединенные выходы образуют его выход. Поскольку КМОП повторитель напр жени  содержит шесть идентичных элементов, четыре оставшихс  элемента, объединенные попарно параллельно, образуют амплитудные модул торы 18 и 19 второго и третьего измерительных элементов. Сигнальные входы этих модул торов, так же, как и у амплитудного модул тора 17, представл ют собой единственный вход питани  КМОП повторител  напр жени  и на фиг. 2 не показаны. Точно так же не показана и обща  точка у амплитудных модул торов 18, 19, соединенна  с общей точкой модул тора 17 внутри повторител  напр жени .Amplitude modulator 17 contains two CMOS logic repeater (level converter) elements, connected in parallel to the inputs and outputs. The power input of the voltage repeater, which represents the signal input of the amplitude modulator, is connected to the second (positive) output of the source of alternating reference DC voltages, the common point of the voltage repeater is connected to the common output of the source. In parallel, the combined inputs of both elements form the control input of the amplitude modulator, and the parallel combined outputs form its output. Since the CMOS voltage follower contains six identical elements, the four remaining elements, combined in pairs in parallel, form amplitude modulators 18 and 19 of the second and third measuring elements. The signal inputs of these modulators, as well as of the amplitude modulator 17, are the only input of the CMOS voltage follower and in FIG. 2 not shown. Similarly, the common point of the amplitude modulators 18, 19, connected to the common point of the modulator 17 inside the voltage follower, is not shown either.

Согласующий блок 20 гальванического разделени  импульсных сигналов состоит из двух последовательно соединенных логических инверторов, между выходами которых последовательно с ограничительным резистором 48 включена первична  обмотка 54 дифференцирующего трансформатора 51. Встречно включенные две вторичные обмотки 57 и 60 одним концом соедин ютс  друг с другом и с общей точкой выходной части схемы, к их вторым концам подключены аноды диодов 63 и 64. Катоды диодов соедин ютс  со входами S и R выходного RS-триггера 69.The matching unit 20 for galvanic separation of pulse signals consists of two serially connected logical inverters, between the outputs of which the primary winding 54 of the differentiating transformer 51 is connected in series with the limiting resistor 48. The two secondary windings 57 and 60 oppositely connected with each other and with a common point the output part of the circuit, the anodes of diodes 63 and 64 are connected to their second ends. The cathodes of the diodes are connected to the inputs S and R of the output RS-flip-flop 69.

Первична  обмотка 75 трансформатора 72, вход щего в состав преобразовател  23, включена последовательно в цепь тока IA, нагружающего фазу А. Выходна  обмотка 81 трансформатора подключена к входу усилител  84, выход которого соединен с компенсирующим резистором 29 и с обмоткой 78 обратной св зи, с вторым концом кото- рой соединен нагрузочный резистор 87.The primary winding 75 of the transformer 72, which is part of converter 23, is connected in series to the current circuit IA, which loads the phase A. The output winding 81 of the transformer is connected to the input of amplifier 84, the output of which is connected to a compensating resistor 29 and feedback winding 78, c the second end of which is connected to the load resistor 87.

Второй конец резистора соединен с подвижным контактом перекидного ключа 26. Резистор 92 (93) обратной св зи, вход - щий в состав каждого из двух суммирующих инвертирующих усилителей 5, 6 посто нного тока включен между выходом и инвертирующим входом операционного усилител  90 (91). Параллельно резистору 92 (93) вклю0 чен фильтрующий конденсатор 95(97), фильтрующий конденсатор 94 (96) включен между входами операционного усилител .The second end of the resistor is connected to a moving contact of the toggle key 26. A feedback resistor 92 (93) included in each of the two summing inverting amplifiers 5, 6 of direct current is connected between the output and the inverting input of the operational amplifier 90 (91). Parallel to the resistor 92 (93), a filter capacitor 95 (97) is turned on, and a filter capacitor 94 (96) is connected between the inputs of the operational amplifier.

Источник 4 разнопол рных опорных посто нных напр жений состоит из парамет5 рического стабилизатора 98 и подключенного к его выходу инвертирующего повторител  99 посто нного напр жени . Первый выход источника (отрицательный)  вл етс  выходом инверти0 рующего повторител  99, второй (положительный ) - выходом параметрического стабилизатора 98.The source 4 of the alternating reference DC voltages consists of a parametric stabilizer 98 and an inverting follower 99 of a constant voltage connected to its output. The first source output (negative) is the output of the inverting repeater 99, the second (positive) output of the parametric stabilizer 98.

На фиг. 1, 2 обозначены фазы А, В, С и нулева  фаза 0 трехфазной цепи; фазныеFIG. 1, 2 designate phases A, B, C and zero phase 0 of a three-phase circuit; phase

5 напр жени  Од, UB, Uc, фазные токи IA, IB, ic, выходные напр жени  U0ni и Uon2, снимаемые соответственно с первого и второго выходов источника разнопол рных опорных посто нных напр жений; Ri, R2, Нз 5 voltages Od, UB, Uc, phase currents IA, IB, ic, output voltages U0ni and Uon2, respectively, taken from the first and second outputs of the source of opposite polar reference voltages; Ri, R2, Hz

0 сопротивлени  резисторов, вход щих в состав резистивного сумматора 32 и подключенных к его первому - третьему входам, соответственно (точно таким же  вл ютс  сопротивлени  соответствующих резисто5 ров сумматоров 33 и 34), IRI, IRJ, IRS - протекающие по этим резисторам токи, и и ии - входной ток и выходное напр жение интеграторов 35 посто нного тока, Ci - емкость конденсатора в цепи обратной св зи интег0 ратора 35 (точно такими же  вл ютс  емкости конденсаторов в цепи обратной св зи интеграторов 9 и 10), R - сопротивление резистора 93 обратной св зи (фиг. 2) второго суммирующего инвертирующего усилите5 л  6 посто нного тока, RS сопротивление масштабного резистора 8, JRS - ток, протекающий через масштабный резистор 8. IAI - выходной ток преобразовател  23 тока, IAI и IAI - токи, протекающие через первый и0 resistances of resistors included in the resistive adder 32 and connected to its first - third inputs, respectively (exactly the same are the resistances of the corresponding resistors of adders 33 and 34), IRI, IRJ, IRS - currents flowing through these resistors, and and ii is the input current and output voltage of the DC integrators 35, Ci is the capacitor capacitance in the feedback circuit of integrator 35 (the capacitors in the feedback circuit of integrators 9 and 10 are exactly the same), R is the resistance of the resistor 93 feedback (Fig. 2 ) the second summing inverting amplifiers of 5 l 6 dc current, RS resistance of the scale resistor 8, JRS is the current flowing through the scale resistor 8. IAI is the output current of the current converter 23, IAI and IAI are the currents flowing through the first and

0 второй неподвижный контакты соответственно ключа 26 (им соответствуют токи IBI, lei. IBI, C1, icb.ici в измерительных элементах 2 и 3), RG - сопротивление резистора 92 обратной св зи первого суммирующего ин5 вертирующего усилител  5 посто нного тока , R - сопротивлени  одинаковых компенсирующих резисторов 29-31 измерительных элементов 1-3, Re - одинаковые сопротивлени  нагрузочных резисторов 87- 89, вход щих в состав преобразователей тока 23-25. Rg и Са - сопротивление резистора0 second fixed contacts, respectively, of key 26 (they correspond to currents IBI, lei. IBI, C1, icb.ici in measuring elements 2 and 3), RG is the resistance of the feedback resistor 92 of the first summing in5 rotating amplifier 5 of direct current, R - the resistances of the same compensating resistors 29-31 of the measuring elements 1-3, Re are the same resistances of the load resistors 87-89 included in the current transducers 23-25. Rg and Ca - Resistor Resistance

и емкость конденсатора врем  за дающей RC-цепи 39, UAL UBI, uci - напр жени  на выходе усилителей 84-86, вход щих в состав преобразователей 23-25 тока, 1Вых, ивых - выходные ток и напр жение устройства . Кроме того, точкой а на фиг. 1 обозначен инвертирующий вход интегратора 35 посто нного тока,and the capacitor capacitance is time for giving the RC circuit 39, UAL UBI, uci - the voltage at the output of the amplifiers 84-86, included in the current transducer 23-25, 1V, and output - the output current and voltage of the device. In addition, point a in FIG. 1 denotes an inverting input of a DC integrator 35,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Вначале рассмотрим работу измерительного элемента 1. Фазное напр жение ОА создает в резисторе RI резистивного сумматора 32 (фиг. 1) ток IRI, мгновенное значение которого с учетом того, что точка а потенциально заземлена, равноFirst consider the operation of the measuring element 1. The phase voltage OA in the resistor RI of the resistive adder 32 (Fig. 1) creates a current IRI, the instantaneous value of which, given that point a is potentially grounded, is equal to

°А° A

iR1 RTiR1 RT

(1)(one)

Через резистор R2 сумматора 32 протекает посто нный ток IR2, создаваемый напр жением Uoni на первом выходе источника 4 опорных напр жений, равныйThrough the resistor R2 of the adder 32, a direct current IR2 flows through the voltage Uoni at the first output of the source 4 reference voltages, equal to

Const Const

(2)(2)

Будем считать напр жение Uoni отрицательным . Резистор R2 выбираетс  таким образом , что ток IR2 превышает IRI при всех возможных значени х напр жени  UA.We assume that the voltage Uoni is negative. Resistor R2 is selected such that the current IR2 exceeds IRI at all possible values of voltage UA.

Через резистор Ra сумматора 32 ток не протекает, если амплитудный модул тор 17 подключает этот резистор к общей точке схемы (замкнут нижний ключ амплитудного модул тора 17, а верхний разомкнут). Назовем этот такт работы измерительного элемента 1 первым.The current through the resistor Ra of the adder 32 does not flow if the amplitude modulator 17 connects this resistor to the common point of the circuit (the lower key of the amplitude modulator 17 is closed, and the upper one is open). Let's call this tact of operation of the measuring element 1 first.

Во втором такте амплитудный модул тор 17 верхним ключом (нижний разомкнут) подключает резистор Ra к посто нному положительному напр жению Uon2, снимаемому с второго выхода источника 4 опорных напр жений. Через резистор R3 при этом протекает ток №з, равныйIn the second cycle, the amplitude modulator 17 with the upper key (lower open) connects the resistor Ra to a constant positive voltage Uon2, taken from the second output of the source 4 of the reference voltages. Through the resistor R3 at the same time a current №3 flows, equal to

const  const

(3)(3)

Резистор Ra выбираетс  таким образом, что ток IRS превышает сумму токов IRI и RZ при всех возможных значени х напр жени  UA, т.еThe resistor Ra is chosen so that the current of the IRS exceeds the sum of the currents IRI and RZ at all possible values of the voltage UA, i.e.

где UKO - напр жение на выходе интегратора при .where UKO is the voltage at the integrator output at.

Приращение напр жени  ии за врем  t ti. равное длительности первого такта, равно ,The voltage increment over time t ti. equal to the duration of the first bar,

диdi

ии(д-имо |( |«, + 1вг)Н;. (6) оAI (d-imo | (| «, + 1g) H ;. (6) o

При t ti напр жение UM(t) достигаетAt t ti, the voltage UM (t) reaches

уровн  срабатывани  компаратора 11. По вл ющийс  при этом на его выходе импульс запускает одновибратор 14, управл ющий работой амплитудного модул тора 17, который с этого момента подключает резистор Рз к напр жению + Uon2. Начинаетс  второй такт работы схемы. Поскольку выполн етс  неравенство (4), результирующий выходной ток 1и сумматора 32, равный теперь (iRi+lR2), измен етThe trigger level of the comparator 11. A pulse appearing at its output triggers a one-shot 14, controlling the operation of the amplitude modulator 17, which from this moment connects the resistor Pz to the voltage + Uon2. The second cycle of the circuit begins. Since inequality (4) is satisfied, the resulting output current 1 and adder 32, now equal to (iRi + lR2), changes

свое направление, в результате чего выходное напр жение ии интегратора 35 начинает уменьшатьс . Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 14, опреде- л етс  его параметрами и равна Т.ИА.its direction, as a result of which the output voltage and integrator 35 begins to decrease. The duration of the pulse produced by the one-shot 14 is determined by its parameters and is equal to T.I.

Изменение напр жени  на выходе интегратора ДиИ2 за врем  1ИА определ етс  по аналогии с (5) и (6) выражением . i.H.The change in voltage at the output of the integrator DI2 during the time 1IA is determined by analogy with (5) and (6) expression. i.H.

allall

« С" WITH

U, « «. ()U, "". ()

После окончани  импульса одновибра- тора вновь начинаетс  первый такт работы, амплитудный модул тор 17 переключаетс  в исходное положение, входной ток 1И интегратора 35 принимает первоначальное значение 1и-(ги+ fR2 и напр жение на выходе интегратора снова начинает нарастать в соответствии с (5). В дальнейшем процессы в схеме повтор ютс , причем период ТА работы схемы равенAfter the end of the one-shot pulse, the first cycle of operation begins again, the amplitude modulator 17 switches to the initial position, the input current 1I of the integrator 35 takes the initial value 1- (r + fR2 and the output voltage of the integrator starts to increase again in accordance with (5) In the following, the processes in the circuit are repeated, and the TA period of the circuit operation is equal to

1+1иА.(8) 1 + 1A. (8)

Приращение напр жени  ии во врем  первого такта Д1Лн равно уменьшению Айи2 во врем  второго. Приравнива  (6) и (7), учитыва  чтоThe increment of voltage during the first cycle of D1Ln is equal to the decrease in Ai2 during the second. Equating (6) and (7), considering that

«-.««и.4,,"-." "And 4 ,,

1 . 1 .t,,,one . 1 .t ,,,

lt|0lt | 0

llR3t l«Rll +IIR2I .(4) llR3t l "Rll + IIR2I. (4)

Результирующий выходной ток сумматора 32  вл етс  входным током 1и интегратора 35 посто нного тока. Во врем  первого такта ток 1и, равный lM iRi+lR2. направлен в ту же сторону, что и ток IR2 и напр жение ии на выходе интегратора 35, нараста , измен етс  по законуThe resulting output current of the adder 32 is the input current 1 and the DC integrator 35. During the first cycle, the current is 1i, equal to lM iRi + lR2. is directed in the same direction as the current IR2 and the voltage and at the output of the integrator 35, the gain, varies according to the law

.«и.,,, (5). “And. ,,, (5)

и реша  полученное уравнение относительно ТА 1/Тд 1/(ti + 1ид) получаемand solving the resulting equation for TA 1 / Td 1 / (ti + 1id) we get

( .tg(.tg

{ t;-i r {t; -i r

Где - i, , „t(9)Where - i,, „t (9)

| |в среднее за период ТА работы схемы значение тока IRL | | in the average for the period TA operation of the circuit value of the current IRL

Подставл   в (9) значени  IRI, IR2, IRS. из (1)-(3), находимSubstituted in (9) the values IRI, IR2, IRS. from (1) - (3), we find

Sfc/iee;.-1--1 (Ю)Sfc / Ie; .- 1--1 (Yu)

где « ,.,-Ј J (towhere ",., - Ј J (to

среднее за период ТА работы схемы значение напр жени  UA;the average for the period TA of the circuit, the value of the voltage UA;

, Uoni Ra °А U0n2 R2 tMA (12) посто нна  составл юща  частоты fA;Uoni Ra ° U0n2 R2 tMA (12) is a constant component of the frequency fA;

f- Uon2RR3, tnA UACP «;f- Uon2RR3, tnA UACP “;

переменна  составл юща  частоты fA.variable frequency component fA.

Знак f А в формуле (10) измен етс  при изменении знака UA. В тот полупериод, когда UA отрицательно, направлени  токов IRI и IR2 совпадает, и частота ТА возрастает (f A в формуле (10) имеет знак плюс); в следующий полупериод, когда UA положительно, ток IRI измен ет свое направление, и частота fA уменьшаетс  (ЬА в формуле (10) имеет знак минус). Параметры схемы выбираетс  таким образом, что частота fA в любой момент времени значительно (в сотни раз) превышает частоту входных напр жений и токов устройства. Вследствие этого можно полагать, что среднее идср за данный период Тд работы рассмотренной схемы значение напр жени  UA равно его мгновенному значению, т.е.The sign of fA in formula (10) changes as the sign of UA changes. During the half-period when UA is negative, the directions of the currents IRI and IR2 coincide, and the frequency THA increases (f A in formula (10) has a plus sign); in the next half-period, when UA is positive, the current IRI changes its direction, and the frequency fA decreases (BA in the formula (10) has a minus sign). The circuit parameters are chosen in such a way that the frequency fA at any moment in time significantly (hundreds of times) exceeds the frequency of the input voltages and currents of the device. As a result, it can be assumed that the mean value of the current circuit for the given period Td of operation of the considered circuit is the value of the voltage UA equal to its instantaneous value, i.e.

UAcp « UA.(13а)UAcp "UA. (13a)

Выходные импульсы одновибратора 14 с длительностью tMA и частотой f А поступают на вход блока 20 гальванического разделени  импульсных сигналов, импульсы на выходе которого имеют ту же длительность Т.ИА и частоту fA, но образуютс  относительно общей точки выходной части схемы, гальванически изолированной от входных фазных напр жений Од, Ов, Ос.The output pulses of the one-shot 14 with the duration tMA and frequency fA are fed to the input of the galvanic separation unit 20 of the pulse signals, the output pulses of which have the same T.IAA duration and frequency fA, but are formed relative to the common point of the output part of the circuit, galvanically isolated from the input phase stress od, ov, os.

Фазный ток д поступает на вход преобразовател  23 тока, выходной ток IAI которого , гальванически изолированный от тока 1д, содержит в общем случае посто нную составл ющую IAO, не завис щую от тока 1д, и переменную 1д пропорциональную IA, т.е.The phase current d is fed to the input of the current converter 23, the output current IAI of which, galvanically isolated from the current 1d, contains in general a constant component of the IAO, not dependent on the current 1d, and a variable 1d proportional to IA, i.e.

iA1 lAO+iA1,(14)iA1 lAO + iA1, (14)

где IAI (15)where is IAI (15)

К- коэффициент пропорциональности. Ток IAI протекает через подвижный и тот из неподвижных контактов перекидного ключа 26, который в данный момент соединен с подвижным. Перекидной ключ 26 управл етс  выходными импульсами блока 20 гальванического разделени  импульсных сигналов, имеющими длительность tMA и частоту следовани  ТА (10). Во врем  действи  импульса подвижный контакт соедин етс  с .первым(верхним) неподвижным контактом,K - coefficient of proportionality. Current IAI flows through the movable and that of the fixed contacts of the cross over key 26, which is currently connected to the movable. The toggle key 26 is controlled by the output pulses of the galvanic separation unit 20 of the pulse signals having a duration tMA and a frequency of following TA (10). During the action of the pulse, the movable contact is connected to the first (upper) fixed contact,

во врем  паузы с вторым (нижним). В результате во врем  импульса ток IAI проходит на вход первого суммирующего инвертирующего усилител  5 посто нного тока, а воduring the pause with the second (bottom). As a result, during a pulse, the current IAI passes to the input of the first summing inverting amplifier 5 DC, and during

врем  паузы на вход второго усилител  6. Найдем среднее значение токов, проход щих через первый и второй неподвижные контакты. Среднее за период ТА выходных импульсов одновибратора 14 значение токаpause time to the input of the second amplifier 6. Find the average value of the currents passing through the first and second fixed contacts. The average for the period TA output pulses of the one-shot 14 current value

1д1ср, протекающего через первый неподвижный контакт, с учетом (14, 15) равно1d1sr, flowing through the first fixed contact, taking into account (14, 15) is equal to

() ,()

b bijV ,b bijV,

5five

гдеWhere

,,,,,,,,

i "

.1 . ,, .one . ,,

I срI cf

(16)(sixteen)

(М)(M)

среднее за данный интервал хид значение фазного тока 1д.average for this interval hid value of the phase current 1d.

Среднее за период ТА значение тока iAtcp, протекающего через второй неподвижный контакт, равноThe average for the period TA the value of the current iAtcp flowing through the second fixed contact is equal to

гдеWhere

; л 1; l 1

ъ   ъ

т« 1 ((T -t««ntr««t "1 ((T -t" "ntr" "

ои.л«,к,-;«р, oi.l ", to, -;" p,

(18)(18)

(19)(nineteen)

среднее за данный интервал (Тд-Гид) значение тока , причем интервал (Тд-1ид) примыкает к предыдущему интервалу Т.ИА.the current average for this interval (TD-Guide), the interval (TD-1id) is adjacent to the previous interval T.I.A.

Ток IAI  вл етс  одним из входныхтоков второго суммирующего инвертирующего усилител  б посто нного тока. В масштабном резисторе 8. имеющем сопротивлениеThe current IAI is one of the input currents of the second summing DC inverting amplifier. In the resistor scale 8.

RS, этот ток создает среднее за период ТА значение тока IRScpA. равноеRS, this current creates the average for the TA period the current value of IRScpA. equal to

iRScpA 1Д1ср -рГ (20)iRScpA 1D1sr -rG (20)

Ток iRScpA вместе с током iAicp (16) суммируетс  первым суммирующим инвертирующим усилителем 5 посто нного тока, среднее за период ТА значение составл ющей его выходного напр жени  Ui, обуслов- ленной работой одного только измерительного элемента 1, подключенного к фазе А, щСрА равноThe iRScpA current together with the iAicp current (16) is summed by the first summing DC inverting amplifier 5, the average for the TA period, the component of its output voltage Ui, due to the operation of measuring element 1 alone, connected to phase A, is equal to

(U,)R6- « .-Xup-sfRe. (21)(U,) R6-.-Xup-sfRe. (21)

iftift

Подставл   в (21) значени  iAicp и 1д1ср из (16) и (18) и учитыва  (10), после преобразований получаемSubstituting in (21) the values of iAicp and 1d1sr from (16) and (18) and taking into account (10), after transformations, we obtain

и|..т1- о.и( Rand | ..т1- о.и (R

. «$  . “$

11eleven

Ц-  C-

гк,лДп иОи ;мР-17)- (22) Токи 1дСр и 1д ср в (22), как видно из (17) и (.19), представл ют собой средние за два примыкающих друг к другу интервала времени tMA и (ТА-Т.ИА) значени  входного тока 1д. Поскольку частота fA значительно (в сотни раз) превышает частоту тока) А, значени  1дср и 1д ср можно считать равными между собой и мгновенному значению тока IA. т.е. 1дсР 1дср IA.(23)rk, LDP iOi; mR-17) - (22) The currents 1dCr and 1d sr in (22), as can be seen from (17) and (.19), are the average for the two adjacent time intervals tMA and ( TA-T.IAA) input current 1d. Since the frequency fA significantly (by hundreds of times) exceeds the frequency of the current) A, the values of 1dsr and 1d sr can be considered equal to each other and the instantaneous value of the current IA. those. 1dsr 1dsr IA. (23)

Дополнительна  погрешность может возникнуть ввиду наличи  коммутационных выбросов, возникающих при переключении перекидного ключа (26-28), работающего с высокой частотой ТА (fe. fc). Посто нна  составл юща  этих выбросов и ее нестабильность могут вызвать нестабильность выходного сигнала устройства. В схеме, однако , коммутационные выбросы, вызванные переключением ключа из одного положени  в другое, в значительной степени взаимно компенсируютс  наличием суммирующего инвертирующего усилител  6. Действительно, посто нна  составл юща  тока, обусловленна  выбросами, возникающими при переключении второго (нижнего) неподвижного контакта, пройд  через инвертирующий усилитель 6. измен ет свое направление и оказываетс  направленной встречно с посто нной составл ющей тока, обусловленной выбросами, возникающими при переключении первого (верхнего) неподвижного контакта, в результате чего происходит взаимна  компенсаци  обеих посто нных составл ющих. В случае полной идентичности обоих контактов посто нные составл ющие, обусловленные выбросами, полностью взаимно компенсируютс  при выполнении услови An additional error may occur due to the presence of switching emissions that occur when switching the toggle key (26-28), working with a high frequency of TA (fe. Fc). The constant component of these emissions and its instability can cause instability of the output signal of the device. In the scheme, however, switching surges caused by switching a key from one position to another are largely mutually compensated by the presence of summing inverting amplifier 6. Indeed, the constant component of the current caused by emissions from switching the second (lower) fixed contact through the inverting amplifier 6. changes its direction and turns out to be opposite to the constant component of the current, due to the emissions that occur when switching (Top) of the fixed contact, resulting in a mutual cancellation of the two permanent components. In the case of the complete identity of both contacts, the constant components due to the outliers are fully mutually compensated when the condition

R4-R5, .(24)R4-R5. (24)

в этом случае, пройд  через инвертирующий усилитель 6, посто нна  составл юща  тока , обусловленна  выбросами, возникающими при переключении второго неподвижного контакта, не измен ет своей величины в резисторе RS. Весьма близкими по своим параметрам  вл ютс  ключи, вход щие в состав одной интегральной схемы, на таких ключах и следует построить каждый из перекидных ключей 26-28. Подставл   (23) и (24) в (22), получаемIn this case, having passed through the inverting amplifier 6, the constant component of the current, caused by the emissions that occur when switching the second fixed contact, does not change its value in the resistor RS. The keys that are part of one integrated circuit are very close in their parameters to such keys, and each of the toggle keys 26-28 should be built. Substituting (23) and (24) into (22), we obtain

%i-MM(-2twtM)-2RfI,,e,% i-MM (-2twtM) -2RfI ,, e,

Л « ЛМ -««М4„1- (25) .. L "LM -" "M4„ 1- (25) ..

Подставл   в (25) f0A из (12) и f А из (13) иSubstituted in (25) f0A from (12) and f A from (13) and

учитыва  (13а),taking into account (13a),

находим%,.в,1,,(мЬй)- find% ,. in, 1 ,, (I) -

2R ,2R,

1212

.(Јт.1 Mi. (.1t.1 Mi

(26)(26)

им  them

Первое сла гаемое (26) представл ет собой посто нную составл ющую напр же5 ни  UL Вследствие нестабильности тока 1до эта составл юща , проход  через выходной фильтр 7 посто нной составл ющей, может привести к по влению дополнительной погрешности .The first term (26) is a constant component of the UL 5 voltage. Due to the instability of the current 1 to this component, the passage through the output filter 7 of the constant component can lead to additional error.

10 Второе и третье слагаемые, пропорциональные входным напр жению ид и току д, посто нную составл ющую не содержат и привести к изменению выходного сигнала фильтра 7 посто нной составл ющей не мо15 гут.10 The second and third terms, proportional to the input voltage, id and current, d, do not contain a constant component and lead to a change in the output signal of the filter 7, a constant component, which cannot be changed.

Поскольку, однако, они имеют частоту входных сигналов, дл  их подавлени  приходитс  существенно увеличивать посто нные времени, а значит и инертностьSince, however, they have a frequency of input signals, for their suppression it is necessary to significantly increase the time constants, and hence the inertia

20 выходного фильтра 7 посто нной составл ющей . Обычно ток 1д0 невелик и преобладающим из этих двух оказываетс  третье слагаемое.20 of the output filter 7 constant. Usually, the current 1d0 is small and the third term is predominant of these two.

Четвертое слагаемое, пропорциональ25 нов мгновенной мощностиThe fourth term is proportional to 25 instantaneous power.

РА UAiA,(27)RA UAiA, (27)

содержит посто нную составл ющую, пропорциональную активной мощностиcontains a constant component proportional to the active power

зо -p«4jwt, (28)so -p "4jwt, (28)

где Т - период входных сигналов, и переменную составл ющую, подавл емую фильтром 7. В случае чисто синусоидальных входных сигналов переменна  составл ю35 ща  представл ет собой вторую гармонику, значительно эффективнее подаваемую фильтром по сравнению с основной.where T is the period of the input signals, and the variable component suppressed by the filter 7. In the case of purely sinusoidal input signals, the variable component is the second harmonic, much more efficiently supplied by the filter compared to the main one.

Таким образом, с целью повышени  точности и быстродействи  устройства первоеThus, in order to improve the accuracy and speed of the device, the first

40 и третье слагаемые формулы (26) необходимо устранить, дл  чего достаточно обратить в нуль выражение в скобках при этих слагаемых , одинаковое у обоих слагаемых. Дл  этого согласно (26) и (25) необходимо выпол45 нить следующее условие:40 and the third term of formula (26) must be eliminated, for which it is sufficient to vanish the expression in parentheses for these terms, the same for both terms. To do this, according to (26) and (25), the following condition must be met:

))

илиor

Uom Ra fWom ra f

теть °А1иАaunt ° A1A

R2 2RaR2 2Ra

Uonl Uon2Wonl Won2

(29a)(29a)

Значение выражени  в левой части (29) зависит от отношени  сопротивлений прецизионных резисторов, которое может быть выдержано с высокой точностью без инди- видуального подбора резисторов, и от отношени  выходных опорных напр жений Uoni и Uon2, вырабатываемых источником 4 опорного напр жени . Если оба напр жени  получить при помощи двух различных экземпл ров прецизионных стабилитронов, из-за существенного разброса напр жени  стабилизации дл  точного выполнени  услови  (29) резисторы R2 и RS придетс  каждый раз подбирать.The value of the expression on the left-hand side of (29) depends on the ratio of the resistances of precision resistors, which can be maintained with high accuracy without an individual selection of resistors, and on the ratio of output reference voltages Uoni and Uon2, produced by source 4 of the reference voltage. If both voltages are obtained with two different precision-zener diodes, due to the significant variation of the stabilization voltage, the resistors R2 and RS will have to be selected each time to accurately fulfill the condition (29).

Чтобы исключить необходимость подбора резисторов, источник 4 опорных напр жений выполнен в виде (фиг. 2) параметрического стабилизатора 98 на прецизионном стабилитроне, на выходе которого образуетс  положительное напр жение 11бп2, и инвертирующего повторител  99 посто нного напр жени , на выходе которого образуетс  отрицательное напр жение Uoni, рав ное с высокой точностью Uon2. Полага  , (26) и (29) переписываем в виде:RTo eliminate the need for selecting resistors, the source 4 of the reference voltage is made in the form (Fig. 2) of a parametric stabilizer 98 on a precision zener diode, the output of which produces a positive voltage 11bp2, and a inverter 99 constant voltage, the output of which is a negative voltage Uoni, with a high precision Uon2. Polaga, (26) and (29) rewritten in the form: R

U.cp -R6I4(-JrHR tMU-iirU« U.cp -R6I4 (-JrHR tMU-iirU "

.«.(г;| --«« й зо). ". (G; | -" "nd zo)

т:-.... (3Dt: -.... (3D

При выполнении условий (29а) и (31) из (26) и (30) получаемUnder conditions (29a) and (31), from (26) and (30) we get

«"

ultpA-4M ou r - ..ultpA-4M ou r - ..

«от KI"From KI

(32)(32)

Выходной сигнал устройства пропорционален посто нной составл ющей напр жени  UL выдел емой фильтром 7, подавл ющим переменную составл ющую UL Составл юща  выходного сигнала фильтра , обусловленна  напр жением uicpA, с учетом (28), а также того обсто тельства, что первое слагаемое (32) посто нной составл ющей не содержит, равнаThe output signal of the device is proportional to the constant component of the voltage UL allocated by the filter 7, which suppresses the variable component UL Component of the output signal of the filter, due to the voltage uicpA, taking into account (28), as well as the fact that the first term (32 a) constant component does not contain, is equal to

i.«.-s4Ju«f.«dt 2k K CTHu ; dt-(33)i. «.- s4Ju« f. «dt 2k K CTHu; dt- (33)

где Кф соп81 - коэффициент пропорциональности , определ емый параметрами фильтра 7,where Kf sop81 - coefficient of proportionality, defined by the parameters of the filter 7,

(33а) (33a)

Условие (31) не всегда может быть выполнено , поскольку оно ограничивает наибольшую частоту fAmax значениемCondition (31) cannot always be fulfilled, since it limits the maximum frequency fAmax to

fAmax 2foA,(34)fAmax 2foA, (34)

при которомat which

TAmln yfAmax 1иА.TAmln yfAmax 1 and A.

В общем случае, когда условие (31) по тем или иным соображени м выполнить нежелательно или невозможно, дл  полной компенсации первого и третьего слагаемых в формуле (30) необходимо ввести компенсирующий резистор 29 (30, 31). Он выключаетс  между выходом преобразовател  23 (24, 25) тока, на котором можно получить сигнал напр жени  UAI, (UBI, Uci), пропорционального выходному току К1д OBI, lei) преобразовател  тока, и входом одного из суммирующих инвертирующих усилителей 5. 6 посто нного тока, в зависимости от знака первого и третьего слагаемых в (25) и (30). Если эти слагаемые положительны, т.е. если выполн етс  условиеIn the general case, when the condition (31) is undesirable or impossible to fulfill for some reason, in order to fully compensate the first and third terms in the formula (30), it is necessary to introduce a compensating resistor 29 (30, 31). It is turned off between the output of a current converter 23 (24, 25), where a voltage signal UAI, (UBI, Uci) proportional to the output current K1d OBI, lei) of the current converter, and the input of one of the summing inverting amplifiers 5 can be obtained. current, depending on the sign of the first and third terms in (25) and (30). If these terms are positive, i.e. if the condition is met

2 2foAtnA 1,2 2AtnA 1,

(35)(35)

дл  их полной компенсации необходимо получить компенсирующее напр жение UKA с отрицательным знаком, пропорциональное току IAI, и просуммировать это напр же- ние с напр жением UicpA (30). Дл  получени  требуемого знака напр жени  UKA достаточно проинвертировать напр жение UAI, подав его через компенсирующий резистор 29 на вход первого суммирующего инвертирующего усилител  5 посто нного тока и выбрав соответствующим образом сопротивление R резистора 29. Пусть, например,to compensate them completely, it is necessary to obtain a compensating voltage UKA with a negative sign, proportional to the current IAI, and sum up this voltage with the voltage UicpA (30). In order to obtain the required voltage sign UKA, it is sufficient to invert the voltage UAI by supplying it through a compensating resistor 29 to the input of the first summing inverting amplifier 5 DC and appropriately choosing the resistance R of the resistor 29. Let

UA1 K2iA1 K2(lAo+ KllA).(36)UA1 K2iA1 K2 (lAo + KllA). (36)

где K2 const - коэффициент пропорциональности .where K2 const is the proportionality coefficient.

На выходе первого суммирующего инвертирующего усилител  5 напр жение UAI даст слагаемоеAt the output of the first summing inverting amplifier 5, the voltage UAI will give the term

U,,-UA1K /RT-4(,) (37)U ,, - UA1K / RT-4 (,) (37)

Условием полной компенсации первого и третьего слагаемых в (30) будетThe condition for full compensation of the first and third terms in (30) will be

и..+(г.«- Л1 Л -йТЈИand .. + (g. "- L1 L-thЈI

Подставл   сюда значение UKA из (37), находим требуемое дл  полной компенса- ции сопротивление R резистора 29Substituting here the UKA value from (37), we find the resistance R of the resistor 29 required for full compensation

R7 1 -(2R3/R2) (38)R7 1 - (2R3 / R2) (38)

Условие (38) не зависит от значени  тока IAI и может быть точно выполнено при всех значени х входных сигналов.Condition (38) does not depend on the value of the current IAI and can be accurately fulfilled for all values of the input signals.

Если первое и третье слагаемое (25) и (30) отрицательны, т.е. если выполн етс  условиеIf the first and third terms of (25) and (30) are negative, i.e. if the condition is met

2 Щ 2 foA 1иА 12 Shch 2 foA 1 and A 1

(39)(39)

5five

знак компенсирующего их напр жени  UKA должен изменитьс , дл  чего компенсирующий резистор 29 следует подключить к входу второго суммирующего инвертирующего усилител  6. Тогда дл  UKA с учетомthe sign of the voltage compensating their UKA must change, for which the compensating resistor 29 should be connected to the input of the second summing inverting amplifier 6. Then for UKA with

«Me „ R6 . ,. .. . . R“Me„ R6. , .. . R

4ft4ft

AtAt

R7R,R7r

UU

AiAi

R7R7

K2(I K2 (I

Ao HA -fj-- (40)Ao HA -fj-- (40)

Условием полной компенсации первого и третьего слагаемых в (30) будетThe condition for full compensation of the first and third terms in (30) will be

и„(и«.нИ(. (41)and "(and". nI (. (41)

Требуемое из (41) и (40) дл  полной компенсации значение R определ етс  модулем выражени  (38).The value of R required from (41) and (40) for full compensation is determined by the modulus of expression (38).

Полученные выше соотношени  относились к измерительному элементу 1, на входы которого подаютс  напр жени  и ток фазы А.The ratios obtained above were related to the measuring element 1, the inputs of which are supplied with voltage and current of phase A.

Поскольку измерительные элементы 2 и 3 по своей схеме и включению полностью идентичны элементу 1, создаваемые ими составл ющие ЩсрВ и uicpc напр жени  ui на входе фильтра 7 могут быть найдены по формулам , аналогичным (32):Since the measuring elements 2 and 3 are completely identical to element 1 according to their scheme and inclusion, the components SchcrrB and uicpc of the voltage ui at the input of the filter 7 created by them can be found by the formulas similar to (32):

Uupb-SRJsoUupb-srjso

и, (42)and, (42)

u.,,..()u. ,, .. ()

Выходной фильтр 7 посто нной составл ющей выдел ет сумму посто нных составл ющих напр жений uicpA, uicpB и uicpc. По аналогии с (33) имеемThe output filter 7 of the constant component allocates the sum of the constant components of the voltages uicpA, uicpB and uicpc. By analogy with (33) we have

t-JW t Bbll Ц f I вы 6 + I ВЫХС t-JW t Bbll C f I you 6 + I EX

-K,(4iu.,epBJt4|u,efedtV-K, (4iu., EpBJt4 | u, efedtV

-K(p °vp a-kpc.,-(44)-K (p ° vp a-kpc., - (44)

где К - определ етс  из (ЗЗа), Ра РА+Рв+Рс - активна  мощность трехфазной четырёхпроводной цепи.where K is determined from (ЗЗа), Ra PA + Рв + Рс is the power of a three-phase four-wire circuit.

Таким образом, выходной сигнал устройства пропорционален активной мощности трехфазной цепи.Thus, the output signal of the device is proportional to the active power of the three-phase circuit.

В случае трехпроводной трехфазной цепи измерение мощности осуществл ют по двухэлементной схеме, отличающейс  от рассмотренной использованием только двух измерительных элементов. В этой схеме общий вывод источника 4 опорных напр жений соедин етс  с одной из фаз трехфазной цепи, две другие фазы подключаютс  к первым входам резистивных сумматоров оставшихс  измерительных элементов, а к их преобразовател м токов подвод тс  токи этих же фаз.In the case of a three-wire three-phase circuit, the power measurement is carried out according to a two-element scheme that differs from that considered using only two measuring elements. In this circuit, the common output of the source 4 of the reference voltages is connected to one of the phases of the three-phase circuit, the other two phases are connected to the first inputs of the resistive adders of the remaining measuring elements, and the currents of the same phases are connected to their current transducers.

В случае измерени  мощности в однофазной цепи используетс  только один измерительный элемент, причем напр жение измер емой цепи подключаетс  между первым входом резистивного сумматора этого элемента и общим выводом источника раз- нопол рных опорных посто нных напр жений , а к преобразователю тока измерительного элемента подводитс  ток измер емой цепи.In the case of power measurement in a single-phase circuit, only one measuring element is used, with the voltage of the measuring circuit being connected between the first input of the resistive adder of this element and the common output of the source of alternating reference DC voltages, and the current of the measuring element is supplied circuit.

Как видно из формулы (10), частота ТА (fe, fc) выходных импульсов одновибратораAs can be seen from the formula (10), the frequency TA (fe, fc) of the output pulses of the one-shot

14 (15, 16) не зависит от емкости Ci конденсатора , вход щего в состав интегратора 35 посто нного тока, и напр жени  срабатывани  компаратора 11 (12, 13). Напр жение14 (15, 16) is independent of the capacitance Ci of the capacitor included in the DC integrator 35, and the response voltage of the comparator 11 (12, 13). Voltage

смещени  нул  и входные токи операционного усилител , вход щего в схему интегратора 35, оказывают вли ние только на частоту f0A (foB, foe) в выражении (10) и не вли ют на f A (f в, f с). В то же врем  какthe zero offset and input currents of the operational amplifier included in the integrator circuit 35 affect only the frequency f0A (foB, foe) in expression (10) and do not affect f A (f b, f s). At the same time as

видно из выраженной (25), (30), (42), (43), (44), (13), при выполнении услови  (29а) (31) или (38) выходной сигнал устройства (1вых, ивых) определ етс  только f A (f в, f c) и не зависит от foA (foB, foe), а также от длительности Т.ИА (гив, tnc) выходных импульсов одновибратора 14 (15,16). Эти обсто тельства позвол ют выполнить компаратор и одно- вибратор по простейшей схеме, совместив их в одном блоке.can be seen from the expressed (25), (30), (42), (43), (44), (13), when the condition (29a) (31) or (38) is fulfilled, the output signal of the device (first, second) is determined only f A (f in, fc) and does not depend on foA (foB, foe), as well as on the duration T. IA (giv, tnc) of the output pulses of one-vibrator 14 (15,16). These circumstances make it possible to perform a comparator and a single vibrator according to the simplest scheme, combining them in one block.

Схема такого совмещенного блока 11, 14 (12, 15; 13, 16) приведена на фиг. 2. Она состоит из RS-триггера 36 (37, 38), на вход S которого подано выходное напр жение интегратора 9(10), RC-цепи интегрирующегоA diagram of such a combined block 11, 14 (12, 15; 13, 16) is shown in FIG. 2. It consists of RS-flip-flop 36 (37, 38), to the input S of which the output voltage of the integrator 9 (10), the RC-circuit of the integrating

типа 39 (40, 41), в которую вход т резистор Rg и конденсатор С2 и выход которой подключен к входу R триггера 36 (37,38) и ключа 42 (43, 44), подключенного параллельно конденсатору врем задающей цепи. Управл ющий вход ключа подключен таким образом, чтобы при единичном состо нии триггера ключ был бы разомкнут. Если ключ замыкаетс  при наличии на управл ющем входе сигнала О, управл ющий вход подключаетс  к единичному выходу триггера, в противном случае управл ющий вход следует подключить к нулевому выходу триггера, если он доступен, либо к выходу логического инвертора, подключенного к единичномуType 39 (40, 41), which includes a resistor Rg and a capacitor C2 and the output of which is connected to the input R of flip-flop 36 (37.38) and a key 42 (43, 44) connected in parallel with the capacitor during the driving circuit. The control input of the key is connected in such a way that, with a single trigger state, the key would be open. If the key closes when the control input has an O signal, the control input is connected to a single trigger output, otherwise the control input must be connected to the zero output of the trigger, if available, or to the output of a logic inverter

выходу триггера, если нулевой выход триггера ,не доступен. Выходные импульсы одновибратора С Длительностью , 1иС)trigger output if zero trigger output is not available. Output pulses of one-shot C Duration, 1 and C)

образуютс  на выходе триггера.formed at the trigger output.

Работу схемы рассмотрим применительно к измерительному элементу 1.The operation of the circuit will be considered in relation to the measuring element 1.

Когда нарастающее в первом такте работы схемы выходное напр жение интегратора 35 достигает напр жени  срабатывани  триггера 36. последний переключаетс  в единичное состо ние, что приводит к размыканию замкнутого перед этим ключа 42. Вследствие этого конденсатор С2 врем задающей цепи 39 начинает зар жатьс  через врем задающий резистор Ry.When the output voltage of the integrator 35 increases in the first cycle of operation of the circuit reaches the trigger voltage of the trigger 36. The latter switches to the one state, which leads to the opening of the key 42 closed before that. As a result, the capacitor C2 starts charging time 39 resistor Ry.

Когда нарастающее напр жение на конденсаторе достигает уровн  срабатывани  триггера 36, последний переключаетс  в нулевое состо ние, что приводит к замыканию ключа 42 и быстрому разр ду конденсатораWhen the rising voltage on the capacitor reaches the trigger level of trigger 36, the latter switches to the zero state, which causes the switch 42 to close and the capacitor to discharge quickly

С2. Схема переходит в исходное, устойчивое состо ние.C2. The circuit goes to its original, stable state.

Как только триггер переключаетс  в единичное состо ние, по вл етс  ток кз в резисторе Ra резистивного сумматора 32, выходное напр жение интегратора начинает уменьшатьс  и становитс  меньше уровн  срабг гывани  триггера.As soon as the trigger switches to the single state, a fault current in the resistor Ra of the resistive adder 32 appears, the integrator output voltage begins to decrease and becomes less than the trigger trigger level.

Таким образом, функции компаратора 11 выполн ет триггер 36, он же входит в состав одновибратора 14. Длительность т.ид выходных импульсов схемы определ етс  выражениемThus, the function of comparator 11 is performed by trigger 36, which is also part of the one-shot 14. The duration of the output pulses of the circuit, is determined by the expression

UCЈ,UCЈ,

1иА - Rg C2 In (11 & A - Rg C2 In (1

UU

1 (45J1 (45J

где Ucp - напр жение срабатывани  триггера 36 по входу R;where Ucp is the trigger voltage of trigger 36 at input R;

U1 - напр жение Г на выходе триггера .U1 is the voltage G at the trigger output.

Как уже отмечалось, нестабильность длительности гид (Ьв, tnc), как и нестабильность .напр жени  срабатывани  по входу S, не приводит к изменению выходного сигнала устройства.As already noted, the instability of the duration of the guide (bb, tnc), as well as the instability of the actuation trip on input S, does not change the output signal of the device.

Амплитудный модул тор 17(18, 19, фиг. 1) представл ет собой два последовательно включенных работающих в противофазе ключа, к которым (т.е. к сигнальному входу амплитудного модул тора) подводитс  посто нное напр жение Dona. Если напр жение Uonr положительно, с целью упрощени  схемы и повышени  ее точности в качестве таких ключей можно использовать выходные каскады КМОП цифровых интегральных схем, представл ющие собой два противо- фазно работающих ключа, к первому контакту одного из которых подводитс  положительное напр жение питани  схемы , второй его контакт соедин етс  с первым контактом другого ключа, образу  выход схемы, а второй контакт этого ключа заземл етс . Функции сигнального входа такого амплитудного модул тора выполн ет вывод, к которому подводитс  напр жение питани  интегральной схемы. Сопротивление таких ключей в КМОП, обладающих повышенной нагрузочной способностью, например, в повторител х напр жени  (преобразовател х уровн ), инверторах достаточно мало и его можно еще уменьшить, применив параллельное включение нескольких схем. В устройстве в качестве амплитудных модул торов используютс  в каждом из измерительных элементов по два объединенных параллельно по входам и выходам элемента КМОП преобразовател  уровн  (повторител  напр жени ), содержащего в составе одной микросхемы шесть .таких элементов, имеющих общее напр жение питани  Uon2, причем общий вывод интегральной схемы соединен с нулевой фазой измер емой цепи. Поскольку питающие выводы  вл ютс  общими дл  всех элементов , на схеме показано подключение сигнального входа и общей точки только дл  одного амплитудного модул тора 17.Amplitude modulator 17 (18, 19, Fig. 1) consists of two keys connected in antiphase in series, to which (i.e., a Dona constant voltage is applied to the signal input of the amplitude modulator). If the voltage Uonr is positive, in order to simplify the circuit and increase its accuracy, the output stages of the CMOS digital integrated circuits can be used as such keys, which are two antiphase keys, the first voltage of which is supplied to the first contact, Its second contact is connected to the first contact of another key, forming the output of the circuit, and the second contact of this key is grounded. The functions of the signal input of such an amplitude modulator are made by the output to which the voltage supply of the integrated circuit is applied. The resistance of such switches in CMOS with increased load capacity, for example, in voltage repeaters (level converters), inverters is quite small and can be further reduced by using the parallel connection of several circuits. In the device, in each of the measuring elements, two connected in parallel along the inputs and outputs of the CMOS element of the level converter (voltage follower) are used as amplitude modulators, which contain six such elements with a common voltage Uon2, and the total The output of the integrated circuit is connected to the zero phase of the circuit being measured. Since the power leads are common to all elements, the diagram shows the connection of the signal input and the common point for only one amplitude modulator 17.

Блок 20 (21, 22) гальванического разделени  импульсных сигналов осуществл ет преобразование выходных импульсов одно0 вибратора 14 (15, 16) в такие же по длительности импульсы, гальванически изолированные от цепи одновибратора и образуемые относительно общей точки выходной части схемы. Она состоит из двухThe galvanic separation of pulse signals block 20 (21, 22) converts the output pulses of one 0 of the vibrator 14 (15, 16) into the same duration pulses, galvanically isolated from the single vibrator circuit and formed relative to the common point of the output part of the circuit. It consists of two

5 последовательно соединенных логических инверторов 45 (46, 47). вход первого из которых соединен с выходом одновибратора 14 (15, 16), ограничительного резистора 48 (49, 50), трехобмоточного дифференцирую0 щего трансформатора 51 (52, 53), двух диодов 63, 64 (65, 67, 68) и выходного RS-триггера 69 (70. 71). На выходах согласующего блока образуютс  два противофазных импульсных сигнала напр жени ,5 series-connected logical inverters 45 (46, 47). the input of the first of which is connected to the output of a one-shot 14 (15, 16), a limiting resistor 48 (49, 50), a three-winding differentiating transformer 51 (52, 53), two diodes 63, 64 (65, 67, 68) and an output RS -trigger 69 (70. 71). The output of the matching unit produces two antiphase pulse voltage signals,

5 образующих ток в цепи из последовательно соединенных ограничительного резистора и первичной обмотки 54 (54, 56) дифференцирующего трансформатора. В момент начала и окончани  выходного импульса одновиб0 ратора измен етс  направление тока в цепи первичной обмотки и происходит быстрое перемагничивание малогабаритного дифференцирующего трансформатора, что приводит к по влению на врем 5 forming a current in the circuit of the series-connected limiting resistor and the primary winding 54 (54, 56) of the differentiating transformer. At the time of the beginning and end of the output impulse of the one-way vibrator, the direction of the current in the primary winding circuit changes and a fast reversal of the small differentiating transformer occurs, which leads to appearance

5 перемагничивани  в двух встречно включенных вторичных обмотках 57, 60 (58, 59, 61, 62) двух коротких разнопол рных импульсов . Через диоды 63-68 проход т импульсы положительной пол рности,5 magnetization reversal in two oppositely connected secondary windings 57, 60 (58, 59, 61, 62) of two short opposite-polarity pulses. Positive-polarity pulses pass through diodes 63-68,

0 поступающие на входы RS-триггера 69 (70, 71).0 arriving at the inputs of the RS-flip-flop 69 (70, 71).

Обмотки дифференцирующего трансформатора включены таким образом, что импульс на входе S выходного триггера по5  вл етс  в момент начала выходного импульса одновибратора. импульс на входе R - в момент его окончани . В результате положительные импульсы на единичном выходе выходного триггера имеют такую же дли0 тельность tMA (т.и8. tMc). как и выходные импульсы одновибратора, благодар  чему обеспечиваетс  независимость выходного сигнала устройства от длительности импульсов одновибраторов.The windings of the differentiating transformer are turned on in such a way that the pulse at the input S of the output flip-flop appears at the moment the output pulse of the one-shot begins. the pulse at the input R is at the moment of its termination. As a result, the positive pulses at the single output of the output trigger have the same duration tMA (ti8. TMc). as well as the output pulses of the one-shot, thereby ensuring the independence of the output signal of the device from the pulse duration of the one-shot.

5 Преобразователь 23 (24, 25) тока содержит (фиг. 2)трехобмоточный трансформатор 72 (73. 74) с первичной обмоткой 75 (7,6, 77), включенной в цепь фазного тока 1д (1в, 1с). обмоткой78(79.80) обратной св зи и выходной обмоткой 81 (82, 83), гальванически изолированными от первичной, усилитель переменного тока 84 (85, 86) и нагрузочный резистор 87 (88, 89). Выходна  обмотка трансформатора подключена к входу усилител , его выход соединен с обмоткой 78 (79, 80) обратной св зи и выходной обмоткой 81 (82, 83), гальванически изолированными от первичной, усилитель 84 (85:86) переменного тока и нагрузочный резистор 87 (88, 89). Выходна  обмотка трансформатора подключена к входу усилител , его выход соединен с обмоткой обратной св зи, последовательно с которой включен нагрузочный резистор и подвижный контакт перекидного ключа 26 (27, 28).5 Converter 23 (24, 25) current contains (Fig. 2) three-winding transformer 72 (73. 74) with primary winding 75 (7,6, 77) connected to the circuit of the phase current 1d (1c, 1c). winding78 (79.80) feedback and output winding 81 (82, 83), galvanically isolated from the primary amplifier AC 84 (85, 86) and the load resistor 87 (88, 89). The output winding of the transformer is connected to the input of the amplifier, its output is connected to the feedback winding 78 (79, 80) and output winding 81 (82, 83), galvanically isolated from the primary, the amplifier 84 (85:86) AC and the load resistor 87 (88, 89). The output winding of the transformer is connected to the input of the amplifier, its output is connected to the feedback winding, in series with which the load resistor and the moving contact of the toggle key 26 (27, 28) are connected.

Преобразователь 23 тока работает еле- дующим образом. Входной ток 1д, протека  по первичной обмотке 75 с числом витков Wi, создает напр женность пол  A Wi, создающую в сердечнике переменный магнитный поток Ф . Этот поток наводит переменную ЭДС во всех обмотках трансформатора, в том числе и в выходной ЭДС выходной обмотки усиливаетс  усилителем 84, образу  переменную составл ющую UAwero выходного напр жени  UAI. Напр жение UAI создает в обмотке 78 обратной св зи с числом витков Л/2, нагрузочном резисторе 87, имеющем сопротивление R, и замкнутых в данный момент контактах перекидного ключа 26 переменную составл ющую 1д1л,тока IAL Протека  по обмотке 78, ток IAI йоздает напр женность пол  Л/2, котора  при соответствующем включении обмотки 78 направлена встречно напр женности Hi. Результирующа  напр женностьThe current converter 23 operates as follows. The input current 1d, flowed through the primary winding 75 with the number of turns Wi, creates a voltage field A Wi, which creates a variable magnetic flux Φ in the core. This flux induces a variable emf in all windings of the transformer, including the output emf of the output winding, amplified by an amplifier 84, which forms the variable component UAwero of the output voltage UAI. The voltage UAI creates in the winding 78 of the feedback with the number of turns L / 2, the load resistor 87 having the resistance R, and the contacts of the toggle key 26 closed at the moment, the variable component 1d1l, the current IAL of the Leak 78 The field length L / 2, which, with the appropriate switching on of the winding 78, is directed oppositely to the intensity Hi. Resultant stress

Hp Hi-H2(46)Hp Hi-H2 (46)

создает в конечном счете в магнитопроводе результирующий переменный магнитный поток Фр, навод щий ЭДС в выходной обмотке .Ultimately, in the magnetic core, the resulting variable magnetic flux Fr generates an emf in the output winding.

При достаточно большом коэффициенте усилени  Кус усилител  84 ЭДС выходной обмотки 81, необходима  дл  получени  любого требуемого значени  напр жени  UAI , ничтожно мала, что свидетельствует о малости результирующего переменного магнитного потока Фр в сердечнике, а значит и о малости напр женности Нр, создающей этот поток (46). Полага  при большом Кус , из (46) получаемWith a sufficiently large gain Kus amplifier 84 EMF output winding 81, is necessary to obtain any desired voltage UAI, is negligible, indicating the smallness of the resulting variable magnetic flux FR in the core, and hence the smallness of the voltage Hp, creating this flow (46). With large Kus, from (46) we obtain

WiWi

lA1i. lA KllA.lA1i. lA KllA.

(47)(47)

Следовательно, при достаточно большом коэффициенте усилени  усилител  84 ток IAI-Ч протекающий в цепи обмотки 78 обратной св зи, пр мо пропорционаленTherefore, at a sufficiently large gain factor of the amplifier 84, the current IAI-H flowing in the feedback winding circuit 78 is directly proportional to

входному току 1д по величине, совпадает с ним по фазе и не зависит от сопротивлени  этой цепи, в частности от сопротивлени  нагрузочного резистора 87, активного сопротивлени  га обмотки 78 и сопротивлени  Гкл замкнутых в данный момент контактовThe input current is 1d in magnitude, coincides with it in phase and does not depend on the resistance of this circuit, in particular, the resistance of the load resistor 87, the active resistance of the winding 78 and the resistance Hcl of the currently closed contacts

перекидного ключа 26,cross over key 26,

Из сравнени  (47) с (15) следует, чтоFrom comparison (47) with (15) it follows that

Kl W2 constKl W2 const

(48)(48)

Напр жение UAI на выходе усилител  84 в общем случае содержит посто нную UAO и переменную UAI составл ющие, т.е.The voltage UAI at the output of the amplifier 84 generally contains the constant UAO and the variable UAI components, i.e.

UAI UAO+UAI .(49)UAI UAO + UAI. (49)

Напр жение UAO и создает посто нную составл ющую IAO тока IAI (14),Voltage UAO and creates a constant component of IAO current IAI (14),

Как видно из схемы, ток д1 и напр жение UAI св заны соотношениемAs can be seen from the diagram, the current d1 and the voltage UAI are related by the relation

- i- i

«AiOVVkiV"AiOVVkiV

ло ОлККт а. (50)lo olkkt a. (50)

Из (36) и (50) находитFrom (36) and (50) finds

га+ гкл,(51) ha + hl, (51)

Именно это К2 следует подставл ть в формулу (38).It is this K2 that should be substituted into formula (38).

В схему первого и второго суммирующих инвертирующих усилителей 5, 6 посто нного тока нар ду с резистором 92, 93 обратной св зи вход т конденсаторы 94-97, благодар  которым усилители осуществл ют предварительную фильтрацию результирующего входного тока, выдел   его среднее за период высокочастотного выходного напр жени  одновибратора значение. Этим предотвращаетс  возможна  пере- гру зка операционных усилителей 90 и 91 по току и напр жению, котора  может возникнуть при совпадении во времени импульсов тока, поступающих от разных измерительных элементов.The first and second summing inverting amplifiers 5, 6 of the direct current, along with the feedback resistor 92, 93, include capacitors 94-97, through which the amplifiers pre-filter the resulting input current, highlighting its average for the period of high-frequency output voltage. odinovibrator value. This prevents possible overloading of the operational amplifiers 90 and 91 to the current and voltage that can occur if the current pulses coincide in time from the different measuring elements.

Устройство обладает следующими преимуществами .The device has the following advantages.

Как видно из выражений (44) и (ЗЗа)/ коэффициент пропорциональности К, от которого зависит выходной сигнал преобразовател , определ етс  только стабильными сопротивлени ми резисторов, стабильным напр жением пробо  Uon2 прецизионного стабилитрона, коэффициентом передачи фильтра посто нной составл ющей, а также числом витков обмоток трансформатора, вход щего в состав преобразователей тока, и не зависит от емкости конденсаторов, параметры которых могут существенно мен тьс  в процессе эксплуатации.As can be seen from the expressions (44) and (ЗЗа) / proportionality coefficient K, on which the output signal of the converter depends, is determined only by stable resistances of resistors, stable breakdown voltage Uon2 of precision Zener diode, DC gain of the filter, as well as turns of the windings of the transformer included in the current transducers, and does not depend on the capacitance of the capacitors, whose parameters can vary significantly during operation.

Перекидные ключи, коммутирующие выходной ток преобразователей тока, охвачены обратной св зью и от их нестабильного остаточного сопротивлени , как и от нестабильного активного сопротивлени  обмотки обратной св зи выходной сигнал преобразовател  не зависит.The toggle switches that commute the output current of the current transducers are covered by feedback and the output signal of the converter does not depend on their unstable residual resistance, as well as on the unstable active resistance of the feedback winding.

Благодар  введению второго суммирующего инвертирующего усилител  посто нного тока в значительной степени взаимно компенсируютс  паразитные сигналы, обусловленные коммутационными выбросами перекидных ключей, что позвол ет существенно (на пор док и более) повысить частоту коммутации, определ емую частотой выходных импульсов одновибраторов. Это. в свою очередь, способствует уменьшению методической погрешности, свойственной модул ционным преобразовател м мощности и обусловленной дискретизацией непрерывных входных сигналов. Кроме того, преобра- зователь возможно применить дл  измерени  мощности при повышенной частоте входных сигналов.Due to the introduction of the second summing inverting DC amplifier, the parasitic signals due to the switching emissions of the toggle switches are mutually mutually compensated, which significantly (by an order of magnitude and more) increases the switching frequency determined by the frequency of the single-pulse output pulses. It. in turn, it contributes to the reduction of the methodological error inherent in the modulation power converters and due to the discretization of continuous input signals. In addition, the converter may be used to measure the power at an increased frequency of the input signals.

Методическа  погрешность уменьшаетс  еще и потому, что перемножение входных сигналов осуществл етс  не только во врем  импульсов одновибратора. но и во врем  пауз, когда перекидной ключ замыкает второй неподвижный (нижний) контакт, т.е. преобразователем оба входных сигнала - тока и напр жени  - обрабатываютс  непрерывно .Methodical error is reduced also because the multiplication of input signals is carried out not only during the one-shot pulses. but also during pauses, when a reversible key closes the second fixed (lower) contact, i.e. The converter both current and voltage input signals are processed continuously.

Преимуществом преобразовател   вл етс  его нечувствительность к посто нной составл ющей выходного тока преобразователей тока, причем при использовании предложенной схемы источника разнопо- л рных опорных посто нных напр жений и выполнении условий (29а), (31) необходимость в компенсирующих резисторах 29-31 отпадает. Условие (31), требующее, чтобы сопротивление одного из резисторов рези- стивного сумматора было бы вдвое больше сопротивлени  второго, легко и с высокой точностью может быть выполнено в широком температурном диапазоне. Если услови  (29) (31) выполнить невозможно, т.е. выполн етс  одно из неравенств (35) или (39), нечувствительность к посто нной составл ющей выходного тока преобразователей тока можно обеспечить с помощью компенсирующих резисторов 29-31, требуемое сопротивление которых определ етс  выражением (38). Поскольку значение К2, как видно из (51), зависит от нестабильных сопротивлений Га и г™, полную компенсацию в широком температурном диапазоне обеспечить не удаетс . Стабилизаци  возможна , но требует определенного усложнени  схемы.The advantage of the converter is its insensitivity to the constant component of the output current of the current converters, and when using the proposed source circuit of different polar reference DC voltages and fulfilling conditions (29a), (31), the need for compensating resistors 29-31 is eliminated. The condition (31), which requires that the resistance of one of the resistors of the resistance adder be twice the resistance of the second, can be easily and with high accuracy in a wide temperature range. If conditions (29) (31) cannot be fulfilled, i.e. One of the inequalities (35) or (39) is fulfilled, insensitivity to the constant component of the output current of the current converters can be ensured by means of compensating resistors 29-31, the required resistance of which is determined by the expression (38). Since the value of K2, as can be seen from (51), depends on the unstable resistances Ha and r ™, full compensation in a wide temperature range cannot be ensured. Stabilization is possible, but requires a certain complexity of the scheme.

Предложенна  схема легла в основу измерительного преобразовател  активнойThe proposed scheme formed the basis of the active measuring transducer.

Claims (7)

1.Измерительный преобразователь активной мощности, содержащий первый и второй измерительные элементы, выходной фильтр посто нной составл ющей, первый суммирующий инвертирующий усилитель посто нного тока, источник опорного напр жени , причем первые входы измерительных элементов соединены с соответствующими фазными напр жени ми , а их вторые входы - с первым выходом источника опорного напр жени , третьи входы измерительных элементов подключены к датчикам тока соответствующей фазы, объединенные выходы первого и второго измерительных элементов подключены к входу первого суммирующего инвертирующего усилител  посто нного тока, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в устройство введены третий измерительный элемент, второй суммирующий инвертирующий усилитель посто нного тока, масштабный резистор, а источник опорных напр жений выполнен двупол рным. причем его второй выход соединен с объединенными четвертыми входами всех измерительных элементов, первый вход третьего измерительного элемента соединен с третьим фазным напр жением , его второй вход - с первым входом источника опорного напр жени , а третий - с выходом датчика тока третьей фазы, первый выход третьего измерительного элемента соединен с первыми выходами первого и второго измерительных элементов , обьединенные вторые выходы всех измерительных элементов подключены к входу первого или второго суммирующих инвертирующих усилителей посто нного тока , третьи выходы всех измерительных элементов подключены к входу второго суммирующего инвертирующего усилител  посто нного тока, выход которого через масштабный резистор соединен с входом первого суммирующего инвертирующего усилител  посто нного тока, подключенного выходом к входу выходного фильтра посто нной составл ющей.1. A measuring transducer of active power, containing the first and second measuring elements, the output DC filter, the first summing inverting DC amplifier, the reference voltage source, the first inputs of the measuring elements being connected to the corresponding phase voltages, and their second inputs - with the first output of the source of the reference voltage, the third inputs of the measuring elements are connected to current sensors of the corresponding phase, the combined outputs of the first and second measuring The x elements are connected to the input of the first DC inverting amplifier, characterized in that, in order to improve the accuracy, a third measuring element is inserted into the device, the second DC inverting amplifier, a large-scale resistor, and a reference voltage source are made two-pole. its second output is connected to the combined fourth inputs of all measuring elements, the first input of the third measuring element is connected to the third phase voltage, its second input to the first input of the reference voltage source, and the third to the output of the third phase current sensor, the first output of the third the measuring element is connected to the first outputs of the first and second measuring elements, the combined second outputs of all measuring elements are connected to the input of the first or second summing inverting silica gels, the third outputs of all measuring elements are connected to the input of the second summing inverting dc amplifier, the output of which is connected via a scale resistor to the input of the first summing inverting dc amplifier connected to the output of the output component of the constant component. 2.Преобразователь поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что измерительный элемент содержит преобразователь тока, вход которого  вл етс  третьим входом измерительного элемента, резистивный сумматор с трем  входами, интегратор посто нного тока, компаратор, одновибратор, амплитудный модул тор, блок гальванического разделени  импульсных сигналов, перекидной ключ и компенсирующий резистор, причем первый вход резистивного сумматора  вл етс  первым входом измерительно о элемента, второй вход - вторым входом измерительного элемента, третий вход соединен с выходом амплитудного модул тора, а выход - с входом интегратора посто нного тока, выход которого подключен к входу компаратора , сигнальный вход амплитудного модул тора  вл етс  четвертым входом измерительного элемента, а управл ющий вход соединен с выходом одновибратора, вход которого соединен с выходом компаратора , а выход - с входом бпока гальванического разделени  импульсных сигналов, выход которого соединен с управл ющим входом перекидного ключа, подвижный контакт которого соединен с выходом преобразовател  тока, первый неподвижный контакт перекидного ключа  вл етс  первым выходом измерительного элемента, а второй неподвижный контакт перекидного ключа - третьим выходом измерительного элемента, второй выход преобразо вател  тока через компенсирующий резистор соединен с вторым выходом измерительного элемента.2. The transducer pop. 1, which differs from the fact that the measuring element contains a current transducer whose input is the third input of the measuring element, a resistive adder with three inputs, a DC integrator, a comparator, a single vibrator, an amplitude modulator, a galvanic separation unit of pulse signals, a reversible switch and a compensating resistor, with the first input of the resistive adder being the first input of the measuring element, the second input the second input of the measuring element, the third input An output with an amplitude modulator output, and an output with a DC integrator input, the output of which is connected to the comparator input, the signal input of the amplitude modulator is the fourth input of the measuring element, and the control input is connected to the one-shot output, whose input is connected to the output the comparator, and the output - with the input of the galvanic separation of pulse signals, the output of which is connected to the control input of the reversing key, the movable contact of which is connected to the output of the current converter, first stationary contact tumbler key is the first output of the measuring element and the second stationary contact tumbler key - the third output of the measuring element, the second output transformation ers compensating current through the resistor connected to the second output of the measuring element. 3.Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что источник опорного напр жени  содержит параметрический стабилизатор посто нного напр жени , выход которого  вл етс  первым выходом источника опорного напр жени , и подключенный к его выходу инвертирующий усилитель, выход которого  вл етс  вторым выходом источника опорного напр жени .3. The converter according to claim 1, wherein the reference voltage and the fact that the reference source contains a parametric dc voltage regulator, the output of which is the first output of the reference voltage source, and connected to its the output is an inverting amplifier, the output of which is the second output of the reference voltage source. 4.Преобразователь по п,2, отличающийс  тем, что в измерительном элементе сопротивление резистора, вход щего в состав резистивного сумматора и подключенного к его второму входу, равно удвоенному произведению сопротивлени  резистора сумматора, подключенного к его4. The converter according to claim 2, characterized in that in the measuring element the resistance of the resistor included in the resistive adder and connected to its second input is equal to twice the product of the resistance of the resistor of the adder connected to it третьему входу, на отношение напр жений на первом выходе источника опорного напр жени  к напр жению на его втором выходе , а сопротвление компенсирующего резистора принимаетс  равным бесконечности .the third input, the ratio of the voltages at the first output of the voltage source to the voltage at its second output, and the resistance of the compensating resistor is assumed to be infinity. 5.Преобразователь по п.2, отличающийс  тем, что компаратор и одновибратор содержат инвертор, RS-триггер, 5-вход которого подключен к выходу интегратора посто нного тока, и RC-цепь интегрирующего типа, вход которой соединен с единичным выходом триггера, а ее выход подключен к R-входу триггера, причем параллельно конденсатору RC-цепи включен разр дный ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом RS-триггера.5. The converter according to claim 2, characterized in that the comparator and the one-shot comprise an inverter, an RS trigger, the 5th input of which is connected to the output of the DC integrator, and an integrating type RC circuit, the input of which is connected to the single output of the trigger, and its output is connected to the R-input of the trigger, and in parallel with the capacitor of the RC circuit, a bit switch is connected, the control input of which is connected to the output of the inverter, the input of which is connected to the output of the RS-flip-flop. 6.Преобразователь по п.2, отличающийс  тем, что амплитудный модул тор содержит элемент КМОП логического повторител  напр жени , вход питани  которого представл ет собой сигнальный вход амплитудного модул тора, обща  точка соединена с общим выводом источника опорного напр жени , вход элемента КМОП логического повторител   вл етс  управл ющим входом амплитудного модул тора, а выход- выходом амплитудного модул тора.6. The converter according to claim 2, characterized in that the amplitude modulator contains a CMOS element of the logical voltage repeater, the power input of which is a signal input of the amplitude modulator, a common point connected to the common output of the source of the reference voltage, the input of the CMOS logic element the repeater is the control input of the amplitude modulator, and the output of the amplitude modulator. 7.Преобразователь по п.2, отличающийс  тем, что блок гальванического разделени  импульсных сигналов, содержит логический инвертор, трехобмоточный дифференцирующий трансформатор, ограничительный резистор, два диода и выходной RS-триггер, причем вход блока гальванического разделени  импульсных сигналов соединен с первым выводом ограничительного резистора и входом инвертора ,первична обмотка дифференцирующего трансформатора первым выводом соединена с вторым выводом ограничительного резистора, а вторым выводом - с выходом логического инвертора, две встречно включенные вторичные обмотки одним выводом соединены с общей точкой выходной части устройства, к двум другим их выводам подключены аноды диодов , катоды которых соединены с соответствующими входами выходного RS-триггера.7. The converter according to claim 2, characterized in that the galvanic separation unit of pulse signals contains a logical inverter, a three-winding differentiating transformer, a limiting resistor, two diodes and an RS output trigger, and the input of the galvanic separation unit of pulse signals is connected to the first output of the limiting resistor and the input of the inverter, the primary winding of the differentiating transformer is connected to the second output with the second output of the limiting resistor, and the second output to the output About the inverter, two oppositely connected secondary windings are connected to one common point with the common point of the output part of the device, diodes anodes are connected to their other two terminals, the cathodes of which are connected to the corresponding inputs of the output RS-flip-flop. JMJm
SU894660111A 1989-03-07 1989-03-07 Measuring converter of active power SU1659890A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894660111A SU1659890A1 (en) 1989-03-07 1989-03-07 Measuring converter of active power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894660111A SU1659890A1 (en) 1989-03-07 1989-03-07 Measuring converter of active power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1659890A1 true SU1659890A1 (en) 1991-06-30

Family

ID=21433097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894660111A SU1659890A1 (en) 1989-03-07 1989-03-07 Measuring converter of active power

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1659890A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 789844, кл. G 01 R21/00, 1979. Авторское свидетельство СССР № 1004903, кл. G 01 R 21/00, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4682102A (en) Solid state watthour meter with switched-capacitor integration
US4786863A (en) Solid state watthour meter with switched-capacitor integration
EP0573088B1 (en) Method and a circuit for controlling an inverter to switch in the sliding mode and by PWM with a three-level output voltage
SU1659890A1 (en) Measuring converter of active power
JPS60102567A (en) Method and device for compensating electric signal nonlinearly changing with time
JPH05259899A (en) Phase decision rectifier constitution with integration effect and pll with voltage-controlled oscillator utilizing the same
US4672236A (en) Voltage-to-frequency converter circuit
US4451784A (en) Electronic watt transducer circuit with constant DC current output proportional to watts
KR840006108A (en) Analog Signal-Pulse Signal Converter
US4667171A (en) Voltage controlled oscillator with temperature compensation
SU1086412A1 (en) A.c.voltage stabilizer
SU1598096A1 (en) Shaper of multiphase sine voltage for frequency-controlled electric drive
SU918889A1 (en) Converter of rl/rc circuit parameters to electrical oscillation period
SU395959A1 (en) GENERATOR OF SINUSOIDAL OSCILLATIONS
SU1513595A1 (en) Device for controlling converter with pulsewidth modulation
SU1599844A1 (en) Voltage regulator
SU1522386A1 (en) Generator of magnetic scanning
SU1357720A1 (en) Electromagnetic mass balance
SU1173336A1 (en) Frequency-to-voltage converter
SU1095196A1 (en) Multiplying-dividing device for signal with pulse-duration modulation
SU1023652A1 (en) Voltage-to-frequency converter
SU1522116A1 (en) Instrument transducer of power
SU1464150A1 (en) Smooth-start voltage stabilizer
SU871094A1 (en) Device for measuring frequency
SU1670758A1 (en) Device for control over ac voltage