SU375560A1 - DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGY - Google Patents
DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGYInfo
- Publication number
- SU375560A1 SU375560A1 SU1358806A SU1358806A SU375560A1 SU 375560 A1 SU375560 A1 SU 375560A1 SU 1358806 A SU1358806 A SU 1358806A SU 1358806 A SU1358806 A SU 1358806A SU 375560 A1 SU375560 A1 SU 375560A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- voltages
- input
- converter
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Изобретение относитс к устройствам дл измерени электрической энергии переменного тока с частотным выходом, содержащим преобразователи входных величин тока и напр жени , линейные преобразователи однопол рного напр жени в частоту с идентичными характеристиками и счетчики импульсов .The invention relates to devices for measuring electrical energy of alternating current with a frequency output, comprising current and voltage input current transducers, linear voltage-to-frequency linear transducers with identical characteristics, and pulse counters.
Известные устройства этого типа сложны и мало надежны и, кроме того, не обеспечивают высокой точности из-за погрешностей многократных преобразований входных величин.The known devices of this type are complex and of little reliability and, moreover, do not provide high accuracy due to the errors of multiple transformations of the input quantities.
Цель изобретени - повышение точности измерени и упрощение устройства. С этой целью в предлагаемом устройстве дл выполнени нелинейной операции возведени в квадрат суммы и разности преобразуемых напр жений примен ют два линейных преобразовател , на вход одного из которых вместе с опорным напр жением подаетс через преобразователи входных величин сумма двух преобразуемых напр жений, а на вход другого- разность этих вапр жеиий вместе с опорным напр жением.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and simplify the device. For this purpose, in the proposed device, to perform a nonlinear operation of squaring the sum and difference of transformed voltages, two linear transducers are used, to the input of one of which, together with the reference voltage, is fed through the input converters, the sum of two transformed voltages, and - the difference of these voltages together with the reference voltage.
На фиг. 1 приведена принципиальна электрическа схема двухтактного линейного преобразовател напр жени описываемого устройства; на фиг. 2 -блок-схема описываемого устройства; на фиг. 3 - один из возможных вариантов выполнени преобразователей входных величин тока и вапр жени .FIG. 1 shows a circuit diagram of a push-pull linear voltage converter of the device described; in fig. 2 is a block diagram of the described device; in fig. 3 is one of the possible options for the implementation of converters of input values of current and wiring.
В двухтактном преобразователе напр жени зависимость частоты автоколебаний от величины входного напр жени близка к линейной и быть приближенно выражена формулой:In a two-stroke voltage converter, the dependence of the frequency of self-oscillations on the magnitude of the input voltage is close to linear and can be approximately expressed by the formula:
1 г.1тт, 1 rt,
где S - сечение сердечника трансформатора; BS - индукци насыщени материала сердечника;where S is the cross section of the transformer core; BS is induction saturation of the core material;
W - числа витков в коллекторных обмотках , которые предполагаютс равными .W is the number of turns in the collector windings, which are assumed to be equal.
Длительность Duration
обоих полупериодов напр жени обратно пропорциональна входному напр жению: Т25 ГВof both half periods of voltage is inversely proportional to the input voltage: T25 GW
1 one
(2)(2)
i/BXi / BX
Если на вход преобразовател помимо напр жени t/o дополнительно включить напр жени и и t/a, как показано на фиг. 1, то дл обеих частей преобразовател входное напр жение будет разным по величине. Действительно , дл левой (по схеме) части преобразовател входное напр жение будет равно: f/BX. 0-f(f/:+.), a дл правой: вх. 0 - (t/1 - .). в этом случае будет также разной и длительность полунериодов генерируемого напр жени . В соответствии с формулой (2) в случае , когда транзистор TI открыт, а занерт, длительность полунериода будет равва: в гз) f/o + (U, + и) а при запертом TI и открытом Га: 2SWBs f/o-(«i-f -2) Длительность полного периода будет равна сумме Q + Q2 и выражаетс формулой: Г .(5) ul(Ui + U,) Соответственно, выражение дл частоты выходного напр жени преобразовател будет иметь вид: f/O(i/l + f/2) Г 4SWBs 0 Если в схеме на фиг. 1 в обеих ветв х изменить пол рность одного из входных напр жений , например Uz на противоположную, то можно получить дл этого случа формулу, сходную с выражением (6); f,, 0 (Ui-U,y 4SWBs 0 И отличающуюс от него тем, что второй член в числителе представл ет собой квадрат разности напр жений Uj и U. Вычт (6) из (7), получим выражение: Af fff -I-Z/O A/ / - / ,(8) из которого следует, что разность частот пропорциональна произведению напр жений Ui и f/2 при условии, что напр жение UQ поддерживаетс строго посто нным. Приведенные соотношени справедливы лри условии, что напр жени U и Uz неизменны по величине или скорость их изменени такова, что за врем , равное длительности периода Т , прирапдени величины напр жений будут пренебрежимо малыми. Кроме того, соотношение между величинами напр жений f/o, Ui и Uz должно быть таково , чтобы результирующее напр жение в любом случае было той же пол рности, что и L/o и находилось в линейной области характеристики преобразовател . Интеграл от про-изведени Ui-Vz по времени пропорционален количеству периодов разностной частоты Д/ за определенный промежуток времени. Дл того, чтобы рассмотренным способом можно было преобразовывать переменные напр жени , необходимо подбирать параметры преОбразовател и величину опорного напр жени Uo с таюим расчетом, что:бы длительность периода преобразуемых напр жений в несколько дес тков раз превышала длительность .периода выходного -наир жени преобразовател . Теоретический анализ показывает , что погрешности преобразовани будут меньше 0,1% при условии, если собственна частота преобразовател приблизительно в сорок раз Превосходит частоту преобразуемых натр жений. Напр жение и ток цепи, в которой измер етс расход энергии, с помощью вспомогательных устройств ВУ и ВУз (см. фиг. 2) преобразуютс в напр жени определенной величины Ui и f/2, соответственно, пропорциональные ВХОДНЫМ величинам, которые затем подаютс на входы преобразователей напр жени в частоту Пр1 и Пр. Вспомогательные устройства должны удовлетвор ть двум основным требовани м: вопервых , обеспечивать высокую точность преобразовател , и, во-вторых, иметь сдвоенные выходы, несв занные между собой гальванически , дл того чтобы можно было снимать два идентичных по величине и фазе выхоцных .напр жени , Пропорциональных одной и то-й же входной величине. В случае лреобразовани неременного тока и напр жени в роли вспомогательных устройств могут быть использованы измерительные трансформаторы. Преобразователи flpi и Пр питаютс от общего источника oinopHoro напр жени UQ и должны иметь идентичные характеристики. Зависимость частоты от управл ющего напр жени должна быть линейной или хорошо аппроксимироватьс на некотором участке пр мой, смещенной или не смещенной относительно начала координат. Преобразователи должны допускать раздельное регулирование длительности полупериодов выходного напр жени . Этим требовани м удовлетвор ют рассмотренный выше двухтактный преобразователь с насыщающимс трансформатором, транзисторный мультивибратор с раздельным уп,равлением током перезар да емкостей по базовым цеп м и другие типы устройств. На блок-схеме на фиг. 2 условно показано, что напр жени Ui и U2 включаютс в управл ющие ветви преобразовател Пр1, буучи соединенными между собой согласно, а преобразовател Пр2- встр-ечно. При этих услови х выходные частоты- преобразователей Пр и Я/92 В общем виде будут определ тьс выражени ми + a(t/i+.); f, f,+ а. (U, и,) де /о и а - посто нные величины, завис щие от параметров иреобразователей .If the input of the converter, in addition to the voltage t / o, additionally includes voltages and and t / a, as shown in FIG. 1, for both parts of the converter, the input voltage will be different in magnitude. Indeed, for the left (according to the diagram) part of the converter, the input voltage will be: f / BX. 0-f (f /: +.), A for right: in. 0 - (t / 1 -.). in this case, the duration of the half-periods of the generated voltage will also be different. In accordance with formula (2) in the case when the transistor TI is open, and curved, the duration of the semi-period will be rabbi: in gz) f / o + (U, + and) and when locked TI and open Ha: 2SWBs f / o- ( "If -2) The duration of the full period will be equal to the sum of Q + Q2 and is expressed by the formula: G. (5) ul (Ui + U,) Accordingly, the expression for the frequency of the output voltage of the converter will be: f / O (i / l + f / 2) r 4SWBs 0 If in the diagram in FIG. 1 in both branches to change the polarity of one of the input voltages, for example, Uz to the opposite, then a formula similar to expression (6) can be obtained for this case; f ,, 0 (Ui-U, y 4SWBs 0 And different from it in that the second term in the numerator is the square of the difference of the voltages Uj and U. Subtracting (6) from (7), we get the expression: Af fff -IZ / OA / / - /, (8) from which it follows that the frequency difference is proportional to the product of the voltages Ui and f / 2, provided that the voltage UQ is kept strictly constant. The above relations are valid under the condition that the voltages U and Uz unchanged in magnitude or their rate of change is such that for a time equal to the duration of the period T, the magnitudes of the stresses will be neglected It is also small. The ratio between the voltages f / o, Ui and Uz must be such that the resulting voltage is in any case the same polarity as L / o and is in the linear region of the converter characteristic. in time, Ui-Vz is proportional to the number of periods of the difference frequency D / for a certain period of time. In order to convert variable voltages by the considered method, it is necessary to select the parameters of the transformer and the value of the reference voltage Uo tayuim with the expectation that: the duration period to the converted voltages of several tens of times greater than the duration of the output .perioda -nair voltage converter. Theoretical analysis shows that conversion errors will be less than 0.1%, provided that the natural frequency of the converter is approximately forty times higher than the frequency of convertible tensions. The voltage and the current of the circuit, in which the power consumption is measured, are converted with the help of ancillary devices VU and VUZ (see Fig. 2) into voltages of a certain value Ui and f / 2, respectively, proportional to the INPUT values, which are then fed to the inputs voltage converters to frequency Pr1 and Pr. Auxiliary devices must satisfy two basic requirements: first, to ensure high accuracy of the converter, and, secondly, to have dual outputs that are not galvanically interconnected, so that two output voltages can be removed, Proportional to the same input value. In the case of reversible current and voltage, instrument transformers can be used as auxiliary devices. Flpi and Pr converters are powered by a common oinopHoro UQ voltage source and must have identical characteristics. The dependence of the frequency on the control voltage must be linear or well approximated in some part of the forward, offset or not shifted relative to the origin. Converters must allow separate control of the half-period duration of the output voltage. The above-described push-pull converter with a saturable transformer, a transistor multivibrator with separate control, a recharge current and capacitances along the basic circuits, and other types of devices satisfy these requirements. In the block diagram of FIG. Figure 2 conventionally shows that the voltages Ui and U2 are included in the control branches of the Pr1 converter, which are interconnected according to each other, and the Pr2 converter is interconnected. Under these conditions, the output frequency converters Pr and I / 92 In the general form will be defined by the expressions + a (t / i +.); f, f, + a. (U, and,) de / o and a are constant values depending on the parameters of the transducers.
С учетом требований к идентичности характеристик посто нные /о и о, у обоих преобразователей должны быть равными по величине.Taking into account the requirements for the identity of the characteristics of the constant / o and o, both converters must be equal in magnitude.
С .помощью счетчиков импульсов Сч и Сч (см. фиг. 2) определ етс количество имнульсов частоты /, и. /г за определенный интервал времени ,.With the help of pulse counters MF and MF (see Fig. 2), the number of frequency impulses /, and is determined. / g for a certain time interval,.
Разность -показаний счетчиков Сч, и Сч2 с учетом формул (9) и (10) будет равна:The difference between the indications of the counters MF, and MF2 taking into account formulas (9) and (10) will be equal to:
AA A(f2-/,) ,,.(11) AA A (f2- /,) ,,. (11)
В том случае, когда напр жени t/i и Uz представл ют собой синусоидальные величины , формула (II) будет иметь видIn the case when the voltages t / i and Uz are sinusoidal values, formula (II) will have the form
N ,U,.f,,(12) N, U, .f ,, (12)
где Ui и /2 -эффективные значени напр жений /1 и Uz. Ф -угол сдвига фаз между Uiwhere Ui and / 2 are the effective stress values / 1 and Uz. Ф - angle of phase shift between Ui
и t/2.and t / 2.
Из формулы (12) следует, что разность показаний счетчиков пропорциональна энергии потребл емой в цепи.It follows from formula (12) that the difference in meter readings is proportional to the energy consumed in the circuit.
На фиг. 3 показана схема вспомогательного преобразовател дл подключени основных преобразователей к измер емой цепи.FIG. Figure 3 shows an auxiliary converter circuit for connecting main converters to a measured circuit.
Он состоит из двух трансформаторов тока TTt и TTz, вторичные цепи .которых замкнуты на активные сопротивлени , и трансформатора напр жени ТН с выходными обмотками .It consists of two current transformers TTt and TTz, the secondary circuits of which are closed to active resistances, and a voltage transformer TN with output windings.
Предмет изобретени Subject invention
Устройство дл измерени электрической зиергии переменного тока с частотным выходом , содержащее преобразователи входных величин тока и цапр жени , линейные преобразователи однопол рного напр жени в частоту с идентичными характеристиками и счетчики импульсов, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени и упрощени устройства, в нем дл выполнени нелинейной операции возведени в квадрат суммы и разности цреобразуемых напр жений применено два линейных преобразовател , на вход одного из которых вместе с опорным напр жением подаетс через указанные преобразователи входных величин сум;ма двух преобразуемых напр жений, а на вход другого - разность этих напр жений вместе с опорным напр жением.A device for measuring AC electrical power with frequency output, containing current and voltage input converters, linear voltage-to-frequency linear transducers with identical characteristics and pulse counters, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement and simplification of the device, In this case, two linear transducers are used to perform the nonlinear operation of squaring the sum and difference of reformable stresses, the input of one of which, together with the reference voltage The voltage is applied through the specified converters of input values of the sum of two transformable voltages, and the input of the other is the difference of these voltages, together with the reference voltage.
попpop
попpop
и,and,
Vuz. 3Vuz. 3
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1358806A SU375560A1 (en) | 1969-08-30 | 1969-08-30 | DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGY |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1358806A SU375560A1 (en) | 1969-08-30 | 1969-08-30 | DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGY |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU375560A1 true SU375560A1 (en) | 1973-03-23 |
Family
ID=20447210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1358806A SU375560A1 (en) | 1969-08-30 | 1969-08-30 | DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGY |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU375560A1 (en) |
-
1969
- 1969-08-30 SU SU1358806A patent/SU375560A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4056774A (en) | Electronic watthour meter circuit | |
ATE126601T1 (en) | ARRANGEMENT FOR MEASURING REACTIVE POWER OR REDUCTIVE ENERGY. | |
RU1814177C (en) | Voltage converter | |
SU375560A1 (en) | DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGY | |
Kumar et al. | Frequency deviation transducer for power system applications | |
JPH0130111B2 (en) | ||
SU494699A1 (en) | Single-Phase Active Energy Meter on Static Converters | |
US4145652A (en) | Electric power to DC signal converter | |
RU2093836C1 (en) | Electricity meter | |
SU1061061A1 (en) | Device for determination of phase shift between current and voltage in power circuits | |
SU1129563A1 (en) | Device for measuring symmetrical components of three-phase ac voltage system | |
RU2071073C1 (en) | Device for measuring asymmetry of voltages | |
SU619867A1 (en) | Ac-to-dc converter | |
SU1596257A1 (en) | Apparatus for measuring electric power | |
SU411376A1 (en) | ||
SU519646A1 (en) | Converter parameters of passive non-resonant two-terminal | |
SU549748A1 (en) | Current Variable Voltage Inverter to Constant | |
SU530277A1 (en) | Transformation Ratio Meter | |
SU1275320A1 (en) | Method of determining phase difference for two sine signals | |
RU2054677C1 (en) | Electricity meter | |
SU470759A1 (en) | Digital nonlinear distortion meter | |
SU808962A1 (en) | Phase-meter | |
SU1218341A1 (en) | Method of measuring phase angle of symmetric component of reversible sequence of voltage non-symmetric system | |
RU2039357C1 (en) | Electricity meter | |
SU151502A1 (en) | Device for multiplying and dividing electric voltages |