Устройство для вычисления симметричных составляющих трехфазных цепей Советский патент 1984 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации контроля режимов трехфазных электрических цепей. Известно вычислительное устройство, содержащее операционный усилитель, вход которого подсоединен к выходу, а через цепи, обеспечивающие фильтрацию симметричных составляющих, к выходам задатчиков фазных величин, выход операционного усилите ля подсоединен к исполнительному блоку СП. Недостатками этого устройства являются сложность настройки и низка точность вычисления, так как в фильт ре симметричных составляющих этого устройства необходимо точное выполнение соотношений между конденсатора ми, что в практических условиях требует больших трудовых затрат на настройку, которая всегда заканчивается с погрешностью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее операционный усилитель, первый и второй формирова тели разности фазных величин, три резистора и исполнительный блок, причем инвертирующий вход операционного усилителя через третий резистор подсоединен с своему выходу, а через первый и второй резисторы к выходам фазоповоротных блоков, входы которых подсоединены к первому и второму формирователям разности фазных величин С 21. Недостатком известного устройства является сложность настройки и низкая точность из-за одновременного изменения фазовых и амплитудных соотношений при регулировке параметров элементов схемы. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый блок вычисления разности двух фаз,, выполненный в виде первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого является входом задания первой фазы синусоидального сигнала устройства, вход задания второй фазы синусоидального сигнада которого подключен к инвертирующему входу первого дифференциального усилителя и к неинвертирующему входу второго блока вычисления разности двух фаз, выполненного в виде второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом блокарегистрации, три масштабных резистора, два разделительных конденсатора .и накопительный конденсатор, вход задания третьей фазы синусоидального сигнала устройства подключен к инвертирующему входу второго, дифференциального усилителя, введены повторитель и масштабный усилитель, выход которого соединен с вторым входом сумматора, с первым выводом первого масштабного резистора и первым выводом первого разделительного конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу второго масштабного резистора и первому выводу второго, разделительного конденсатора, второй вывод которого соединен с }1еинвертирую11щм входом третьего дифференциального усилителя, с первым выводом третьего масштабного резистора и с неинвертирующим входом повторителя, выход которого подключен к инвертирующему входу этого повторителя и второму выводу второго масштабного резистора, второй вывод первого масштабного резистора соединен с вторым выводом третьего масштабного резистора и первым выводом накопительного конденсатора, второй вывод которого соединен -с шиной нулевого потенциала, выход первого дифференциального усилителя подключен к входу масштабного усилителя. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит блоки вычисления разности двух фаз, выполненных виде дифференциальных усилителей 1 и 2, масштабный усилитель 3, суматор 4, дифференциальный усилитель 5, асштабные резисторы 6-8, разделительные конденсаторы 9 и 10, накопительный конденсатор 11, повторитель 12, блок 13 регистрации. Кроме того, приедены обозначения узлов 14-19 устойства. Устройство работает следующим обазом. Исходными уравнениями, определя щими работу устройства, являются уравнения токов,, составленные соот ветственно для узлов 14-19 схемы U;|q(,8{p)., .W«(pVUi,(p)lpC,tU.,(p)-U«(p)B-VtU(p)-U«(pn (pVUtt(p)(p)pCiivcujpVu,;(, UB(p)R-Mf)K-Ufl(p),,(p),,(p). (U(pVU«(p)pC,,tUn(rt-U(f) R-, где R. - величины соответствующи резисторов, a U,,-, U, , U, , 0,, U I). напряжения в соответств tg -14 .щих узлах схемы. Решая эту сис.тему, предваритель обозначив . iUl5(p)lk(P). М ичсСрУ, U,e(p) Uf (р) . принимая условия ЯЧ . в::.м. где С|,. К: И Г . а k пост ный вещественный коэффициент, пол чим зависимость выходного напряже ния устройства от входных UAftCt) Ufec(p) bj njri P c g r4RCo c.r.c. g « f ip«-c -Cic.c,B-c, -Ue,(p)|. Анализ приведенного выражения позволяет отметить, что изменением соотношения пассивных элементов можно менять фазовые соотношения между ) Leii независимо от амплитудных. При принятых условиях, предварительно задавшись параметрами конденсаторов, рассчитываются значения резисторов R . Задавишсь амплитудными и фазовыми соотношениями, которые на фиксированной частоте реализуют одно из выражений Up-Uee-e %ft 3U2 , . iuf Uec-e OAB.U , получим на выходе дифференциального усилителя 5 напряжение, пропорциональное симметрично-составляющей обратной СЪи,) или прямой (зО) по следовательностей. Сигнал с выхода. дифференциального- усилителя 5 поступает на блок 13 регистрации. Использование новых блоков масш1абного усилителя 3 и повторителя 12 напряжения-позволяет упростить настройку и повысить точность вычисления. Предлагаемое устройство для вычисления симметричных составляющих обратной (прямой) последовательности трехфазных цепей реализуется на интегральных схемах К140УД8 и испытывается в лабораторных условиях. Испытания показывают, что за счет независимой настройки фазовых и амплитудных соотношений преобразуемых величин упрощается настройка и повышается точность фильтра симметричных составляющих.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕ1ШЯ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ, содержащее первый блок вычисления разности двух фаз выполненный в виде первого дифференциального усилителя, неинвертирующий вход .которого является входом первой фазы синусоидального сигнала устройства, вход второй фазы синусоидального сигнала которого подключенк инвертирующему входу первого дифференциального усилителя и к неинвер тирукщему входу второго блока вычисления разности двух фаз, выполненного в виде второго дифференциального усилителя,выход которого соединен v с первым входом сумматора, выход которого подключен к инвертирующему входу третьего дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом блока регистрации, три масштабных резистора, два разделительных конденсатора и накопительный конденсатор, вход третьей фазы синусоидального сигнала устройства подключен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя,, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены повторитель и масштабный усилитель, выход которого соединен с вторым входом сумматора, с первым выходом первого масштабного резистора и первым выводом первого разделительного конденсатора, второй вывод КОТОРОГО подключен к первому выводу второго масштабного резистора и первому вьюоду второго разделитель-; ного конденсатора, второй вывод ко- ; торого соединен .с неинвертирующим входом третьего дифференциального усилителя, с первым выводом третьего масштабного резистора и с неинвертирующим входом повторителя, выход, которого подключен Тс инвертирующему входу этого повторителя и второму выводу второго масштабного резистора, второй вывод первого масштабного резистора соединен с.вторым выводом Третьего масштабного резистора и первым выводомiнакопительного конденсатора, второй вывод которого соединен с.шиной нулевого потенциала, выход первого дифференциального усилителя подключен к входу масштабного усилителя.