Способ измерения коэффициентов электрической мощности и устройство для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК G01R21/00 

2. Устройство для измерения коэффициентов электрической мощности, содержащее квадратурный фазовращатель первый сумматор, два компаратора, два индикатора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены два стабилизатора, второй сумматор, три выпрямителя, дифференцирующая цепь и триггер, причем вход первого стабилизатора соединен с шиной сигнала напряжения ceTHs а выход через первый выпрямитель соединен с первым входом перво го сумматора и через последовательно соединенные квадратурный фазо50570

вращатель и второй вьшрямитель соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом второго сумматора и через последовательно соединенные третий вьтрямитель и второй стабилизатор - с шиной сигнала тока сети, выход первого сумматора соединен с входом первого индикатора и через последовательно соединенные дифференцирующую цепь и первь й компаратор - с первым входом триггера, второй вход которого соединен . через второй компаратор с выходом второго сумматора и входом вто)ого индикатора,

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения коэффициентов активной и реактивной мощности и дпя определения характера нагрузки.

Известен способ, заключающийся в стабилизации напряжения электрической цепи, выделении первой гармоники, ограничении ее импульсами, сдвинутыми на четверть периода относительно момента прохождения через нуль сигнала TOKaj и устройство, реализующее этот способ, содержащее стабилиза™ тор, фильтр первой гармоники, усилитель, тиристорный ключ, нагрузочный резистор, формирователь импульсов, амплитудный детектор и блоки регистрации PJ ,

Недостаток данных способа и устройства - узкие функциональные,, возможности, обусловленные тем, что работа может происходить только при индуктивном характере нагрузки.

Известен способ, основанный на стабилизации сигналов тока и напряженин сети, выделении их первой гармоники и сдвиге сигнала напряжения сети на четверть периода с последующем ослаблением обоих сигналов и их суммированием, сравнением суммарных сигналов с входными сигналами и интегрированием результатов сравнения, по интегрированным сигналам, определя:ют коэффициент ослабления и коэффициенты мощности, .и устройство, реализующее данный способ, содержащее квадратурньй фазовращательj первый сумматор, два компаратора, два индикатора, два интегратора, два управляемых двигателя, причем выходы сумматоров соединены с первыми входами компараторов5 вторые входы которьж соединены с шинами входного сигнала, а выходы соединены через интеграторы с входами индикаторовj и с управл5вощими входами делителейj выходы которых соединены с вxoдaIvIи сумматоров, а входы соединены у первого непосредственно., а у второг через ква,цратурньш фазовращатель с шиной сигнала напряжения 2 .

Однако для известного техничес- кого решения характерны узкие функциональные возможности, поскольку оно не указывает на характер нагрузки.

Цель, изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу, основанному на стабилизации сигналов тока и напряжения сети, выделении их первой гармоники и сдвиге сигнала напряжения сети на четверть периода,, стабилизированные первые гармоники сигналов тока и напряжения сети и сдвинутьй на четверть периода сигнал напряжения сети выпрямляют, по амплитуде суммы стабилизированной первой гармоники сигнала тока сети и стабилизированной первой гармоники сигнала напряжения сети определяют коэффициент реактивной мощности, а по амплитуде суммы стабилизированной первой гармоники сигнала тока сети и сдвинутой на четверть периода стабилизированной первой гармоники сигнала напряжения сети определяют коэффициент активной мощности, а по п-олярности первой суммы в момент, перехода второй суммы через ноль определяют характер нагрузки,

В известное устройство, содержащее квадратурньй фазовращатель, первый сумматор, два компаратора, два индикатора, введены два стабилизатора, второй сумматор, три вьшрямителя, дифферен}дирующая цепь и триггер, причём вход первого стабилизатора соединен с шиндй сигнала напряжения сети, а выход через первый выпрямитель соединен с первым входом первого сумматора и через последовательно соединенные квадратзтрный фазовращатель и второй выпрямитель соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соедииен с вторьп входом второго сз мматора и через последовательно соединенные третий выпрямитель и вторсй стабилизатор - с шиной сигнала тока сети, выход первого сумматора соедине н с входом первого индикатора и последовательно соединенные дифференцирующую цепь и первый компаратор - с первым входом триггера, г второй вход которого соединен через второй компаратор с выходом второго сумматора и входом второго индикатора.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ дпя измерения коэффициентов электрической мощности; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу способа.

Устройство содержит стабилизатор 1, выход которого через последовательно соединенные квадратурный фазовращатель 2 и вьшрямитель 3 соединен с первым входом сумматора 4, стабилизатор 5, выход которого через выпрямитель 6 соединен с вторым входом сумматора 4 и первым входом сумматора 7, второй вход которого через выпрямитель 8 соединен с выходом стабилизатора 1, выход сумматора 7 соединен с входом индикатора 9 и через последовательно соединенные дифференцирующую цепь 10 и компаратор 11 - с первым входом триггера 12, выход сумматора

4соединен с входом индикатора 13 и через компаратор 14 - с вторым входом триггера 12.

Устройство работает следующим образом.

На вход стабилизатора 1 поступает напряжение исследуемой цепи (фнг.2 а), а на вход стабилизатора

5- ток исследуемой цепи (фиг.2 в). При этом в стабилизаторах 1 и 5 происходит выделение первых гармоник соответственно напряжения и тока и их стабилизация по амплитуде, таким образом, что амплитуды обеих гармоник становятся одинаковь&ш, как показано соответственно на фиг.2 с и «5 . С выхода стабилизатора 1 стабилизированная первая гармоника напряжения исследуемой цепи поступает на квадратурный фазовращатель 2, в котором происходит ее сдвиг на уголи/2, как показано на фиг.2 е. Сдвинутая на угол /2 стабилизированная первая гармоника напряжения подается на выпрямитель 3 и вьmpя mяeтcя, как показано на фиг.2 i, а затем подается на прямой вход сумматора 4. Стабилизированная первая гармоника тока, вьоделяемая на выходе стабилизатора 5, поступает на вьшрямитель 6, где выпрямляется, как показано на фиг.2Ч, и подается на инверсные входы сумматоров 4 и 7. Кроме того, с выхода стабилизатора t первая стабилизированная гармоника напряжения поступает на вход выпрямителя 8, где выпрямляется, как показано на фиг.2И, и

с выхода выпрямителя 8 выпрямпенная первая стабилизированная гармоника напряжения поступает на прямой вход сумматора 7. В сумматорах 4 и 7 происходит вычитание гармоник, поступивших на инверсные входы сумматоров, из армоник, поступивших на прямые входы этих сумматоров. При этом на выходе сумматора 4 -появляется перио ический сигнал, показанный на фиг.21 , а на выходе сумматора 7периодический сигнал, показанный на фиг.2 5 .Из временных диаграмм