Способ измерения активной мощности цепи переменного тока и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01R21/06 

1

Изобретение относится к технике измерения электрических параметров цепи переменного тока и может быть использовано для регулирования и контроля текущего значения активной мощности в электроустановках различного назначения.

Сущность способа измерения мощности заключается в том, что выделя ются положительная и отрицательная амплитуды произведения мгновенного тока на напряжение исследуемой цепи, причем полусумма этих амплитуд эквивалентна активной мощности, что следует из формулы (1) - (12):

и U -sinut;

1 1 sin(u) t- g- ),

(1) (2)

Ll-I U -I sinCv-t .sinCcot -I/) (3)

Для того, чтобы определить амплитудные значения функции U l, необходимо производную по аргументу приравнять к нулю:

d и I .. , г .,

U I sinwt cosCwt

+ sin(wt-i/) COS w t 0,

Положительная амплитуда определяется при подстановке в формулу (3):

ч

(8)

А;

Отрицательная амплитуда определяется при подстановке u)t /2 в формулу (3):

А - .

(9)

А; А- ,(cos2 - sin )

COS ц ,

(10)

По определению активная мощность

г

PqKr и-л sinwt-I sin(wt -i/)dajt

(11)

и„ In cose/

10

A +. A

m / Таким образом n (12)

Ha фиг, 1 представлено устройство для измерения активной мощности , на фиг. 2 - временные диаграммы работы

блоков устройства.

Устройство для измерения активной мощности содержит блок 1 (умножения) с входами тока 2 и напряжения 3, выпрямители 4 и 5, амплитудные детекторы 6 и 7, блоки 8 и 9 выборки и хранения, полусумматор 10, выход которого является выходом устройства, и блок 11 управления. Входом блока 11 управления является токовый вход устройства, а его выходы связаны с входами записи блоков 8 и 9 выборки и хранения и входами сброса амплидут- ных детекторов 6 и 7. Выход блока 1 соединен с анодом выпрямителя 4 и ка- тодом выпрямителя 5. Анод выпрямителя 5 и катод выпрямителя 4 соединены с входами амплитудных детекторов 7 и 6 соответственно, выходы которых соединены с входами блоков 9 и 8 выборки и хранения соответственно. Выходы последних соединены с входами полусумматора 10.

На фиг. 2 обозначены: 12 - диаграмма текущего значения напряжения

измеряемой цепи; 13 - диаграмма текущего значения тока измеряемой цепи; 14 - диаграмма сигнала, пропорционального результату перемножения текущих значений тока и напряжения

измеряемой цепи; 15 и 16 - амплитудные значения положительной и отрицательной полуволн результата перемножения текущих значений тока и напряжения; 17 и 18 - сигналы на входах

первого 6 и второго 7 амплитудных детекторов; 19 и 20 - сигналы на выходах первого 6 и второго 7 амплитудных детекторов; 21 - командный сигнал управления запис1,ю блоков 8

и 9 выборки и хранения; 22 - командный сигнал управления сбросом информации первого 6 и второго 7 амплитудных детекторов; 23 и 24 - сигналы на выходах первого 8 и второго 9 блоков выборки и хранения; 25 - сигнал на выходе устройства.

Устройство работает следующим образом.

На входы 2 и 3 устройства поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям тока и напряжения. На выходе блока 1 умножения формируется сигнал, описываемый формулой (3). Положительная и отрицательная полуволны мгновенной мощности разделяются выпрямителями 4 и 5, а амплитудные значения в течение полупериода частоты исследуемого напряжения формируются на выходах амплитудных детекторов 6 и 7.

В конце полупериодов происходит запись амплитудных значений в блоки и 9 выборки и хранения, а затем происходит сброс амплитудных детекторов Команды записи в блоки выборки и хранения сброса амплитудных детекторов формируются блоком 11 управления

1 ормула изобретения

1. Способ измерения активной мощности цепи переменного тока, заключающийся в том, что измеряют и перемножают текущие значения тока и напряжения, полученный результат разделяют по знаку, отличающий с я тем, что, с целью повьщтения быстродействия, точности измерения и расширения частотного диапазона, измеряют амплитуды положительной и

отрицательной полуволн результата , перемножения и вычисляют их полусумму, что соответствует величине измеряемой активной мощности.

2. Устройство для измерения активной мощности цепи переменного тока, содержащее блок умножения, первый и второй входы которого предназначены

для подключения сигналов, пропорциональных току и напряжению измеряемой цепи, а выход подключен к объединенным катоду и аноду первого и второго выпрямителей соответственно, о т л ичакГ щееся тем, что, с целью повьщ1ения быстродействия, точности измерения и расширения частотного диапазона, в него дополнительно введены два амплитудных детектора, два

блока выборки-хранения, полусумматор и блок управления, причем первый и второй амплитудные детекторы подключены своими информационными входами к аноду первого и катоду второго выпрямителей соответственно, а входы сброса информации объединены и соединены с первым выходом блока управления, выходы амплитудных детекторов соединены с входами блоков выборкихранения, входы записи которых объединены и соединены с вторым выходом блока управления, выходы блоков выборки-хранения соединены с входами полусумматора, выход полусумматора является выходом устройства, а вход блока управления соединен с первым входом устройства.

/7

/ i9

20 f 2

f

t

JL

23

X

X

24

Фиг. 2

Редактор А.Лежнина

Составитель В.Егоров Техред В.Кадар

Заказ 4125/42 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов

Подписное