Анализатор гармоник электрической сети Советский патент 1987 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении относительных амплитуд и фаз высших гармоник перИ|рдических сигналов, в частности высших гармоник напряжений и токов промьшшенных электрических сетей.

Цель изобретения - автоматизация выбора пределов измерения с высокой помехоустойчивостью.

Эта цель достигается путем использования цифровых блоков управления величиной входного сигнала в зависимости от амплитуды первой гармоники на выходе анализатора.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор содержит входной делитель 1, дешифраторы 2-5, генератор- 6 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, регистр 8, усилитель 9 с регулируемым усилением, устройства 10 и 11 сравнения, канал 12 формирования опорного напряжения первой гармоники, канал 13 -формирования опорного напряжения высшей гармоники, преобразователи 14-17 кода в напряжение, цифровой умножитель 18 частоты, устройство 19 выделения минимума и программное устройство 20 управления. Входной делитель 1, усилитель 9, устройства 10 и 11 сравнения, устройство 19 выделения минимума и регистр 8 включены последовательно. К вторым входам устройств 10 и 11 подключены выходы каналов 12 и 13 формирования опорных напряхсений, входы которых связаны с выходами программного устройства 20 управления и с выходами устройства 19. Выход регистра 8 соединен с первыми входами дешифратора 2 и 3, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора 6. Выходы дешифраторов 2 и 3 подключены к входам счетчика 7, выход которого соединен с входами дешифраторов 4 н 5.

Устройство работает следующим об- - разом.

Исследуемый сигнал после ослабления во входном делителе 1 поступает на вход усилителя 9 с регулируемым усилением. С выхода усилителя 9 с регулируемым усилением сигнал поступает на вход цифрового умножителя 18 частоты, который вырабатывает последовательность импульсов с периодом в п раз меньше периода исследуемого

0

сигнала Т (п - коэффициент умножения), и на вход устройства 10 сравнения первой гармоники, с выхода последнего разностный сигнал поступает на устройство 11 сравнения высшей гармоники. Разностный сигнал, содер- жащий сигналы некомпенсации первой и высшей гармоник, поступает на устройство 19 выделения минимума, на которое также поступают последовательность импульсов с цифрового умножителя 18 частоты и управляющие сигналы с программного ус тройства 20 управ5 ления.

Компенсация первой и высшей гармоник производится по амплитуде и фазе.

Для компенсации по.амплитуде с устройства 19 выделения минимума по общей шине на каналы 12 и 13 формирования опорного напряжения первой и высшей гармоник поступают коды амплитуд первой и высшей гармоник.

5 При этом по разнесенным во времени разрешающим сигналам, поступающим с программного устройства 20 управления, последовательно в регистр памяти преобразователя 15 кода в напря0 жение записывается код амплитуды опорного напряжения первой гармоники, а в регистр памяти преобразовате- ля 17 кода в напряжение - код амплитуды опорного напряжения высшей гармоники. Для компенсации по фазе с устройства 19 выделения минимума по второй общей шине последовательно с периодом 1/720 Т в режиме разделения по времени в регистр памяти пре- .

0 образователя I4 кода в напряжение записывается код текущих значений нормированной по амплитуде синусоиды с частотой и фазой, определяемыми частотой и фазой измеряемой первой гар5 МОНИКИ, а в регистр памяти преобразователя 16 - код текущих значений синусоиды с частотой и фазой, соответствующими частоте и фазе высшей гармоники. Для проведения автомати-

0 ческого выбора предела измерений код ампли туды опорного напряжения первой гармоники записывается также в регистр 8 по разрешающему сигналу с программного устройства 20 управлеg ния. Автоматический выбор производится по величине амплитуды первой гармоники. При коде амплитуды первой гармоники, хранящемся в регистре 8, превьш1ающем установленное верхнее

5

пороговое значение и наличии сигнала с генератора 6 тактовых импульсов с дешифратора 2 на вход прямого счета реверсивного счетчика 7 поступает сигнал, увеличивающий его состояние на единицу. При коде, записанном в регистре 8, меньшем установленного нижнего порогового значения, и наличии сигнала с генератора 6 тактовых импульсов с дешифратора 3 сигнал поступает на вход обратного счета реверсивного счетчика 7, уменьшая его состояние на единицу. Для исключения скачкообразного перехода ревер сивного счетчика 7 из максимального состояния в минимальное и наоборот на его выходе установлен дешифратор 4, который при максимальном состоянии счетчика запрещает прохождение сигнала через дешифратор 2 на вход прямого счета реверсивного счетчика 7. и при минимальном состоянии запрещает прохождение сигнала через дешифратор 3 на вход обратного счета Для установления требуемого коэффициента усиления с выхода -реверсивного счетчика 7 двоичный код поступает на дешифратор 5, который выполнен на основе постоянного запоминающего устройства и предназначен для преобразования входного кода в код, удобный для подачи на усилитель 9 с регулируемым усилением. Усилитель 9с регулируемым усилением является усилителем с дискретно регулируемым коэффициентом передачи, построенным на основе операционного усилителя с ЦАП в цепи отрицательной обратной связи, на цифровой вход которого поступает код с дешифратора 5.

Применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить автоматизацию выбора пределов измерений при анализе гармоник электрической сети с высокой помехоустойчивостью.

Формула изобретения

1 .Анализатор гармоник электрической сети, выполненный по компенсационному принципу, содержащий последовательно соединенные первое и второе устройства сравнения и устройство выделения минимума, канал формирования опорного напряжения первой гармоники, подключенный к второму входу первого устройства сравнения, канал формирования опорного напряжения

0

5

5

0

5

0

5

0

5

измеряемой высшей гармоники, подключенный к второму входу второго устройства сравнения, цифровой умножи-. тель частоты и программное устройство управления, отличающий- с я тем, что, с целью автоматизации выбора пределов измерений с высокой помехоустойчивостью, в него введены входной делитель, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, регистр, первый и второй дешифраторы, реверсивный счетчик, третий и четвертый дешифраторы, генератор тактовых импульсов, при этом входной сигнал через входной делитель поступает на усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к первому входу первого устройства сравнения, а также к цифровому умножителю частоты, выход которого соединен с первым входом устройства выделения минимума и входом программного устройства управления, первый выход которого соединен с вторым входом устройства выделения минимума, второй и третий выходы подключены соответственно к первому и третьему входам канала формирования опорного напряжения первой гармоники, а четвертый и пятый выходы подключены соответственно к первому и третьему входам канала формирования опор-, ного напряжения высшей гармоники,- причем первый выход устройства вьще- ления минимума соединен с вторыми входами обоих каналов формирования опорных напряжений и с входом регистра, второй вход которого соединен с BTOpbiM выходом программного устройства управления, а второй выход устройства вьщеления минимума соединен с четвертыми входами обоих каналов формирования опорных напряжений, выход регистра подключен к первым входом первого и второго дешифраторов, вторые входы которых соединены с выходом третьего дешифратора, а третьи входы соединены с генератором тактовьк импульсов ,, выход первого дешифратора подключен к входу прямого счета реверсивного счетчика, а выход второго дешифратора подключен к входу обратного счета реверсивного счетчика, выход которого подключен к входам третьего и четвертого дешифраторов, при этом выход четвертого дешифратора соединен с усилителем с регулируемым коэффициентом усиления.

5 1352393 6

2.Анализатор по п. 1, о т л и -жения, второй вход соединен с вторым чающийся тем, что каждый ка-входом формирователя опорного напря- нал формирования опорного напряженияжения, первый вход второго прёобра- первой и высшей гармоник состоит иззователя кода в напряжение соединен двух последовательно соединенных5 с третьим входом формирователя опор- преобразователей код в напряжениеного напряжения, второй вход соеди- с двумя входами каждьй, при этомйен с его четвертым входом, а выход первый вход первого преобразователявторого преобразователя кода в напря- кода в напряжение соединен с первымжение является выходом канала форми- входом формирователя опорного напри- рования опорного напряжения.

Изобретение может быть использовано при измерении относительных амплитуд и фаз высших гармоник периодических сигналов. Цель изобретения - автоматизация выбора пределов измерения с высокой помехоустойчивостью. Анализатор гармоник содержит регистр 8, устройства 10 и 11 сравнения, каналы 12 и 13 формирования опорного напряжения первой и высшей гармоник, преобразователи 14...17 кода в напряжение, цифровой умножитель 18 частоты, устройство 19 выделения минимума и программное устройство 20 управления. Для достижения поставленной цели в устройство введены входной делитель 1, дешифраторы 2...5, генератор 6 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 7, усилитель 9 с регулируемым усилением и образованы новые функциональные связи. 1 ил. ш ел С со СП к со со со