00
X)
ел
со
N)
Изобретение относится к технике измерения электрических параметров цепи переменного тока,«может быть использовано для регулирования и контроля текущего значения коэффициента мощности в электроустановках различного назначения и является усовершенствованием устройства по авт. св.- Р 1337793.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения коэффициента мощности.
Сущность устройства основывается на том, что амплитудные значения положительной и отрицательной полуволн результата перемножения текущих значений тока и напряжения несут в себе информацию о характере нагрузки, величине потребляемой мощности, значении коэффициента мощности измеряемой цепи. В данном случае интерес представляет соотношение разности амплитуд положительной и отрицательной полуволн результата перемножения текущих значений тока и напряжения и суммы этих амплитуд, что равнозначно величине коэффициента мощности цепи переменного тока. I
Величину коэффициента моиности определяют выражением
cos cf
акт а. ( t
р и-Г
nnku -
Результат перемножения текущих значений напряжения и тока в соответствии с равенством (2) имеет вид
(3)
U-I и I sinot- sin(Qt-(|).
Для отыскания амплитудных значений функции (3) необходимо вычислить значение ее производной и приравнять ее нулю, т.е.
ЁУ - п т --I i l l5i - y i- dat dot
sinot-cos(mt-Cf)-sin(cijt-tp)cosQt 0 (4)
что соответствует s in (2ot-ср) 0, откуда 2at-{f ; 2Qt-(|i 0, соответственHoUt - + --; (jt + ---.
Определяют значение амплитуды положительной полуволны произведения (3) при подстановке оС 1Г/2+1| /2;
и-1)ма.с U I«sin ().sin()
и .
2 (5)
и значение амплитуды отрицательной волуволны произведения (3) при становке ut + и;-
Изобретение относится к технике измерения электрических параметров цепи переменного тока и может быть использовано для регулирования и контроля текущего значения кЬзффици- ента мощности в электроустановках различного назначения. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства. Устройство содержит блок 1 деления, амплитудные детекторы 2 и 3, блоки 4 и 5 выборки и хранения, сумматоры 6 и 7, датчик 8 нулевого тока, вьтрямители 9 и 10 и блок 11 умножения. Устройство, вьтолненное по предложенной схеме, позволяет производить измерение текущего значения коэффициента мощности дважды за период частоты изменения текущих значений тока и напряжения измеряемой цепи, что расширяет его функциональные возможности.1 ил. с 
Рд поАм соответственно средние значения активной и полной мощностей цепи переменного тока;
и, I - действующие значения напряжения и тока измеряемой цепи переменного тока.
Текущие значения напряжения и томеняются в соответствии со слещими выражениями:
и U sincot;
I (cot-4), (2)
и, 1 - амплитудные значения
синусоидального напряжения и тока; СО - частота токов цепи; Ц - угол сдвига тока относительно напряжения.
35
..- Ч- .... .t. 2
(и-1),„ U I sin-|-sin(- )
(6)
45
Сумма амплитудных значений положительной (5) и отрицательной (6) полуволн произведения (3) имеет вид
(. и. 5o-sin2---) и 1„со5ф.
(7)
что соответствует удвоенному значению величины активной мощности п измеряемой цепи.
Разность амплитудньк значений положительной (5) и отрицательной (6) полуволн произведения (3) следуницпя:
(-1)ма.с-(0 lUH U IJcos - -
.) ,
что соответствует удвоенному значению полной мощности в измеряемой цепи.
На основании математических выражений (7) и (8) видно, что значение коэффициента мощности измеряемой цепи определяется отношением выражения (7) к (8):
Ч
cosc.(9)
2 Р.
Приведенные математические выклад показывают, что для измерения коэффи циента мощности цепи переменного тока достаточно измерить амплитудные значения положительной и отрицательной полуволн результата перемножения текущих значений тока и напряжения и вычислить отношение разности этих амплитуд к их сумме.
На чертеже представлена блок-схема устройства измерения коэеЪфициента мощности цепи переменного, тока.
Устройство содержит блока 1 деления, первый 2 и втчэрой 3 амплитудные детекторы, выходы которых подключены к входам первого А и второго 5 блоков выборки-хранения, их управляющие входы объединены, nepBbtft 6 и второй 7 сумматоры, датчик 8 нулевого значения тока, первьп 9 и второй 10 выпрямители, блок 11 умножения, пер
Bbrii и второй входы которого предназначены для подключения сигналов, пропорциональных текущим значениям тока и напряжения измеряемой цепи, а выход подключен к объединенным аноду первого 9 и катоду второго 10 вы- прямителей, при этом последние присоединены к информационньсм входам первого 2 и второго 3 амплитудных детекторов соответственно, выход первого блока 4 выборки-хранения подключен к суммирующим входам первого 6 и второго 7 сумматоров, а выход второго блока 5 выборки-хранения - к суммирующему входу первого 6 и вычитающему входу второго 7 сумматоров, блок 1 деления своим входом делимого связан с выходом первого сумматора 6, а входом делителя - с выходом второго сумматора 7, датчик
ю
)
15
и JQ 25 зо
35
40
дс
8 нулевого значения тока входом подключен к токовому входу блока 11 умножения, первым выходом - к объединенным управляющим входам первого 4 и второго 5 блоков выборки-хранения, а вторым выходом - к объединенньгм командным входам первого 2 и второго 3 амплитудных детекторов.
При работе устройства измерения ; коэффициента мощности на первьй и второй входы блока 11 умножения поступают сигналы, пропорциональные текущим значениям тока и напряжения измеряемой цепи, соответствующие математической записи в виде вьфажения (2). На выходе блока 11 умножения формируется сигнал, соответствующий выражению (3) и равный мгновенному значению мощности измеряемой цепи, и поступает на объединенные анод первого 9 и катод второго 10 выпрямителей, при этом на выходах 3Tifx выпрямителей формируются сигналы, которые служат входными сигналами для первого 2 и второго 3 амплитудных детекторов. На выходах последних выделяются сигналы, установившиеся значения которых равные амплитудным значениям положительной и отрицательной полуволн, остаются неизменными до момента времени поступления прямоугольного импульса управления сбросом информации обоих амплитудных детекторов. При поступлении импульса управления на блоки 4 и 5 выборки- хранения информационные сигналы поступают на их выход, где и запоминаются по окончании управляющего сигнала. Значение сигнала хранится до момента поступления очередного импульса управления. Таким образом, на выходах первого 4 и второго 5 блоков выборки- хранения формируются сигналы, соответствующие амплитудным значениям положительной и отрицательной полуволнам произведения. Затем сигналы с выходов блоков 4 и 5 выборки-хранения алгебраически суммируются в сумматоре 6 и вычитаются в сумматоре 7. Сигнал на выходе первого сумматора 6 равен разности измеренных амплитуд и равен удвоенрюму значению величины активной мощности измеряемой цепи, что в математическом вьфажении имеет вид (7). Сигнал на выходе второго сумматора 7 равен сумме измеренных амплитуд и соответствует удвоенному значению полной мощности
измеряемой цепи, что в математичес- коП записи имеет пид (8). В результате их деления на выходе блока 1 деления формируется сигнал, пропорциональный текущему значению коэффициента мощности измеряемой цепи.
Устройство измерения коэффициента мощности позволяет производить измерение текущего значения коэффициента мощности дважды за период частоты измерения текущих значений тока и напряжения измеряемой цепи. Формула изобретения
Устройство для измерения активной мощности цепи переменного тока по
авт. св. ff 1337793, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем измерения коэффициента мощности, в него дополнительно введены второй сумматор и блок деления, причем суммирующий вход второго сумматора соединен с выходом первого блока выборки-хранения, а вычитающий вход - с выходом второго блока выборки-хранения, выход первого сумматора соединен с входом делимого блока деления, а выход второго сумматора - с входом делителя блока деления.
