Измерительный преобразователь симметричных составляющих электрических величин Советский патент 1988 года по МПК G01R29/16 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для вьщеления симметричных составляющих (прямой или обратной последователь- ности) электрических величин из трехфазных синусоидальных входных величин, которые могут использоваться в комплексах контроля качества элект- ричейкой энергии или автоматизации трехфазных сетей переменного тока, в fQM числе характеризующихся повы- шен ныя -быстродействием.

: Целью.изобретения является повьше ние быстродействия, а также точности при отклонении частоты.

На чертеже приведена структурная схема измерительного преобразователя

Преобразователь содержит три фазо поворотных элемента 1-3,, четьфе масш табирующих блока 4-7 и сумматор 8.

Входы фазоповоротных элементов 1подсоединены к входным клеммам преобразователя, на которые поступают мгновенные значения фазных входных электрических величин F(t), FgCt), Fj.,(t). Масштабирующие блоки 4 и 5 включены на выходе фазоповоротных элементов 2 и 3, а входы масштабирующих блоков 6 и 7 объединены с входа- ми фазоповоротных элементов 2 и 3. Выходы фазоповоротного элемента 1, а также масштабирующих блоков 4-7 подключены к входам сумматора 8, выход которого является выходом измерительного преобразователя.

В качестве элементов 1-3 могут использоваться линии задержки. Масштабирующие блоки 4-7, осуществляющие передачу сигнала с заданным коэффици ентом пропорциональности, могут быть выполнены на основе операционных усилителей с резистором в цепи отрицательной обратной связи, значение сопротивления которого соответствует требуемому коэффициенту передачи. Коэффициенты передачи масштабирующег блока 4 (5) равны множителю перед g-j / /2 а блока 6 (7) - основному члену рекурентного соотношения е 2-cos Ч /2-е - - 1, где (/2 - угол поворота фазоповоротных элементов 1-3.

Составляющие прямой F, и обратной F последовательности определяются соотношениями

F

FB

-jf20°

е +

F,(1a)

А

+ F,

-.| 24о«

е- +

-i /20° / 1-.4 е , ( 16)

где

/л

F FT векторы, соответстF F 1 -

вующие фазным входным синусоидальным электрическим величинам (ток или напряжение) ,

- векторы, соответствующие составляющим прямой и обратной последовательностей Входящие в (1) слагаемые вида Fe можно записать через путем использования соотношения

2-cos If/2 . (2)

Многократным использованием (2) показатели степени числа е в выражениях (1) могут быть сколь угодно понижены.

Вьфажения (1) могут быть приведены к виду при записи через угол 30

3F,

(За)

3F2

(36)

3F,

311.

ч , iB.«°

-2V3 cos 15 + + (V3 + 1)|с

F + cos 15 Fce

-(V3 -ь 2) F - .,,.

cos 15°Fge +

(4a)

(46)

(V3

DFft

и так далее.

Таким образом, по вьфажению (2) рассчитываются, исходя из допустимой задержки, коэффициенты передачи масш- табирукхцих блоков 4-7 и угол поворота (время задержки) фазоповоротньсх элементов 1-3.

Например, для реализации (3) достаточно настроить элементы 1-3 на угол 30° (или задержку 1,67 мс), а для пропорциональных звеньев 4-7 задавать коэффициенты передачи: К -2, К 1, К тЗ, К -тЗ при вьщелении прямой последовательности. Для выделения обратной последовательности достаточно поменять места подключения входных сигналов Fg(t) и F(;(t) или

перенастроить коэффициенты передачи блоков 4-7.

Измерительный преобразователь работает следующим образом.

Входные сигналы F(t), F(t), F(-(t) поворачиваются в фазоповорот- ных элементах 1-3 на угол (f, соответствующий вьфажениям (3) и (4), а также передаются через масштабирующие блоки 4-7 с коэффициентами передачи, соответствующими выражениям (3) и (4). После суммирования сигналов в сумматоре 8 получают на выходе со- . ставляющую соответствующей последовательности.

Благодаря возможности задавать произвольный угол поворота, используя соотношение е - 2 cos 1//2 1, можно получить требуемое быстродействне преобразователя.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь симметричных составляющих электрических

величин, содержащий первый фазопово- ротный элемент и сумматор, выход которого является выходом измерительного преобразователя, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повьщге- ния быстродействия, а также точности при отклонении частоты, в него введены второй и третий фазоповоротные элементы и четыре масштабирующих блока, причем вход каждого фазоповорот- ного элемента подсоединен соответственно к клемме фазной входной электрической величины, выходы первого фазоповоротного элемента непосредственно, а второго и третьего через первый и второй масштабирукнцие блоки подключены к входам сумматора, входы второго и третьего фазоповоротных элементов объединены с входами соответственно третьего и четвертого масщтабирующих блоков, выходы которых: подключены к четвертому и пятому входам сумматора.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для вьщеления симметричных составляющих прямой или обратной последовательности электрических величин из трехфазных синусоидальных входных величин. которые могут использоваться в комплексах контроля качества электрической энергии или автоматизации трехфазных сетей переменного тока, в том числе характеризующихся повьппенным быстродействием. Целью изобретения является повьппение быстродействия, а также повышение точности измерения при отклонении частоты. Устройство содержит фазовращатели 1-3, масштаби- рукнцие блоки 4-7 и сумматор 8. В качестве элементов 1-3 могут быть использованы линии задержки. Блоки 4-7 осуществляют передачу сигнала с заданным коэффициентом пропорциональности и могут быть выполнены на основе операционных-усилителей с резисторами в цепи отрицательной обратной связи. Требуемое быстродействие преобразователя достигается благодаря возможности задавать произвольный угол поворота фазы, используя мате- , матическое соотношение, приведенное в описании изобретения. 1 ил. с (О (Л 4ih 00 N9 to сл