Способ определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением Советский патент 1989 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к электро- и радиоизмерениям, в частности к измерению активной мощности в комплексной нагрузке на промышленной и радиочастотах.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена электрическая схема объекта измерений для варианта с последовательно включенным индуктивным двухполюсником; на фиг. 2 - векторная диаграмма для электрической схемы, изображенной на фиг. 1.

Электрическая схема объекта измерений содержит клеммы 1, 2 и 3 для подключения источника питания и измерительных приборов, индуктивный двухполюсник 4, активное и индуктивное сопротивления 5 и 6 нагрузки.

Сущность способа определения активной мощности заключается в следующем.

Определение активной мощности в нагрузке осуществляется по формуле

Pa U23lCOS(f,

:п

где / - ток в нагрузке;

1/23 - выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки. Особенность определения активной мощности в нагрузке определяется характером получения величины . Она определяется из векторной диаграммы по теореме косинусов для треугольника 123 и имеет вид

4-

00 00 СО

оо 1

/U-23U 3

(2)

где Ј/12 - выпрямленное напряжение источника питания;

Ј/1з- выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике.

Определяют величину

smcj

- 1Я2 -АУ1з+и зА-, „ - 2(/23-(/н

(3)

где а - вспомогательный параметр, чающий значение smcp от единицы. При этом cos(f определяется как

отлис05ср д/1- (1 - a)(2-a)

(4)

Величина ее определяется из соотношения (3), преобразованного к виду

((/.2-(/23-(/3l)((/l2+(/23+(/3l)

-2а(/23(/31(5)

Из выражения (5) следует, что параметр а, а следовательно, и коэффициент мощности, определяется в виде произведения, каждый из сомножителей которого составляет определенное сочетание трех величин (/12, (/23 и (Узь При этом абсолютное значение равнодействующей, определяемой разностью соизмеримых величин и ((/23+Ј/3i) первой скобки уравнения, мало по сравнению с каждой из ее составляющих. Поэтому величина погрешности, получаемая при определении параметра а, зависит в основном от того, каким образом получена алгебраическая сумма составляющих этой скобки. Если эта сумма получена в результате алгебраического сложения каждой из непосредственно измеренных составляющих треугольника напряжений, то относительная погрешность максимальна. Если же вместо определения каждой из составляющих и дальнейшего их суммирования измерить равнодействующую их алгебраической суммы, то погрешность значительно снижается.

Преобразование геометрической суммы напряжений , (/23 и (/31 в алгебраическую сумму типа (/12-(/23-(/3i решается путем выпрямления каждой из составляющих треугольника напряжений в соответствующей схеме. В частности, применительно к схеме фиг. 1, равнодействующая первой скобки уравнения (5) определяется как разность потенциалов, образованная встречным включением выпрямленной составляющей напряжения источника питания и составляющей, образованной согласным включением выпрямленных напряжений на нагрузке и реактивном двухполюснике. Таким образом, привычная последовательность непосредственных измерений каждой из составляющих

5

треугольника напряжений заменяется измерением выпрямленных значений только двух из них. В качестве третьей величины измеряют равнодействующую всех трех выпрямленных напряжений, соединеннх по последовательной схеме, обеспечивающей минимальное абсолютное значение напряжения на клеммах измерительного прибора. Такая последовательность измерений позволяет определить не только каждую из со- ставляющих и их сумму, но и, что более важно, равнодействующую напряжений, составляющую показатель левой скобки выражения (5). При этом искомый параметр находится с погрешностью, определяемой одним прибором с меньшей шкалой вместо суммарной погрешности трех измерений приборами с большими шкалами.

Формула изобретения

0 Способ определения активной мощности синусоидального тока в электрической цепи с комплексным сопротивлением, заключающийся в том, что вводят реактивный двухполюсник в исследуемую цепь, измеряют напряжение на нагрузке, ток в нагрузке, определяют коэффициент мощности и вычисляют активную мощность по формуле:

Р(//С05ф,

Q гДе - напряжение на нагрузке;

/ - ток в нагрузке; со5ф - коэффициент мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выпрямляют и измеряют напряжения источника питания и его составляю5 щих на реактивном двухполюснике и сопротивлении нагрузки и вычисляют коэффициент мощности по формуле: (2--ос),

ГПР .1. 02(/23(/3i

где (/12 - выпрямленное напряжение источника питания;

(/гз - выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки; (/si - выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике, при этом алгебраическую сумму выпрямленных напряжений ((/23+(/ai) определяют одним измерением как равнодействующую.

5

Изобретение относится к электро- и радиоизмерениям. Цель изобретения - повышение точности измерения. Измерение равнодействующей алгебраической суммы составляющих напряжений электрической цепи с комплексным сопротивлением позволяет уменьшить количество измерительных операций. Кроме этого, измеряют выпрямленное напряжение источника питания, выпрямленное напряжение на сопротивлении нагрузки, выпрямленное напряжение на реактивном двухполюснике. По измеренным величинам определяют коэффициент мощности, а затем и активную мощность синусоидального тока по формуле P = U X I X COS φ, где U - напряжение на нагрузке

I - ток в нагрузке

COSφ - коэффициент мощности. 1 ил.

«°U

2

Фиг.