Способ преобразования трехфазного напряжения в напряжение постоянного тока, пропорциональное действующему значению Советский патент 1989 года по МПК G01R19/02 

31504620

преобразователь 28, узел 29 управ- ления с формирователями 30-33 им- пулБсов, счетчиками 34-37 импульсов комбинационными блоками 38-41 сдвига, счетчиками 42-45 импульсов с предварительной установкой и дифференциатором 4S, В произвольньш момент, а затем каждый раз по прошествии восьмой или кратной восьмой части перио- Q да измеряют мгновенные знач-ения трех

фазных напряжений и. осуществляют хранение их в течение семи последующих j и змерений. В каждый момент измерения определяют напряжение, равное корню квадратному из суммы квадратов напряжений, измеренных в текущий момент и во время семи предыдущих измерений. Методическая погрешность от состава и амплитуд гармоник отсутствует, - 3 ил,, 1 табл.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении измерительных органов, входящих в состав регуляторов напряжения синхронных генераторов, синхронных и статических компенсаторов. Цель изобретения - повышение точности. В состав устройства входят однофазные трансформаторы 1-3, транзисторные ключи 4-6, фазные функциональные преобразователи 7-9, сумматор 10 фазных напряжений, транзисторные ключи 11-18, запоминающие блоки 19-26, выходной сумматор 27, выходной функциональный преобразователь 28, узел 29 управления с формирователями 30-33 импульсов, счетчиками 34-37 импульсов, комбинационными блоками 38-41 сдвига, счетчиками 42-45 импульсов с предварительной установкой и дифференциатором 46. В произвольный момент, а затем каждый раз по прошествии восьмой или кратной восьмой части периода измеряют мгновенные значения трех фазных напряжений и осуществляют хранение их в течение семи последующих измерений. В каждый момент измерения определяют напряжение, равное корню квадратному из суммы квадратов напряжений, измеренных в текущий момент и во время семи предыдущих измерений. Методическая погрешность от состава и амплитуд гармоник отсутствует. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к злектроиз- мерительной технике и предназначено для использования при построении из- мерительньгх органов, входящих в со- став регуляторов напряжения синхронных генераторов, синхронных и статических компенсаторов а

Целью изобретения является повышение точности,На фиг,1 показана временная диа- . грамма одной из фаз5 в частности фазы А, преобразуемого трехфазного на- пряжения при наличии, первой5 третьей и пятой гармоник; на фиг,2 - функцио- нальная схема устройства, реализующего способ на фиг.З - временные диаграммы сигналов5 иллюстрирующие его работу

Сущность способа заключается в TOMj что определяют длительность периода Т преобразуемого напряжения и длительность восьмой части периода Т/8, фиксируют значения трех фазных напряжений в произвольный момент, а затем каждый раз по прошествии восьмой части периода (например, в моменты tfl t , .jt). По окончании каждой фиксации определяют напряжениеj

и -|оф, - ш1). - (tieV ( bi-Tfe (u5 )4-т,.- (t c ..,/. ./,..,/( с V/,.

При э- ом обновление значений периода и восьмой части периода производится один, раз в перир.д (возможно также несколько раз в период),,

С помощью несложных математичес.jg ких выкладок можно показать, что оп- р.еделенное таким образом напряжение (4) пропорционально действующему значению трехфазного напряжения, причем

равное сумме квадратов фазных напряжений ,

(U,)-b(uJ)t+(Ufc), (1) и осуществляют хранение каждого напряжения (1) в течение семи последующих измерений, т.е. в каждый момент измерения t имеются текущее значение напряжения (1) и семь предьщущих, а именно

(ubt+(Ue)t-b(ub,; (Uft.T/8+

+ (UB)i-T/g + (U)T/e

(uJ)i-TK +(4-7K+(Uc)i-T/ ; (2) ...aiA),.

После фиксации фазных напряжений и определения напряжения (1) в каждый момент измерения определяют напряжение, равное сумме напряжений (2), т.е.

(Vl)(vl)+(,r,(vl).ls + (Uc)t-V(UA)t-TK+((ul).,+

-...-()..z.(u:),..,.(u:v.,

и напряжение, равное корню квадратному из напряжения (3)

методическая погрешность от состава и амплитуд гармоник отсутствует.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит однофазные трансформаторы 1-3 (физг. 2) , транзисторные ключи 4-6, фазные функциональные преобразователи 7-9J сумматор 10 фазных напряжений, транзисторные ключи 11-- 18, запоминающие блоки 19-26, выход-

ной сумматор 27, выходной функцио- Фазные напряжения U, U, Пд поснальный преобразователь 28, узелле трансформаторов 1-3 подаются на

29 управления, включающий в себя фор- входы функциональных преобразователей

мирователи 30-33 импульсов, счетчи- 7-9, где преобразуются в напряжения,

ки 34-37,импульсов, комбинационныепропорциональные квадратам 11, 11,

блоки 38-41.сдвига, счетчики 42-45,Ид. Полученные квадраты при помощи

импульсов с предварительной установ-ключей 4-6 в моменты t , t. ,t

о - t -2. кой и дифференциатор 46,(),с промежз тком в восьмую часть

Трансформаторы 1-3 включены на на- Q периода подводятся к входам суммато- пряжения фаз С, В, А, к их вторичным ра 10. Результат каждого cyhMHpcBa- обмоткам подключены входы функциональ- кия посредством одного из ключей 11- н ых преобразователей 7-9, осуществля- 18 вводится в один из запоминающих ющих преобразование блоков 19-26, а затем все восемь ре- Ключи установлены между выходами 15 зулктатов суммируются в выходном сум- функциональных преобразователей 7-9 и маторе 27. В выходном функциональном и входами сумматора 10 фазных напряже- преобразователе 28 вырабатывается на- ний. Входы формирователей 30, 33 им- пряжение, пропорциональное корню квад- пульсов и дифференциатора 46 соеди- ратному из этой сумьи. иены с дополнительной вторичной обмот-20 Управление ключами 4-6 (их откры- кой трансформатора 3, а входы форми- тие) осуществляют через восьмую часть рователей 31, 32 импульсов - с выхо- периода. Момент t перехода синусо- дом дифференциатора 46. Входы счетчи- иды напряжения от отрицательной к пока 34 импульсов подключены к выходам ложительной полуволне фиксируют фор- формирователей 30, 32 импульсов, вхо- 25 мирователем 30 импульсов (импульс ды счетчика 35 импульсов - к выходам U,, ), а момент t,,. ее перехода формирователей 32, 33 импульсов, вхо- от положительной к отрицательной поды счетчика 36 импульсов - к выхо- луволне - формирователем 33 импуль- дам формирователей 33, 31 импульсов, . сов (импульс ). При помощи дифбг- Выкоды счетчиков 34-37 импульсов сое- зо ренциатора 46 получают косинусоид/ динены с входами соответственно ком- 46 t , tg максимальных ;;на- бинационных блоков 38-41 сдвига. Счет- чений синусоиды напряжения U фгкси- ные входы счетчиков 42-45 импульсов с руют при помощи формирователей им- предварительной установкой подключе- пульсов 3 и 32 (импульсы U .) ны к выходам соответственно комбинаци--,. Все формирователи импульсов - нуль-ор- онньгх блоков 38-41 сдвига, входы об- ганы. Таким образом, получают импуль- ратного счета - к выходам соответст- сы в моменты t, t, t и tg. венно формирователей 30, 32, 33 и 31 Импульсы в моменты t,, t, tg. и t импульсов, а выходы - к управляющим получают при помощи цепи, состоящей входам-соответственно к.гаочей 12, 18 дО Двух счетчиков и блока сдвига.- 16.и 14, Выходы формирователей 30, Рассмотрим работу такой цепи, форми- 32, 33 и 31 импульсов соединены с уп- рующей импульс в момент t. (обведе- равляющими входами, соответственно но кружком на фиг,3 и обозначено ключей 11, 17, 15 и 13, Запоминаю- стрелками).

щие блоки 19-26 включены между выхо- t Выходным сигналом Uj, формирова- дами ключей 11-18 и соответствующими теля 3 запускается счетчик 36 и начи- входами выходного сумматора 27, вы- нает увеличивать свой выходной код, ход которого соединен с входом выход- Счетчик 36 останавливается выходным ного функционального преобразователя сигналом формирователя 33, при 28. Управляющие входы каждого из клю- 50 этом он фиксирует количество такто- чей 4-6 подключены к выходам форми- вых импульсов, пропорциональное чет- рователей 3/)-33 импульсов и счетчи- верти периода (). Блок 40 сдви- ков 42-45 импульсов с предваритель- га, полз чая на входе, это количество ной установкой. Выход сумматора 10 импульсов, вьщает на выходе вдвое фазных напряжений соединен с сигналь- ее меньщую величину, пропорциональную ными, входами ключей , « восьмой части периода. Этим количеством импульсов загружается и одновреУстройство работает следующим об- менно запускается по входу -I образом,.ратного счета счетчик 44 с предварительной установкой; на его выходе воз- тов восьми напряжений (1), измеренникает импульс U,44 по прошествии времени, равного восьмой части периода, т.е. в момент tg„ Аналогично выполнены схемы для образования импульсов :в моменты t, Ь.и t, I При каждом из импульсов UjQ-U-j, I включаются ключи А-б, обра- :зуя напряжение (1) на выходе суммато

ра 10, и один из ключей ll-lS а .; именно: в моменты t-|,t ,««, - ключ I 11; в моменты.t,,t., .... - ключ 12; I в моменты ,..D - ключ 13; в мо- Iменты t,t ,... - ключ. 14j в момен- I ты t.,t, ,... - ключ.,15; в моменты, I t,t,, ,,., - ключ 16; в моменты t 5 t ,...,- ключ 17; в моменты t,t.

10

15

действующего значения напряжения с другими регистрирующими и управляющими устройствами, вьшолненными на . основе микропроцессорной техники без заметного увеличения затрат на производство оборудования1

1

Формула изобретения

- ключ 18 (моменты t.o ,t

14 9 «

20

на фиг.З не показаны)

В каждый момент измерения напряжение (1) подается на входы всех ключей 11-18, но запоминается только в одном из запоминающих блоков 19-26, а именно в том, ключ которого открыт 25 мгновенных значений трехфазных напря- в этот момент. Например, если открыт жений и их ежепериодной обработке ключ 1, то напряжение (1) запоминается в блоке 19; если открыт ключ 12, то напряжение (1) запоминается

Способ преобразования трехфазного напряжения в напряжение п остоянного тока, пропорциональное действующему значению, основанный на фиксации

путем возведения в квадрат зафиксированных выборок, суммирования полученных квадратов напряжений и результирующего извлечения корня квадратного из найденной суммы, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, указанную фиксацию г мгновенных значений осуществляют чет рез восьмую или меньшую, кратную восьмой, часть периода.

блоке 20 и т,д. Изменение выходного

напряжения каждого из запоминающих блоков 19-26 происходит в моменты измерения по фиг.З один раз в период в соответствии с описанной ранее рабтой ключей 11-18. Таким образом, на выходах запоминающих блоков 19-26 появляются напряжения (2), на выходе сумматора 27 - напряжение (3), а на выходе 28 - напряжение (4).

В таблице напряжений, отражено состояние элементов устройства в моменты tg,..., t . Напряжение на выходе сумматора 10 в момент t равно b NCub, +a 6)i, +(lic)-t, ; в момент tj ), KU)t + ( в момент Ц

(Ul)t,+(U)t,, и т.д.

На выходе сумматора 27 в каждый момент tg 5,..,, t, имеется напряжение равное сумме выходных напряжений запоминающих блоков 19-26 в соответ ствующей колонке таблицы Например для момента ,Ug lTtB-J-ul, +11(| +Ut, Ut4 Д-пя момента i tg

Uo, Ь u| UT, +u| +u|; u| +

1Л

+1

U, tl

т7

fee т.е. для каждого момента изме.рения выходное напряжение сумматора 27- представляет собой сумму квадра

ных в этот момент времени и в семь предыдущих с промежутком в одну восьмую периода,что соответствует

(3).:

Данный способ может быть реализован и с помощью управляющей вычислительной машины. При этом обеспечивается возможность обьединения датчика

действующего значения напряжения с другими регистрирующими и управляющими устройствами, вьшолненными на . основе микропроцессорной техники без заметного увеличения затрат на производство оборудования1

1

Формула изобретения

мгновенных значений трехфазных напря- жений и их ежепериодной обработке

Способ преобразования трехфазного напряжения в напряжение п остоянного тока, пропорциональное действующему значению, основанный на фиксации

мгновенных значений трехфазных напря- жений и их ежепериодной обработке

путем возведения в квадрат зафиксированных выборок, суммирования полученных квадратов напряжений и результирующего извлечения корня квадратного из найденной суммы, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, указанную фиксацию г мгновенных значений осуществляют чет рез восьмую или меньшую, кратную восьмой, часть периода.

((/AJt

/- zapfiOHUKa

5-я гармоника

f-fl гармоника

3-я zapfiOHUKa

Ь

лт

щ

гармонина