Устройство для измерения активной мощности синусоидального тока Советский патент 1991 года по МПК G01R21/06 

и

{.

p uL UIcos f-UlCOS()

SS

(Л

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения активной мощности переменного тока. Цель изобретения повышение быстродействия устройства для измерения активной мощности. Для достижения поставленной цели в устройство введены фазовое звено 6, инвертор 7 и сумматор 4. Вновь введенные блоки позволяют скомпенсировать фазовые сдвиги, что обуславливает следование выходного сигнала за измене- нием электрической мощности практически без задержки. Устройство содержит также датчик тока 1 и напряжения 2, перемножитель 3 и фильтр 5 высоких частот. 1 ил.

U COS 2uoto

00 00

& en ro

UlCQS(2u)t-v;

Pa UICOS4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке быстродействующих измерительных преобразовате- лей активной мощности в постоянное напряжение.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для измерения активной мощности.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства .

Устройство для измерения активной мощности синусоидального тока содержит датчики 1 и 2 тока и напряжения, выходами соединенные с входами перемножителя 3, выход которого соединен с первым входом сумматора 4 непосредственно, а с вторым входом сумматора 4-через последовательно соединенные фильтр 5 высоких частот, фазовое звено 6 и инвертор 7.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы датчиков 1 и 2, пропорци- опальные мгновенным значениям тока i и напряжения и в контролируемой цепи поступают на входы перемножителя 3, на выходе которого формируется сигна пропорциональный мгновенному значе- нию мощности р U i. Для синусоидальных напряжений и токов известно соотношение

Р UIcos Cf- UIcos(2tot чр), (1)

где U, I - действующие значения напряжения и тока; (р - фазовый сдвиг между током

и напряжением;

0} - угловая частота сети; t - время.

Из соотношения (1) следует, что активная мощность в контролируемой цепи (Pq UIcosCj) равна сумме мгновенной мощности и ее гармонической составляющей:

Pq р + UIcos (). (2

Выделение гармонической составляющей мгновенной мощности осуществля- ется фильтром 5 высоких частот. Выходной сигнал фильтра 5 высоких частот -UIcos(2(Ot- Cp + ) сдвинут по фазе относительно гармонической сос

5 0

Q

5

0

5

0

тавляюшей мгновенной мощности -UIcos (2(0t 4f) на величину (Jq. Сигнал с выхода фильтра 5 поступает на фазовое звено 6, обеспечивающее сдвиг фазы сигнала на величину, равную по величине и противоположную по знаку сдвигу фаз Ср ц, сигнала в фильтре 5 на частоте гармонической составляющей мгновенной мощности. На выходе фазового звена 6 формируется сигнал, пропорциональный гармонической составляющей -UIcos (2(0 t - (f ) мгновенной мощности. Этот сигнал инвертируется инвертором 7, на выходе которого формируется сигнал UIcos(2COt -(J) . В сумматоре 4 суммируются сигналы, пропорциональные мгновенной мощности р и ее гармонической составляющей UIcos (263t-ЦО, и согласно выражению (2) на выходе сумматора непрерывно формируется сигнал, пропорциональный активной мощности в контролируемой цепи.

Таким образом, по сравнению с обладающими запаздыванием известными усройствами для измерения активной мощности, в которых информация обновляется периодически, предлагаемое устройство имеет более высокое быстродействие, в нем практически отсутствует запаздывание и на выходе не- прерывно формируется сигнал, пропорциональный активной мощности в контролируемой цепи.

Формула изобретения

Устройство для измерения активной мощности синусоидального тока, содержащее датчики тока и напряжения, соединенные выходами с соответствующими входами перемножителя, выходом соединенного с входом фильтра высоких частот, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены фазовое звено, инвертор и сумматор, причем первый вход сумматора соединен с выходом перемножителя, а выход фильтра высоких частот через последовательно соединенные фазовое звено и инвертор подключен к второму входу сумматора.