Способ контроля разности частот двух напряжений Советский патент 1992 года по МПК G01R23/00 H02H3/06 

i t

l|.f|1 ят.,г.по (1%и#+ U«U42 iU2iU2t+ uiUa) + (U,iU« - U,,l4) (%U2 - UaUa) a

|И агссаз - ; и, ( -

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики энергосистем. Цель изобретения - повышение- надежности контроля за счет обеспечения работоспособности в любой момент вргмени. Для достижения цели способ, включающий операции измерения мгновенных значений контролируемых напряжений Ut, U и фиксации значений этих напряжений U,A и , Ug| и l в моменты времени, отстоящие на интервал t, дополнен операциями сдвига напряжений U , Un по фазе на Т /2, измерения мгновенных значений полученных напряжений U,, Uo и фиксации f t t значений этих напряжений U.4, Uf, U2l, l42B указанные моменты времени. При этом модуль разности частот определяется по формуле о $

знаменатель которой никогда не обращается в нуль. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, в автоматических устройствах энергосистем

Цель изобретения - повышение надежности контроля„

,На фиг, 1 приведены временные диа- rpC MMf, иллюс рирут- . пррдпаГ ЧрМо; способ; на фиг. 2 - схема .устройства, позволяющего реализовать предлагаемый способ.

HBdl 1

О

l

ел

Сущность способа заключается в следующем

Из исходных напряжений U« и U2 (фиг.1а,в) формируют сдвинутые по ф.а .. (

зе на напряжения U( и и„ (фиг.1б,г) соотве | -тпенно. При этом

U, Um, sin(d,t,

U| Um,cosCO,t,

о

U 2 U sinCGOjt + Ц), иг U cosCcOgt +tf),

CD

где U, итг- амплитуды Ьоответственно первого и.второго контролируемых , напряжений; угловые частоты соответственно первого и второго контролируемых напряжений; , (о - -фазовый сдвиг между напряжениями Uj ии.

Начиная с произвольного момента времени tj,(фиг.1), через эталонные, промежутки времени &t фиксируем по два мгновенных значения U;, и U каждого из напряжений, связь между которыми выражается уравнениями

,вЬ(0,ц ,10

15

где Tf , Тгмин минимальное значение периода соответственно первого и второго контролируемых напряжений.

Разрешая эту систему уравнений, получаем

.

1-а -1№пУ7- 4

„. . SjjSa B.

20

sin(02 Д t

УггУи-УиУгг U|;-+-aЈ zи

№ V8in

U, « Um,cosCO(t,, (

oo, (t, + &t),

25

U,a «l.

uzz u

Umcos

co,(t, + ftt),

Umlsin(tOit, +tf),(2) U sinfeCt, + tt) ,4,- Umcos(C02t -:+ Ц) ).(% (t , + t) +(

30

и и,

mi

cos

где величина fct должна удовлетворять условиям

И arccos

,Г1ля определения абсолютного значения разности частот используется вы-, ражение

|Af| . to.)

1 й гТ -Щ arccos cos (CO, bt -()J

YTCT-r arccos (cos6D,btcosW2ut + + sinGX&tsinGTjut),,(5)

Подставляя в выражение (5) вместо значений cos и sin соответствующие правые части выражений (А), после несложных преобразований получаем окончательную формулу для вычисления модуля разности частот двух напряжен1.и

. I , , , г (U, + ) ( U2 ,Uy) + ( - U«U) (UtfUzi - UaU)

-----fu2 iijy ul. + cu g

:. (6)

фазосдвигающие блоки четыре аналого- цифровых преобразователя ЗоТ-Зо ,

,

35

( Надежность контроля повышается за счет обеспечения независимости величины t от значений амплитуд контро- управляемый генератор k импульсов, лируемых напряжений и от-момента на- . элемент 5 задержки, блок 6 памяти,

также за счет обе-- чала измерений, а

спечения работоспособности в любой момент .времени, поскольку знаменатель выражения (6) не может стать равным

нулю.

Устройство (фиг .2) реализующее предлагаемый способ, содержит первый 1.1 и второй 1.2 преобразователи напряжения, на входы которых подаются соответственно ;;с:-;трсгир с;-,ое напряжение Uj, имеющее частоту Г , и конт ролируемое напряжение U., имеющее частоту fЈ,.первый 2.1 и второй 2.2

состоящий из восьми регистров 6„1-6,8 памяти, и блок 7 цифровой индифика- ции, включающий восемь элементов, Каждый из которых представляет собой последовательно соединенные дешифратор и цифровой индикатор.

Выходы первого 1.1 и второго 1.2 преобразователей соединены соответственно с входами 01 и второго ,„2 Ј.2ссдзиг;: : -, X блоков, выходы которых подключены к входам соответственно первого 3.1 и четвертого З.Ь аналого-цифровых преобразоAt т At с т,

1МИМ

(3)

5

А2 МИМ

где Tf , Тгмин минимальное значение периода соответственно первого и второго контролируемых напряжений.

Разрешая эту систему уравнений, получаем

.

1-а -1№пУ7- 4

„. . SjjSa B.

0

sin(02 Д t

УггУи-УиУгг U|;-+-aЈ zуправляемый генератор k импульсов, . элемент 5 задержки, блок 6 памяти,

- состоящий из восьми регистров 6„1-6,8 памяти, и блок 7 цифровой индифика- ции, включающий восемь элементов, Каждый из которых представляет собой последовательно соединенные дешифратор и цифровой индикатор.

Выходы первого 1.1 и второго 1.2 преобразователей соединены соответственно с входами 01 и второго ,„2 Ј.2ссдзиг;: : -, X блоков, выходы которых подключены к входам соответственно первого 3.1 и четвертого З.Ь аналого-цифровых преобразователейа Вход второго аналого-цифро- вого преобразователя подключен к выходу первого преобразователя 1„1, а вход третьего аналого-цифроврго преобразователя 3°3 - к выходу второго преобразователя 1,2, выход управ ляемого генератора k подключен к управляющим входам первого 3°1, второго 3.2, третьего ЗоЗ и четвертого 3.

аналого-цифровых преобразователей, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого 6.1, третьего 6,3, пятого 6„5 и седьмого 6,7 регистров, блока 6, а управляющие входы регистров через элемент 5 подключены к выходу управляемого генератора , выходы первого , третьего 6„3, пятого 605 и седьмого 6„7 регистров подключены соответственно к информационным входам второго 6.2, четвертого 6,А, шестого

- Устройство работает следующим об-, разом.

Переменные напряжения U и(и2, частоты которых f,, и fit поступают соответственно на входы первого 101 и второго 1.2 преобразователей напряжения, выполняющих функцию гальванического разделителя цепей контроли- руемых напряжений и цепей устройства. Выходное напряжение U первого преоб-, разовотеля 1.1 поступает на вход первого фазосдвигающего блока 2.1, на выходе которого полумается напряжение

II

имеющие такую же амплитуду как и

но сдвинутое ртвходное напряжение, носительно него по фазе на угол - Выходное напряжение U, второго преобразователя 1.2 подается на вход второго фазосдвигающего блока 202, выходное напряжение U2 которого имеет такую же амплитуду, как и входное напряжение, но сдвинуто относительно

II

него по Лазе на угол

Выходные

напряжения U. первого 1 „ 1 и U,, второ- 55

го 1„2 преобразователей и выходное напряжения U.J первого 2.1 и U второго 2„2 фазосдвигакмдих блоков посту0

5

0

5

0

5

0

5

0

пают на аналоговые входы соответственно второго 3°2, третьего , первого и четвертого 3 аналого-цифрс- вых преобразователей. После запуска управляемый генератор k с интервалом &t вырабатывает два последовательных импульса, которые подаются на упртп- ляющие входы аналого-цийровых преобразователей 3, управляющие входы пто рого 6.2, четвертого 6., шестого 606, восьмого 6,8 регистров блока 6, а также на вход элемента 5

При поступлении очередного импуль са одновременно запускаются все меты- ре аналого-цифровых преобразователя, а также производится запись содержи- мого первого 6.1 , третьего 6,2, пятого 6Э5 и седьмого 6,7 регистров соответственно во второй 602, четвертый 60А, шестой 6С6 и восьмой 6,8 регистры блока 6о После появления импульса на выходе элемента 5, к моменту которого заканчивается процесс аналого- цифрового преобразования, цифровые коды мгновенных значений напряжений , U,,, UЈ -и и с выходов первого, второго, третьего и четвертого ана- логоцифровь .х преобразовт елей записываются соответственно в первый 6.1, третий 6„3, пятый 6„5 и седьмой 6„7 регистры.,

.После поступления с интервалом At двух импульсов от управляемого генератора во втором 602, четвертом 60. шестом 606 и восьмом 6„8 регистрах блока 6 оказываются записанными соответственно IA(, U,(, 11/,( и UZ( - ре-, зультаты первого измерения мгновенных значений напряжений JI( , U, % и U, а в персом 6„1, третьем 6, пятом 605 и седьмом 6,7 регистрах соответственно U,, U, U, pe-- зультпты второго измерения мгновенных значений этих же напряжений,

Эти результаты с выходов всех регистров блока 6 памяти поступают на соответствующие входы блока 7 цифровой индикации. По результатам, цифровой индикации мгновенных значений U/,

U,

41

НИИ

У/Л Uj/7 Ц.. U,

Ш, и U,

{ 42 U2 U22 U2i иг напряже- с использованием выражения (6) определяют модуль разности частот контролируемых напряжений.

Формула изобретения

Спо.соС контроля разнести частот двух напряжений, при котором однозременно измеряют мгновенные значения этих напряжений, формируют эталонный промежуток времени и фиксируют отстоящие друг от друга на этот эталонный промежуток времени мгновенные значения первого и второго контролируемых напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля, дополнительно сдвигают по фазе каждое из напряжений на

II1 (U«Ua+ U,U (4ziUat+ UaTli) + ( -.. И гТм arccos . №,

&t - эталонный промежуток времени;

11, Un - мгновенные значения

соответственно перво-20 го и второго напряжений, отстоящие одно oY другого на эталон- ный промежуток времени:

угол 772, измеряют мгновенные значения сдвинутых напряжений одновременно с измерением мгновенных значений контролируемых напряжений, фиксируют по два значения каждого из сдвинутых по фазе напряжений, отстоящих друг от друга на эталонный промежуток времени, а модуль разности частот определяют согласно математическому ВЫраже- НИК

id, и и -мгновенные значения сдвинутых по Фазе на угол /2 Напряжений относительно первого и второго напряжений соответственно, от- - .стоящие одно от другого на эталонный промежуток времени.

t

Фиг. 1

Редактор И. Горная

Составитель А„ Смирнов.

Техред А.КравчукКорректор Л„ Пилипенко

Заказ 265

Тираж

ВШй

ЩИ rocvanr-TBcmioro комитета по изобретениям и открытиям при ГК1ГГ СССР

Д/

113035,. Москва, Ж-35, г чуыскал нлб., д,

Подписное

Д/