Устройство для учета электрической энергии Советский патент 1993 года по МПК G01R21/06 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к вопросу измерения электрической энергии.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения как потребляемой, так и рекуперированной электрической энергии и их раздельного учета.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит перемножитель 1, выполненный, например, на основе интегрального, перемножителя серии 525, подсоединенный первым входом к токовой цепи через модулятор 2, а вторым входом - к цепи напряжения. Выход перемножителя через усилитель переменного тока 3 соединен со входами первого 4 и второго 5 демодуляторов, подключенных, соответственно, к интегратору б и через фильтр нижних частот 7 - к компаратору 8, соединенному выходом с управляющим входом переключателя 9. Выход интегратора подключен ко входу порогового элемента 10, первый выход которого подключен к потенциальному входу блока управления 11, а второй - ко входу переключателя, соединенному первым выходом с

первым счетчиком импульсов 12, а вторым - со вторым счетчиком импульсов 13. Управляющие входы модулятора и второго демодулятора соединены с выходом генератора тактовых импульсов 14 и с частотным входом блока управления, выход которого подключен к управляющему входу первого демодулятора.

Работа устройства.заключается в следующем.

Сигналы тока и напряжения, первый из которых модулируется модулятором 2, поступают на входы перемножителя 1, на выходе которого вырабатывается сигнал, пропорциональный произведению входных сигналов и, следовательно, мгновенной мощности в измерительной цепи. Модуляция при этом осуществляется от генератора 14, например, посредством изменения коэффициента усиления операционного усилителя с изменением знака его выходного сигнала.

В связи с этим выходной сигнал перемножителя также является знакопеременным, что позволяет производить его усиление усилителем переменного тока 3. Для восстановления сигнала произведения

ел

XI Ю 00 XI

О

используются первый 4 и второй 5 демодуляторы, причем первый выполнен фазочув- ствительным.

Демодулированное напряжение с выхода демодулятора 4 поступает на интегратор 6, который интегрирует его до уровня срабатывания порогового элемента 10. вырабатывающего сигналы, поступающие на вход переключателя 9 и блек управления 11, изменяющий фазу демодулирующего сигнала на 180°. В результате этого напряжение на выходе демодулятора 4 изменяет знак и начинается следующий цикл интегрирования, заключающийся в том, что накопительный элемент интегратора 6 перезаряжается до уровня, при котором вновь срабатывает-по- роговый элемент 10, переводящий блок управления 11, а вместе с ним и все устройство в исходное состояние.

Управление работой демодулятора 5 осуществляется синхронно с модулятором 2. в связи с чем восстановленный и отфильтрованный фильтром нижних .частот 7 сигнал имеет постоянную составляющую, знак которой зависит от направления (знака) электрической энергии и выявляется компаратором 8. Последний управляет работой переключателя 9, коммутирующего выход порогового элемента 10 таким образом, чтобы импульсы с его выхода поступали либо на счетчик потребляемой электрической энергии 12. либо на счетчик рекуперированной электрической энергии 13 в зависимости от знака сигнала на выходе дополнительного демодулятора 7 и, следовательно, направления электрической энергии, обеспечивая тем самым раздельный учет электроэнергии.

Использование предложенного изобретения позволит выполнять учет как потребляемой, так и рекуперированной электрической энергии.

Формула изобретения

Устройство для учета электрической энергии, содержащее модулятор сигнала тока, подключенный к первому входу перемножителя, другой вход которого является

входом сигнала напряжения, а выход через усилитель тока подключен к входу первого демодулятора, выход которого через интегратор подключен к пороговому элементу, первый выход которого соединен с потенциальным входом блока управления, частотный вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета электрической энергии разных направлений, в него введены вторрй демодулятор, фильтр нижних частот, компаратор, переключатель и второй счетчик импульсов, при этом управляющий вход

второго демодулятора подключен-к управляющему входу модулятора и выходу генератора тактовых импульсов, сигнальный вход второго демодулятора соединен с выходом усилителя переменного тока, а выход

через последовательно соединенные фильтр нижних частот и компаратор.- - с управляющим входом переключателя, первый выход которого подключен к первому счетчику импульсов, второй выход - к второму счётчику импульсов, а выход блока управления соединен с управляющим входом первого демодулятора, выполненного фазо- чувствительным.

Использование: в области измерительной техники. Сущность изобретения: устройство содержит ваттметровый элемент, фазочувствительный модулятор, усилитель переменного тока, два демодулятора, два счетчика, интегратор, пороговый элемент, фильтр нижних частот, компаратор, переключатель, генератор тактовых импульсов, блок управления. 1 ил.