СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ Советский патент 1969 года по МПК G01R21/10 

Изобретение относится к области измерительной техники электрических величин.

Известны статические преобразователи мощности, содержащие трансформаторы тока и напряжения, фазочувствительную схему, фильтры, квадраторы и милливольтметр переменного тока.

Предложенный преобразователь отличается от известных тем, что в нем вход квадратора соединен с выходом трансформатора напряжения, а также через фазочувствительную схему и сглаживающий фильтр с выходом трансформатора тока, выход квадратора через фильтр основной частоты подсоединен к милливольтметру. Это позволяет упростить преобразователь и повысить точность его работы.

На фиг. 1 дана блок-схема преобразователя, Б которой перемножение величин напряжения и тока для определения значения мощности осуществляется с помощью одного квадратора; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства, в которой в качестве квадратора использован кусочно-линейный квадратор без опорных напряжений.

Умножение с помощью одного кусочно-линейного квадратора без опорных напряжений осуществляется следующим образом.

висимость выходного тока от приложенного напряжения можно выразить формулой

/ ЛЬ - ,

где Л - некоторый постоянный множитель.

Если напряжение U изменится на некоторую величину Л (7, то

/ -1- Д/ Л(t/-f At/)2 Л(и2-Ь

+ 2t/Afy+ Л (72). Приращение тока Д/ будет равно Д/ 2Л ;Д1/Н-ЛД;72.

Предположим, что И является напряжением источника постоянного тока, а. U сравнительно меньщее переменное синусоидальное напряжение.

Тогда после преобразований получим

Лг/, t/f COS 2м г Д/ ./„5Ш0 Н

Как видно из полученной формулы, переменная составляющая выходного тока кусочно-линейного квадратичного преобразователя состоит из составляющей основной частоты, постоянной составляющей и составляющей двойной частоты.

дается сумма напряжений: переменного и постоянного и. Если оба сомножителя являются переменными напряжениями, то предварительно одно из них .(большее по величине) выпрямляется выпрямителем и сглаживается фильтром.

Если теперь ток А/ пропустить через какоелибо сопротивление R, то переменная составляющая падения напряжения на нем Af может сниматься через конденсатор или более эффективно с помопдью трансформатора. Напряжение Af будет пропорционально произведению напряжения U и At/, так как постоянная составляющая и составляющая двойной частоты не пройдут через трансформатор и фильтр основной частоты с возможно крутым спадом характеристики, т. е.

А ,„5тсо/ CL- At/,

где С 2AR - постоянный коэффициент.

Итак, измеренное высокоомным милливольтметром переменное напряжение основной частоты пропорционально произведению L/-AL/.

На выходах трансформаторов тока 2 и напряжения 3 получаем два сигнала; CJ пропорциональный нагрузочному току /, и - пропорциональный напряжению на нагрузке и.

В качестве фазочувствительной схемы 4 может быть использован кольцево: фазочувствительный выпрямитель.

Выходной сигнал кольцевого фазочувствительного выпрямителя содержит не только постоянную составляющую двойной частоты, а также составляющие других четных гармоник.

Для выделения только постоянной составляющей выходной сигнал фазочувствительной схемы 4 - Сз/созф + (2о)/) пропускается через сглаживающий фильтр 5 с относительно высоким коэффициентом фильтран.ии.

На выходах трансформатора напряжения 3 и фильтра 5 получаются два сигнала: переменное напряжение, пропорциональное напряжению на нагрузке CzU, и постоянное напряжение, пропорциональное нагрузочному току, умноженному на Созф, т. е. Сз/созф. Напряжение CeU является управляющим для фазочувствительной схемы. Затем эти два сигнала суммируются на входе основного блока (кусочно-линейного квадратора 1), производящего их умножение. В выходном сигнале квадратора / кроме переменной составляющей основной частоты U((), пропорциональной искомой мощности C UIcQS(f, содержится также

постояннаясоставляющая Cs(U ) и переменная составляющая двойной частоты CgU(2(ut), которые отфильтровываются с помощью фильтра основной частоты 6. Переменная составляющая основной частоты U((i)t), измеренная высокоомным милливольтметром 7, пропорциональна активной

мощности У/СОЗф.

Предмет изобретения

Статический преобразователь мощности, содержащий трансформаторы тока и напряжения, фазочувствительную схему, фильтры, квадратор и милливольтметр переменного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и увеличения точности и надежности работы преобразователя, в нем вход

квадратора соединен с выходом трансформатора напряжения, а также через фазочувствительную схему и сглаживающий фильтр с выходом трансформатора тока, выход квадратора через фильтр основной частоты подсоединен к милливольтметру.

У С 8 IU yUi2j t) CfUJcou У

C,P