&С?СО;-ОЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК H02M3/04 G08C19/02 

I

Изобретение относится -к измерительной технике.

П|реО|б;разователь относится к устройствам, предназначенным для преобразования активной мощности одйофазной цепи в сипнал постоянного тока, и .может быть иапользо ваи для получения информации об активной мощности и ВБОда ее в вычислительные машины, системы регулирования и телеизмерения.

Известен П1рео|бразо1ватель активной мощности сети переменного тока в (напряжение постоянного , содержащий трансформаторы тока и напряжения, вьщрямительные диодные мосты и нелинейный элемент.

Недостатком известяого лреобразователя является .малая точность преобразования при измерении «оэффицивнта мощмости от максимального зна1чения, равного единице, до нулевого значения.

Целью изобретения является повышение точности преобразования при изменении коэффициента мощности.

Цель достигается тем, ято вход одного из вьтрямительных мостов подключен к согласно включенным, а вход другого - к встречно включенным обмоткам трансформаторов тока и напряжения, при этом выходы вьшрямительиых .мостов соединены с нелинейным элементам через резисторы и дополнительно введенные ключевые элементы, управляемые от вопомогательного источника напряжения, частота которого не менее чем на порядок выше частоты преобразуемой сети.. |На чертеже показана принЦиЛИальная схема преобравователя. Схема устройства состоит из трансфо;рматрра тока /, трансформатора на:пря.жения 2, .мостов 3, 4, нелинейного элемента 5, резисторов 6, 7, ключей 8, 9 и вспомогательного генератора 10.

В течение одного полупериода изменения напряжения на обцмотке 11 вопамогательнаго генератора 10 один 1КЛЮЧ, например 5, открыт, а другой (Р) - закрыт. При этом к pe3ncTqpy 6 и нелинейному элементу 5 прикладывается

выпрямленное .мостом 3 напряжение t/i, равное:

0)

U,U + UT,

где t/H - напряжение, прапарциональное напряжению контролируемой цепи и снимаемое со вторичной обмотки трансформатора напряжения; U - напряжение, пропорциональное току контролируемой цепи и снимаемое с резистора, включенного параллельно .вторичной обмотке трансформатора тока.

Если резисторы б и 7 вы б|раны так, что последовательное соединение их с нелинейным элементом 5 образует двухполюсник € квадратичной вольтамлерной характеристИЮОй, то ток через резистор 6 (будет равен; г ),(2) где 1 - коэффициент пролорциональности. Через шояовину периода изменения вспомогательного напряжения 0,5то пюля|рность наПряжания на обмотке // изменяется иа противололожяую VL КЛЮЧ 8 закрывается, а 9 - отк;рывается. В этом случае к нелинейному элементу 5 и резистору 7 прикладывается напряжениеU,U,UT.(3) Ток через резистор 7 будет равен: i, K,),(4) где /Са - коэффищиеит проларциональнООти. Среднее значение разиости напряжений иа резистарах б и 7 за период изменения вспомогательного напряжения TO определяется выражением:/вых r(i,-i,)df, где г - величина сопротивления резисторов 6, 7. Подставим в (5) значения токов Il и ta из (2) и (4) и при условии Ki Kz К получим:0.5т, . Так как шериод изменения вспомогательного напряжения TO в десятки раз меньше периода изменения измеряемого напряжения Т, то за время 0,5то изменения значений UH и Uf пренебрежимо малы. При этом условии выражение (5) будет иметь вид: 1Л 2гКи„ит К,и„ит, где Кз 2г/С - коэффи циент дрооорциональности. Среднее значение напряжения выхода схемы за период изменения напряжения контролируемой цепи равно-: . Если Налряжение и ток контролируемой цепи синусоидальные, одинаковой ча1стоты и„ К21/Н sin u)/-, UT /2UT sin (u)2 - ), TO среднее 3|На1чение выходного напряжения при этом :будет равно: f/вых -COScp, где Un - эффективное значение напряжения измеряемой цепи; Uf-эффективное значение напряжения, трапорционального току изме(ряемой цепи; cos ф - коэффициент мощности; К - коэффициент пропорциональности. Следовательно, среднее значение выходного напряжения устройства за период из;ме1нения напряжения контролируемой цепи пропорционально активной мощности данной цепи. Так .как умножение входных сигналов производится в соответствии с (7) по мгновенным .значениям, то при содержании в кривых тока и напряжения, гар.моник (Ореднее значение выходного напряжения будет также пропорционально актавной мощности цепи. Однако .при наличии искажений формы кривых тока и напряжения частота коммутации ключей должна быть увеличена. Предмет изобретения Преобразователь актиБ1НОЙ мощности сети переменного тока в напряжение постоянного тока, содержащий трансформаторы тока и напряжения, выпря|мительнь е мосты и нелинейный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности цреобразования при изменении коэффициента мощности, вход одного из упомянутых выпря.мительных мостов подключен к согласно включенным, а вход другого - к встречно включенным вторичным Обмоткам трансформаторов тока и напряжения, при этом выходы выпрямительных мостов соединены с нелинейным элементом через резисторы и дополнительно введенные ключевые элементы, управляемые от вспомогательного источника напряжения, частота которого не менее чем на .поря.до.к выше частоты преобразуемой сети.