СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Советский патент 1974 года по МПК G01R11/50 G01R21/06 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть и-спользовано для улучшения метрологических характеристик счетчиков электрической энергии.

Известные счетчики электрической энергии, содержащие трансформаторы тока и напряжения, выпрямитель, фильтры, фазовый дискриминатор, ди|фференциально включенные преобразователи напряжения в частоту импульсотзс входными управляющими транзисторами, включенными по схеме с общей базой и со смещающими резисторами в эмиттерах, вычитатель частот и счетчик импульсов, не позволяют уме1 ьшить порог чувствительности и увеличить динамический диапазон преобразователей напряжения в частоту импульсов.

Предложенный счетчик снабжен последовательно включенны.ми дополнительными трансформатором тока, выпрямителем и фильтром, а выводы последнего подключены между щиной источника питания преобразователей напряжения в частоту импульсов и общей точкой смещающих резисторов в эмиттерах входных управляюпхих транзисторов этих преобразователей. Это позволяет уменьшить порог чувствительности и увеличить динамический диапазон преобразователя при неодинаковом изменении чувствительности преобразователей напряжения в частоту импульсов. Па фиг. 1 изображена функциональная схема описываемого счетчика; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема основных ere узлов.

Счетчик состоит из трансформаторов тока / ii папряжения 2, выпрямителя 3, фильтров 4 и 5, фазового дискриминатора 6, дифференциально включенных преобразователей напряжения в частоту импульсов 7 я 8 с входными управляющими транзисторами 9 и 10, включенными по схеме с общей базой и имеющими смещающие резисторы Л и 12 в эмиттерах.

Выходы преобразователей 7 и 8 дифференциально подключены к вычитателю частот J3, выполненному, например, па базе логической

схемы с использованием триггера. Выход же

зычитателя частот подключен ко входу счетчил.а импульсов 14, состоящего из последовагельно соединенных электронного делителя частоты 15 (включение не обязательно), фор.мирователя импульсов 76, например одновибратора, и электромеханического счетчика 77.

Счетчик содержит также дополнительный трансформатор тока 18, выпрямитель 19 п фильтр 20, а выводы фильтра 20 подключены между щиной питания преобразователей напряжения в частоту импульсов и общей точкой смещающих резисторов в эмиттерах входных управляющих транзисторов этих преобразователей, благодаря чему обеспечивается самоиастройка смещающих цепей преобразователей. Для обеспечения умножения напряжения, пропорционального напрял ению сети, на ток, пропорциональный току нагрузки и косинусу угла между векторами тока и напряжения, предусмотрены вторые входы преобразователей 7 и 8: общая точка смещающих разряжающих резисторов 21 и 22, которая подключена к нестабилизированному выходу фильтра 4 выпрямителя 3. Работа счетчика электрической энергии происходит следующим образом. При отсутствии потребления энергии ток в обмотках трансформатора тока 1 равен нулю. При этом между входами преобразователей напряжения в частоту импульсов 7 и 8, то есть между эмиттерами входных управляющих транзисторов 9 и 10 ток не протекает, а начальное смещающее напряжение на смещающих резисторах // и 12 небольщое и определяется лишь падением напряжения на диоде 23, так как напряжение на выходе фильтра 20 будет равно нулю. Преобразователи 7 и S генерируют импульсы одинаковой невысокой частоты. В этом случае частота импульсов на выходе частот 13 равна нулю, и в счетчик импульсов М импульсы не поступают. При потреблении энергии нагрузкой во вторичных обмотках трансформаторов тока / и 18 появляется ток. При этом на выходе фильтров 5 и 20 фазового дискриминатора 6 и выпрямителя 19 возникает напряжение. Напряжение на выходе фильтра 5 будет .пропорционально току нагрузки и косинусу угла между векторами тока и напряжения на

8 нагрузке и при своем увеличении будет приводить к увеличению частоты импульсов на выходе одного преобразователя напряжения и к уменьшению частоты имнульсов на выходе другого. По мере роста тока ; нагрузки будет увеличиваться напряжение на смещающих резисторах 11 и 12. Частота импульсов на выходе вычитателя частот 13 будет пропорциональна активной мощности в нагрузке. Количество же импульсов в счетчике импульсов 14 будет пропорционально активной энергии, которую потребляет нагрузка. Предмет изобретения Счетчик электрической энергии, содержащий трансформаторы тока и напряжения, выпрямитель, фильтры, фазовый дискриминатор, дифференциально включенные преобразователи напряжения в частоту импульсов с входными управляющими транзисторами, включенными по схеме с общей базой и со смещающими резисторами в эмиттерах, вычитатель частот и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьщения порога чувствительности и увеличения динамического диапазона преобразователя при неодинаковом изменении чувствительности преобразователей напряжения в частоту импульсов, он снабжен последовательно включенными дополнительными трансформатором тока, выпрямителем и фильтром, а выводы последнего подключены между щиной источника питания преобразователей напряжения в частоту импульсов и общей точкой смещающих резисторов Б эмиттерах входных управляющих транзисторов этих преобразователей.