Преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код Советский патент 1976 года по МПК H03K13/20 

дополнительно введенного на входе соответствующего преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых напряжений, причем указанный ключ соединен последовательно с введенным в каждый канал контролируемого напряжения инвертируьощим усилителем.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя активной мощности трехфазной сети в цифровой код и подключения его к контролируемой трехфазной трехпроводной электрической сети.

Преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код содержит входное устройство 1, нуль-орган 2, триггер 3 инвертирующие усилители 4 - 7 с одннако выми резисторами на входах и Б цепях обратной связи, аналоговые ключи 8-15, инверторы 16, 17, преобразователи напряжения в частоту 18, 19, 20 (ПНЧ), управляющее устройство 21 и реверсивный счетчик 22.

На входы входного устройства 1 включены контролируемые сигналы от вторичных обмоток трансформаторов напряжения 23 и тока 24 и 25. Нреобразование активной мощности в цифровой код выполняется в соответствии с известным методом двух ваттметров. На выходах выходного устройства 1 действуют напряжения, пропорциональные величинам входных сигналов. На входы усилителей 4 и 5 подаются напряжения ),(.t) и U2(i)(i) , а на входы усилителей 6 и 7 напряжения U CtblCj inCi) и ) ,

На выходах усилителей действуют инверсные значения входных напряжений, то есть -Uj , U2 I 3 , Ui,.Входы и выходы усилителей 4 и 5 через аналоговые ключи 8и 9, 10и 11 подключены ко входам ПНЧ 20, а входы и выходы усилителей 6 и 7 через ключи 12 л 13, 14 и 15 -- ко входам ПНЧ 18 и 19 соответственно. Управляются ключи 12 и 14 импульсами от прямо|ГО выхода триггера 3, а ключи 13 и 15от инверсного выхода этого же триггера. Выход преобразователя напряжения в частоту 18 управляет включением ключа 9 и через инвертор 16 - включением ключа 8, а выход преобразователя напряжения в частоту 19 управляет включением ключа 11 и через инвертор 17 - включением ключа 10 Выделение периодов электрических колебани преобразуемых сигналов выполняется с помощью нуль-органа 2 и связанного с его выходом триггера 3. Измерительный цикл длится два периода. В первом периоде открыты ключи 13 и 15 и на входы преобразователей напряжения в частоту 18 и 19 поступают напряжения U и U .На выхо

дах этих преобразователей напряжения в частоту генерируются последовательности импульсов стабильной длительности е- частотам пропорциональными входным сигналам.

i,-io,S,,U,

где i t-t) , импульсо на выходах преобразователей напряжения в частоту 18 и 19; i oi oi 4 - то же при и ,, U О ;

Ь 1 чувствительность преобразователей напряжения в частоту 18 и 19. Частота импульсов на выходе ПНЧ 20 в любой момент времени определится из выра|жения,

,),

где i OM - частота на выходе этого преобразователя напряжения в частоту u и чувствительность преобразователя напряжения в частоту 20 по соответствующим входам.

В течение времени, когда на выходах преобразователей напряжения в частоту 18 и 19 действуют импульсы стабильной длительности Tj,и Т( , на входы преобразователя напряжения в частоту 20 подключаются напряжения + U (.i) и + U2(,t) ключами 9 и 11. В течение времени, когда импульсы Т отсутствуют, на входы преобразователя напряжения в частоту 2О подключшотся напряжения с выходом инвертирующих усилителей 4 и 5 ключами 8 и 10 - U ti) и - Uj(i). В первом периоде измерительного цикла реверсивный счетчик 22 устанавливается в режим сложения. Во втором периоде измерительного цикла напряжения на входы преобразователя напряжения в частоту 18 и 19 подаются с выходов усилителей 6 и 7 через открывшиеся в момент изменения состояния триггера 3 аналоговые ключи 12 и 14. Ключи 13 и 14 в этом периоде закрыты. Реверсивный счетчик 22 устанавливается в режиме вычитания. По окончании измерительного цикла счетчик 22 будет иметь состояние, соответствующее выражению ZT

))dt,

V TC.

где Ь

Из выражения следует, что N прямо пропорционально активной электрической энергии в трехфазной сети за два периода электрических колебаний. Для получения К пропорционального активной мощности, достаточно выполнить любой из коэффициентов, входящих в выражение, например, S ,. , гиперболически зависящим от периода контролируемых электрических колебаний, то есть , dUU) и-Ц Это выполняется с помощью триггера 3 и управляющего устройства 21, вырабатывающего аналоговый сигнал соответствующей длительности периода контролируемых электрических колебаний, который подается на третий вход преобразователя напряжения в частоту 20 и изменяет S в соответствии с последним выражением. Использование инвертирующих усилителей, инверторов и дополнительных аналоговы ключей выгодно отличает предлагаемый преобразователь трехфазной активной мощности в цифровой код от указанного прототипа, та как исключается зависимость погрешности преобразования от изменения формы входны сигналов в течение измерительного цикла, а также в результате преобразования учиты вается весь спектр гармонических составля ющих входных сигналов. В итоге повышается точность преобразования. Кроме того, число импульсов N , получаемое в предложенном преобразователе, при одинаковых значениях чувствительностей в четыре раза больше, чем у прототипа. Это обстоятельство также используется для повыщения точности и стабильности преобразователя. Формула изобретения Преобразователь активной мощности трехфазной сети в цифровой код по авт.св. № 347906; отличающийся тем, что, с целью повышения точности устройства, на вход каждого преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых токов введены последовательно соединенные инвертирующий усилитель и дополнительный ключ, шунтированные вторым дополнительным ключом, управляющие входы упомянутых ключей соединены с разноименными выходами триггера, а выход каждого преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых токов через инвертор подключен к управляющему входу ключа, введенного дополнительно на входе соответствующего преобразователя напряжения в частоту каналов контролируемых напряжений, причем указанный ключ соединен последовательно с введенным в каждый канал контролируемого напряжения инвентирующим усилителем.

м