Устройство измерения симметричных составляющих трехфазной системы переменных напряжений Советский патент 1979 года по МПК G01R29/16 

устройство и задатчик кодов, а также различитель полярности, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход - с входом пересчетного блока, причем входной зажим устройств через преобразователь а«алог-код соединен с входом множительного устройства, а через последовательно соединенные переключатель фаз и фазосдвигающее зстройство - с задатчиком кодов, второй вход пересчетпого блока соединен с выходом реверсивного счетчика и входом регистрирующего устройства, его выход - с входом задатчика кодов, выход задатчика кодов - с вторым входом множительного устройства, а второй выход порогового устройства - с вторым входом фазосдвигающего устройства. Поясним принцип построения предлагаемого устройства измерения симметричных составляющих трехфазной системы переменных напряжений. Запишем вырал еиия для мгновенных значений прямой U, обратной Hz и нулевой f/o последовательносхей: и, 1/л,„ sin (--t + А ) + Ув:п sin X X(c,: + 45+120)+V,sinX X (« + FC -120°), и, УАШ sin (о t + Тл) + Ув,г sin X XH + 5-120) + V.«sinX X (i + с + 120°), и, 1/Лт sin (i + Тл ) + 1/Я. sin (с: + в) + + l/,sin(.c).(3) Умножим мгновенное значение фазы А на нормированную гармонику 51п(а)/ + фл), где фл - начальная фаза нормированной гармоники. блг V УА,П sin (. г + л) X ( 1 Xsin(a-/;4- 9л), l/лmSin(ж + л)X ХС08(а); + срл), SAY - проекция вектора Улт на мнимую ось комплексной плоскости; проекция вектора на действительную ось комплексной плоскости; - момент дискретизации сигнала; п - количество точек дискретизации. При условии -фл ФА имеем 5лк - d/ЛmSin2() л«со82(«), + л), (6) SAX -V Улт sin (со, + л) X п XcosK-ЬЧ л)-- sin2 (о,+Тл). (7) Так как cos2(«., + л) 0 и 2 siп2(u/ + )--0, i l ТО 1/Л„г--6лГ. Амплитудные и фазное значения фаз В и С определяются аналогично. Из вырал ений () видно, что если добиться выполнения условия ф (равенство начальных фаз исследуемой системы напряжений и нормированных гармопик), то амплитуда основной гармоники каждого из фазных напрялсений равна мнимой части вектора амплитуды. На этом и основан принцип действия предлагаемого устройства. На чертеже показана структурная схема устройства измерения симметричных составляющих трехфазной системы перемегных напряжений. Она состоит из пересчетного блока 1, задатчика кодов 2, множительного устройства 3, преобразователя 4 аналог-код (ПАК), реверсивного счетчика 5, порогового устройства 6, фазосдвигающего устройства 7, различителя полярности 8, переключателя У фаз, регистрирующего устройства 10. В исходном состоянии в пересчетном блоке I записано значение угла фо, с которого Начинается поиск угла . Преобразователь аналог-код 4 преобразует напряжение V в моменты измерения ii в числовые коды. Задатчик кодов 2 задает в цифровом коде значения cos(co/i + + ф), а по команде с порогового устройства 6 задает значение sin((,)ti + ф) или sin(co/i + ф 120°). Множительное устройство 3 в моменты измерения ti перемножает значения напряжения, поступившие с ПАК 4, и значения ортогональных функций, поступившие с задатчика кодов 2. Различитель полярности 8определяет знак приращения фазы нормированной гармоники. Переключатель фаз 9устанавливает порядок подключения измеряемых фаз и измеряемую последовательность. Переключатель 9 фаз управляет режимом работы фазосдвигающего устройства 7, которое сдвигает фазу на i 120°. Работает устройство следующим .образом.

Переключателем фаз 9 устанавливаем режим измерения фазы А.

С пересчетного блока 1 код, пропорциональный первому значению начальной фазы фАо нормированной основной гармоники, поступает на задатчик кода 2, а с него код, пропорциональный значению cos( -|-фАо), поступает на один из входов множительного устройства 3, где перемножается с мгновенным значением входного сигнала в точке измерения ti, которое поступает с выхода преобразователя аналог-код 4. В результате в реверсивном счетчике 5 за п точек измерения запишется значение SAX согласно выражению (5).

После этого начинается второй цикл измерений, при котором в пересчетном блоке 1, по команде, поступившей с реверсивного счетчика 5, вместо угла ФАО устанавливается угол фА1 ФАО + АФА1. В конце второго цикла в реверсивном счетчике 5 запишется новое значение фл.

Изменение угла ФА продолжается до выполнения условий SAX 0. В этот момент времени срабатывает пороговое устройство 6 и выдает сигнал на задатчик кода 2, с которого на множительное устройство ,3 поступает значение sm( + ФАП), в результате чего в реверсивном счетчике 5 фиксируется мнимая составляюшая фазы А, которая равна амплитудному значению фазы Улт (6), а в пересчетном блоке 1,- начальная фаза.

Аналогично находятся амплитудные , и фазные значения фаз В и С.

При определении прямой (обратной),последовательности в фазах В и С необходимо сдвинуть фазу на угол ±120°, согласно выражениям (1) и (2). Сдвиг на угол ±120° осуществляет фазосдвигаюшее устройство 7, вводя код угла 120° в задатчик кодов 2. Знак этого кода определяется переключателем фаз 9.

Предложенный принцип построения прибора позволяет измерить амплитуду и фазу симметричных составляюш,их при- несинусоидальном входном сигнале с высокой точностью и в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Устройство измерения симметричных составлягош,их трехфазной системы переменных напряжений, содержащее преобразователь аналог-код, переключатель фаз, фазосдвигающее устройство, пересчетный блок, регистрирующее устройство, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные множительное устройство, реверсивный счетчик, пороговое устройство и задатчик кодов, а также различйтель полярности, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход - с входом пересчетного блока, причем входной зажим устройства через преобразователь аналог-код соединен с

входом множительного устройства, а через последовательно соединенные переключатель фаз и фазосдвигающее устройство - с задатчиком кодов, второй вход пересчетного блока соединен с выходом реверсивного счетчика и входом регистрирующего устройства, его выход - .с входом задатчика кодов, выход задатчика кодов - с вторым входом множительного устройства, а второй выход порогового устройства - с вторым входом фазосдвигающего устройства

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 473126, кл. G 01R 29/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 432542, кл. G 06G 7/62, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР ДЬ 374557, кл. G 01R 29/16, 1973.