Цифровой счетчик ватт-часов Советский патент 1980 года по МПК G01R11/32 

Поставленная цель достигается тела, что в цифровом счетчике ватт-часов измерительные преооразователы тока и наиряжения вынолнены в виде двух цифровых квадраторов на плоских тороидальных сердечннках с прямоугольной петлей гистерезиса, на одном из которых расположены включенные согласно, а на другом - встречно 1змерительные оомотки напряжения и тока; выходные обмотки через диоды соединены с входами прямого и ооратного счета цифрового интегратора.

при этом выходные обмотки квадраторов размещены в периферийных отверстиях, расположенных в уиомянутых сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса по квадратичному закону относительно его центра.

На фиг. 1 изображена принцпппальнаи схема нредлагаемого счетчика; на фиг. 2- эпюры иапряженпй и токов в ценях счетчика.

Предлагаемый цифровой счетчик ваттчасов содержит измерительные преобразователи, выполненных в виде двух цифровых квадраторов на плоских тороида;1ьных сердечннках i и 2 с прямоугольной петлей гистерезиса, на которых расположены включенные согласно и встречно измерительные обмотки напряжения 3 и тока 4. Измерительная обмотка 4 тока включена последовательно с нагрузкой 5, а измерительная обмотка напряжения 6 подключена параллельно нагрузке 5 через балансное сопротивление Ь. b сердечниках 1 н 2, кроме центральных отверстий, через которые нроходят измерительные обмотки напряжения 6 и тока 4, имеются ряды периферийных отверстий /, расположеппых в упомянутых сердечниках по квадратичному закону с выходными обмотками суммарного и разностного У каналов, .тп обмотки поочередно проходят через все периферийные отверстия и через дноды 10 и li подключаются соответственно к входам прямого и обратного счета цифрового интегратора 12. j качестве цифрового интегратора 12 может быть использован любой из соответствующих счетчиков импульсов, обеспечивающий сложение положительных импульсов, выдаваемых суммарным каналом, и вычитание отрицательных импульсов разностного канала.

Счетчик ватт-часов работает следующим образом.

11ри подключении к сети переменного тока через измерительные обмотки 3, 4 тороидальных сердечников 1 и 2 идет ток 1г нагрузки 5 и ток 1и от балансного сопротивления в пропорциональный напряжению нагрузки 5 (.фиг. 2). Поскольку измерительные обмотки напряжения 3 и тока 4 в первом сердечнике имеют.встречное включение, а во втором - согласное, то намагничивающий ток первого сердечпика /р

ирямоиропорщюналеп разности токов в измерительных обмотках напряжения 3 и тока 4, а суммарного и н разностного 9 каналов намагничивающий ток второго сердечника Ji пропорционален сумме токов в измерительных обмотках напряжения 3 и тока 4. В результате воздействия магнитного поля этих токов УСР на сердечники 1 а 2 они циклически перемагничиваются, причем процесс перемагничивания соировождается периодическими возникновениями кольцевой зоны, противоположной намагниченности подвижной доменной стенки (НДС), наружная граница которой быстро перемещается от центра сердечников к их внешнему краю, так что максимальный радиус ИдС пропорционален амплитуде намагничивающего тока данного сердечника. Поэтому процесс перемагничивания захватывает только определепный объем сердечников 1 и 2, следовательно, и вполне определенное количество периферийных отверстий 7, которые прошиты витками выходных обмоток суммарного 8 и разностного 9 каиалов и расположены так, что количество этих отверстий, попавших в зону неремагничивания, пропорционально квадрату намагничива{9щего тока /ср.

При пересечении кольцевой зоны перемагничивания витков выходных обмоток суммарного 8 и разностного 9 каналов магнитный ноток в контурах этих обмоток скачкообразно изменяется и в них возникают импульсы напряжепия, количество которых равно половине периферийных отверстий, охваченных зоной перемагничивания. Эти импульсы в течение одного полупериода питающего напряжения через диод 10 поступают на вход прямого счета реверсивпого счетчика импульсов в виде положительных импульсов суммарного канала 8, а в течение другого полуиериода отрицательные имнульсы разностного канала 9 через диод 11 попадают па вход обратного счета реверсивного счетчика импульсов, который производит алгебраические суммирования этих импульсов с соответствующими знаками.

Таким образом, происходит измерение и подсчет мощности нагрузки по известной формуле

-f (+/) Подставляя в эту формулу U Losinco и l Iosm(K)t + (f), не трудно убедиться, что показания реверсивного счетчика импульсов прямопропорциональны активной электрической мощности, потребляемой нагрузкой 5 за время измерения.

Все это позволяет использовать предлагаемый счетчик не только в качестве совершенно автономного абонентного счетчика электроэнергии, но и в качестве датчика первичной информации АСУП. В последнем

случае схема счетчика еще более упрощается, так как окончательный подсчет и учет электрических импульсов, поступающих от большого количества первпчных датчиков, может производиться непосредственно в ЦВМ, а опрос этих датчиков осуществляться по обычной телефонной сети.

Формула изобретения

1. Цифровой счетчик ватт-часов, содержащий измерительнью преобразователи тока и напряжения, интегратор и индикатор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщепия -надежности, упомянутые измерительные преобразователи выполнены .в виде двух цифровых квадраторов на плоских тороидальных сердечниках с прямоугольиой петлей гистерезиса, на одном из которых расположены включенные согласно, а на другом - встречно измерительные обмотки напряжения и тока, а выходные обмотки через диоды соединены с входами прямого и обратного счета упомянутого интегратора.

2. Счетчик по п. Г, отличающийся тем, что выходные обмотки квадраторов размещены в периферийных отверстиях,

расположенных в упомянутых сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса по квадратичному закону относительно его центра.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 286062, кл. G 01R 11/16, опублик. 1970.

2.Патеит США № 3470471, кл. G 01R 11/32, опублик. 1969.

0