Устройство для измерения коэффициента мощности Советский патент 1980 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве показывающих приборов и преобразователей предназначенных для измерения коэффициента мощности в трехфазных энергосистемах. Широко известен электромеханический фазометр, осуществляющий измерение коэффициента мощности по соотношению Q/P , где Q и Р - реактивная и активная мощности трехфазной системы l . Недостаток данного фазометра сложная конструкция измерительного механизма, узкий частотный диапазон, низкая устойчивость к механическим и климатическим.воздействиям. -- Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является статическое устройство для измерения коэффициента мощности, содержащее трехфазные преобразователи активной И реактивной мощности, уравновешива1рщий мост и показывающий прибор, зна чение коэффициента мощности которого вычисляют после уравновешивания моста по отношению сопротивлений плеч моста 2 . . Недостаток этого устройства - косвенное определение коэффициента мощности, требующее предварительного- отсчета значений сопротивлений и последующей обработки полученных данных, т.е. сложность процесса измерений. Цель изобретения - упрощение процесса измерения за счет получения непосредственного отсчета коэффициента мощности на показывгиощем приборе. Она достигается тем, что в устройстве для измерения коэффициента мошности, содержащем трехфазные преобразователи активной и реактивной мощности и показывающий прибор, трехфазный преобразователь реактивной мощности выполнен в виде двух широтноимпульсных модуляторов,каждый из которых состоит из последовательно соединенных интегратора, блока сравнения и ключа, двух амплитудных модуляторов и сумматора, при этом выходы ключей соединены со входами соответствующих интеграторов, вторые входы ключе соединены с выходом трехфазного преобразователя активной мощности, второй выход блока сравнения соединен со входом соответствующего амплитудного модулятора, выходы ам:пл|ггудных модуляторов соедийёйы входами GyMviaTopa, к выходу которого . подключен показывающий прибор, вторые входы интеграторов подключенык вхъдным клеммам напряжения, а вторые входы амплитудных модуляторов подсоединены к входным клеммам тока.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит трехфазные преобразователи 1 и 2 активной.и реактивной мощностей и Показывающий прибор 3. Преобразователь 2 реактивной мощности содержит два однофазных аналогичных элемента, включенных ПО схеме Арона и построенных на время-импульсном принципе преобразования. Каждый однофазный элемент преобразователя включает в себя широтно-импульсный модулятор, состоящий из интегратора 4, 5, блока 6, 7 сравнения и ключа 8, 9 и амплитудный модулятор 10, 11, Интегратор 4, 5, блок б, 7 сравнения и ключ 8, 9 соединены последовательно. Выходы ключей 8, 9 подключены ко входам соответствующих интеграторов 4, 5, вторые входы ключей соединены с выходом трехфазного преобразователя 1 активной мощности, вторые выходы бло-. ков 6, 7 сравнения соединены со вхоДайи соответствующих амплитудных модуляторов 10, 11, выходы которых со. единены со входами сумматора 12,к выходу которого подключен показыва- ющий прибор 3. Вторые входы интеграторов 4, 5 подключены к входным клеммам напряжения, а вторые входы амплитудных модуляторов 10, 11 подсоедин ны к входным клеммам тока.

Устройство работает следующим образом.

На вход интегратора подается стабильное опорное напряжение +Ер, ко- шрсУ§сУйиие1уется с Входным нг1Пряжением WBV В результате на выходе интегратора возникает линейно падающее напряжение, которое убывает со скоростью тех пор, пока выходное напряжение не дост1ггнет

уровня срабатыванТия Е схемы сравнения. Схема сравнения опрокидывается и переключает опорное напряжение со значения H-EQ на . Выходное напряжение интегратора нарастает со скоростью до значения на. пряжения Ец , когда схема сравнения переключается в исходное состояние. В схеме происходит периодическое повторение райсмотренййхпрбцессой, таким образом интегратор и схема сравнения находятся в автоколебательном реж:име с собственной частотой, значительно превышающей частоту измеряе.мых сигналов. Входной сигнал т и 3 н у пил оо бр аз и б гб йаЯр и жШШй йМ:гё1гр 1Тбрг1 и, слёдЬйЪт л но, момент ерабаТЫйанйясхёг«а стгавнё ия,

ЧТО приводит к изменению скважности

748265

импульсов автоколебаний,т.е.к получению широтно-модулированного сигнала,

Скважность определяется из соотношений:.

-(11:1± -г (

5 г- EoUex где Т +

, iTjj Т - период автоколебаний;

R, С - входное сопротивление и емкость интегратора.

В данном устройстве для измерения 0 коэффициёйтамощности в качестве опорного уровня на вход интегратора 4;, 5 ; подается от преобразователя 1 активной мощности через ключи 8, 9 сигнал, пропорциональный величине активной 5 мощности Р, При этом для обеспечения переключения опорного сигнала от значения +Р до -Р одновременно со срабатыванием блока б, 7 сравнения управление ключами осуществляется широтно-модулированным сигналом, снимаемым с соответствующего блока б, 7 сравнения. Широтно-модулированный сигнал подается на амплитудный модулятор 10, 11, на выходе которого среднее значение напряжения будет пропорционально произведению

1. Wb2iI iL 5.

и.

BbVX., -Р

гдеи,,,,-.,, напряжения и токи трехфазной энергосистемы

реактивная мощность однофазного элемента преобразователя.

С сумматора 12 снимается сигнал, пропорциональный общему коэффициенту мощности трехфазной.энергосистемы. Шкала показывающего прибора градуируется в значениях коэффициента мощности „

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента мощности, содержащее тр.ехфазные преобразователи активной и реактивной мощности и показывающий прибор, отличающееся тем,что,с целью упрощения процесса измерения за счет получения непосредственного отсчета коэффициента мощности на показывающем приборе,трехфазный преобразователь реактивной мощности выполнен в виде двух широтно-импульснЫх модуляторов/ каждый из которых состоит из последовательно соединенных интегратора, блока сравнения и ключа, двух амплитудных модуляторов и сумматора , при этом выходы ключей соединены со

входами сортветствуюидах интеграторов, вторые .входы ключей соединены с выходом трехфазного преобразователя активной MOitthbcTH, второй выход блока сравнения соединен со входом соот.ветствуйщего амплитудного модулято ра, выходы амплитудных модуляторов соединены со входами сумматора, к выходу которого подключен показывающий прибор, вторые входы интеграторов подключены к входным KneKwaM напряжения , а вторые входы амплитудных модуляторов подсоединены к входным клеммам тока.

Источники информации, принятые во при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 193614, кл.С 01R 25/00, 03.01.66.

2.Хомяк В.Л. и др. Применение иэмерительных преобразователей для

проверки фазометров. - Измерительная техника , 1977, №7, с.86.

м..