Анализатор колебаний напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, при статис- тическом анализе качества электрической энергии.

Известен статистический анализатор колебаний напряжения, содержаиций соединенный со входной клеммой входной контур, выход которого связан со входом блока вьщеления колебаний напря-, жения, дифференциатор, формирователь модуля, управляющую пороговую схему, логический инвертор, соединенный с управляющим входом блока выделения колебаний напряжения и входами злементов совпадения И, выход блока выделения колебаний напряжения связан со входами измерительных пороговых устройств, выходы которых через триггеры, соединены со вторьвли входами элементов совпадения И, а выход логического инвертора через элемент временной задержки соединен со входами установки нуля триггеров, выходы элементов совпадения И соединены со входги м счетчиков им41ульсов -

Недостатком устройства является .сложность его реализации, приводящая к нзлюингм аппаратурным затра- там.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является

5 анёшизатор колебаний напряжения, содержащий входной контур, блок управления, элемент временной задержки, элементы совпадения и, счетчики импульсов, измерительные пороговые

10 устройства, триггеры, блок выделе:ния колебаний напряжения в составе четырех операционных усилителей постоянного тока, двух диодноемкостных запсмииапвшх ячеек, двух резисторов, в коггором вход входного контура соединен со входной клеммой, выход - со входом блока управления, со входами первого и третьего операционных усилителей и со входом

20 разряда диодно-емкостнрй запоминающей ячейки, выход заряда которой включен на выходе второго операционного усилителя, один из входов которого соединен с выходом первого операционного усилителя, один из входов которого соединен с выходом первого операционного усилителя и со входом разряда второй диодно-емкостной запоминаницей ячейки, зарядный вход которой соединен с выходом

третьего операционного усилителя, выходы .диодно-емкостных запоминающих ячеек через резисторы соединены со входом четвертого операционного усилителя, другие входы вторбго и третьего операционных усилителей соеди)нены с прямым выходом блока управлеjiHH, инверсный выход которого соеди нен со входом элемента временной задержки и с одними из входов элементо совпадения И, выходы которых соединены со входами счетчиков импульсов, а входы измерительных пороговых устройств присоединены к выходу четвертого операционного усилителя блока выделения колебаний напряжения, а выходы измерительных пороговых устройств через триггеры присоединены к другим входам элементов совпадения И, выход элемента временной задержки соединен со входами установки нуля триггеров 2 .

Недостатком этого устройства такж являются излишние аппаратурные затраты. .

Цель изобретения - упрощение анализатора колебаний напряжения.

Поставленная цель достигается тем что анализатор колебаний напряжения, содержащий входной контур, блок управления, элемент временной задержки, элементы совпадения И, счетчики импульсов, измерительные пороговые устройства, блок.выделения колебаний напряжения в составе четырех операционных усилителей постоянного ток двух диодно-емкостных запоминающих ячеек, двух резисторов, в котором

вход входного контура соединен со входной клеммой, выход - с входом блока управления, со входами первого и третьего операционных усилителей и СОвходом разряда диодно-емкостной запоминающей ячейки, вход заряда которой включен на выходе второго операционного усилителя, оди из входов которого соединен с выходом первого операционного усилителя и со входом разряда:второй диодно-емкостной запоминающей ячейки, зарядный вход которой соединен с выходом третьего операционного усилителя, выходы диодно-емкостных запоминающих ячеек через резисторыГ соединены со входом четвертого операционного усилителя, другие входы второго и третьего операционных усилителей соединены с прямым выходом блока управления, инверсный выход которого соединен со входом элемента временной задержки и с одними из входов элементов совпадения И, выходы которых соединены со входами счетчиков импульсов, а входы измерительных пороговых устройств соединены менаду собой, дополнительно введены диодно-емкостная запоминающая ячейка, логический инвертор НЕ и резистор, причем вход заряда дополнительной диодно-емкостной запоминающей ячейки соединен с выходом четвертого операционного усилителя блока выделения (колебаний напряжения, вход разряда 1ячейки соединен через логический HHвертор НЕ с выходом элемента временн задержки, выход ячейки соединен со входами измерительных пороговых устройств и через дополнительный резистор - со входом четвертого операционного усилителя, а выходы измерительных пороговых устройств соединены с, другими входами элементов совпадения И.

На фиг. 1 представлена блок-схема анализатора колебаний напряжения; на фиг. 2 - эпюры напряжений на элементах схемы анализатора.

Анализатор колебаний напряжения включает в себя входной контур 1, блок 2 выделения колебания напряжени блок 3 управления, диодно-емкостную запоминающую ячейку 4, измерительные пороговые устройства 5, элементы И 6 совпадения, счетчики 7 импульсов, элемент 8 временной задержки, логический инвертор НЕ 9о Блок 2 выделения колебаний напряжения включает/ ; в себя операционные усилители 10-13 постоянного тока, конденсаторы 14-15 и диоды 16-19 диодно-емкостных запоминакядих ячеек, основные 20 и 21. к дополнительный 22 резисторы.

Анализатор работает следующим образом.

Перед началом измерения все счетчики 7 находятся в нулевом состоянии. Во входном контуре 1 синусоидальное напряжение сети U(t) преобразуется в огибающую его действующего значения U(t).

Напряжение U (фиг. 2а) поступает на входы блоков 2 вьщеления колебаний напряжения и блока 3 управления на прямом выходе которых появляется единичное напряжение при достижении модулем производной исследуемого напряжения 1) значения 1 %/с. Этого значения производная u достигает /в момент времени ц . Управляющее напряжение с прямого выхода блока 3 прикладывается к управляющему входу блока 2. В результате этого на выходе блока 2 появляется приращение на пряжения и (фиг. 26). Процесс выделения приргицения напряжения блоком 2 продолжается до момента t, после которого модуль производной напряжения и становится менее 1 %/с.

Конденсатор диодно-емкостной запоминающей ячейки 4 заряжается через диод прямой полярности с выхода блока 2 выделения колебаний напряжения, напряжение ячейки 4 на участке повторяет кривую напряжения блока 2 (фиг. 2 б,в).

В процессе своего нарастания напряжение ячейки 4 приводит к поочередному срабатыванию пороговых участков 5 каналов устройства, уровни сра батывания которых равномерно разбивают весь диапазон изменения напряже ния и. С выхода пороговых устройств 5 напряжение прикладывается к первым входам записи элементов 6 coвпa,eния, однако запись информации в , счетчики импульсоб 7 не производите так как на вторых входах элементов б совпадения .- нулевое напряжение с ин версного выхода блока 3 управления. В момент t, производная напряжения становится меньше 1%/с, напряжение на прямом выходе блока 3 управления становится равным нулю, а на инверсном - равным единице. Напряжение с инверсного выхода блока 3 стробирует вторые входы элементов б совпадения и происходит запись в счетчики 7 импульсов. Выходное напряжение блока 2 выделения колебаний напряжения в момент tij- спадает до нуля, а выходное напря жение ячейки 4 спадает до нуля с задержкой t , которая выбираетдя достаточной для срабатывания счетчиков .импульсов 7. Аналогично работает ана лизатор и при отрицательной производ ной напряжения U (на участке tj-tj фиг. 2). . Использование предлагаемого устройства, выполненного согласно данно му изобретению, позволяет сэкономить в каждом канале анализатора по одном .триггеру. Формула изобретения Анализатор колебаний напряжения, содержащий входной контур, блок уп-. равления, элемент временной задержки, элементы совпадения И, счетчини импульсов, измерительные пороговые устройства, триггерыублок вьаделенйя колебаний напряжения в составе четырех операционных усилителей постоянного тока, двух диодно-емкостных запоминающих ячеек, двух резисторов, в котором вход входного контура соединен со входной клеммой выход - со входом блока- управления, со входами первого и третьего опе рационных усилителей и со входом раз ряда диодно-емкостной запоминающей ячейки, выход заряда которой включен на выходе второго операционного усилителя, один из входов которого соединен с выходом первого операционного усилителя и со входом разряда второй диодно-емкостной запоминающей ячейки, зарядный вход которой соединен с выходом третьего операционного усилителя, вьисоды диодно-емкостных запоминающих ячеек через резисторы соединены со входом четвертого операционного усилителя, другие входы второго и третьего операционных усилителей соединены с прямым выходом блока управления, инверсный выход которого соединен со входом элемента временной задержки и с одними из Bxof дов элементов совпадения И, выходы которых соединены со входами счетчикОв импульсов, а входы измерительных пороговых устройств соединены между собой, отличающийся тем,, что, с целью упрощения анализатора в него дополнительно введены диодноемкостная запоминающая ячейка, логический инвертор НЕ и резистор, причем вход заряда дополнительной диодно-емкостной запоминающей ячейки соединен с выходом четвертого операционного усилителя блока выделения колебаний напряжения, вход разряда ячейки соединен через логический инвертор НЕ с вь1ходом элемента временной задержки, выход ячейки соединен со входами измерительных пороговых устройств л через дополнительный резистор - со входом четвертого операционного усилителя, а выходы измерительных пороговых устройств соединены с другими входами элементов совпадения И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ермаков- В. Ф. Статистический анализатор колебаний напряжения. ;Известия вузов СССР, Электромеханика, 1976, 3, с. 334-338. 2.Ермаков В. Ф. Устройство для статистического контроля колебаний ;напряжения в электрических сетях. Проблемы создания преобразователей формы информации у Киев, Наукова думка, 1976, ч. 1, с. 180-186.

Ij fv

fl tl il