Преобразователь мощности Советский патент 1981 года по МПК G01R21/00 

(54.) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического контроля и управления.

Известен статический преобразователь активной мощности, содержащий множительное устройство, выход которого соединен со входами сумматора непосредственно и через последовательно соединенные две RС-цепочки и фазоинвертор 1 .

Однако у преобразователя узкий частотный диапазон и низкая точность.

I Наиболее близким техническим решением к изобретению является статический преобразователь мощности, со-. держаадий два сумматора, входы которых через согласукидие трансформато1 л тока и напряжения соединены соответственно, с входными шингиии тока и напряжения, два амплитудных детектора, соединенные с квадраторами, входы еилплитудных детекторов через разделительные трансформаторы соединены соответственно с выходг ми сумматоров, источник стабилизированного питания опорных делителей напряжения и фильтрующий блок, соединенный с выходами амплитудных детекторов 2.

Недостатками статического преобразователя моодности являются узкий частотный диапазон и большие погрешности при измерении.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона и уменьшение погрешности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь мощности, со10держащий два сумматора, первые и вторые входы которых соединены соответственно меящу собой и подключены к входным шинам тока и напряжения, два пороговых устройства, выходы

15 которых соединены соответственно со входами первого и второго разделительных трансформаторов, третий разделительный трансформатор, два формирователя опорных сигналов, масштабирующий блок, фильтрующий блок и квадратор, введены генератор импульсов, два коммутатора, четвертый разделительный трансформатор, третий сумматор и инвертор, причем вход ге25нератора импульсов соединен с входной шиной напряжения, выход его через третий разделительный трансФорматор с управляющим входом перво-, .ГО коммутатора и непосредственно с .

30 управляющим входом второго коммутатоpa, два других входа которого соединены с выходами первого и второго сумматоров, выход второго коммутатора соединен через последовательно соединенные четвертый разделительный трансформатор, квадратор и первый вход третьего сумматора с первым входом первого коммутатора, а также и с входами пороговых устройств, выходы которых соединены со входами первого формирователя опорных сигна1ОВ, выход которого соединен со вторым входом четвертого разделительного трансформатора, выход которого соединен с первым входом масштабирующего блока, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым и вторым входами второго формирователя опорного сигнала и выходами первого и второго разделительных трансформаторов, выход масштабирующего блока соединен со вторым входом третьего сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго формирователя опорного сигнала, а выход его - через инвертор со вторым входом первого коммутатора, выход которого соединен с фильтруняцим блоком.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит три сумматора 1-3, два пороговых устройства 4 и 5, два формирователя 6 и 7 опорных сигналов, разделительные трансформаторы 8-11, квадратор 12, масштабирующий блок 13, инвертор 14, генератор 15 импульсов, коммутаторы 16 и 17, фильтрующий блок 18.

Входная шина напряжения соединена с первыми входами сумматоров 1 и 2 и со входом генератора 15 импульсов входная шина тока соединена со вторыми входами сумматоров 1 и 2, выходы которых соединены со входом коммутатора 16. Выход коммутатора 16 соединен со входами разделительного трансформатора 9 и пороговых устройств 4 и 5, выходы которых подключены соответственно ко входам разделительных трансформаторов 10 и 11 и формирователя 6 опорного сигнаша, выход которого подключен ко второму входу трансформатора 9. Выходы транформаторов 10 и 11 подключены ко входам масштабирующего блока 13 и к формирователю 7 опорного сигнала. Выход трансформатора 9 соединен с фильтрующим блоком 18 через последовательно соединенные квадратор 12, третий сумматор 3 и коммутатор 17 и через масштабирующий блок 13 с другим входом сумматора 3, к третьему входу которого подключен выход формирователя 7 опорного сигнала, выход сумматора 3 через инвертор 14 Соединен со вторым входом коммута-гора 17.

Устройство работает следующим образом.

Ток 1 и напряжение U подаются на входы сумматоров 1 и 2, на выходе сумматора 1 получается сумма, на выходе сумматора 2 - разность этих сигналов. Генератор 15 вырабатывает последовательность импульсов, частота следования которых синхронизирована с частотой входного напряжения и, для управления коммутатором 16 и через трансформатор 8 коммутатором 17. Длительность импульсов, вырабатываемых генератором.15 равна длительности пауз и кратна периоду входного напряжения U. Коммутатор 16 коммутирует поочередно сигналы то с выхода сумматора 1, то с выхода сумматора 2, синхронно с ним коммутатор 17 подключает соответственно , то выход сумматора 3, то выход инвертора 14 ко входу фильтрующего блока 18. С выхода коммутатора 16 сигнал (обозначим его Х) поступает на вход трансформатора 9 и входы пороговых устройств 4 и 5. При возрастании положительного напряжения на входе пороговых устройств 4 и 5 срабатывает пороговое устройствр 4 и сигнал с выхода его поступает на вход формирователя 6 и через трансформатор 10 на входы управляемого масштабирующего блока 13 и формирователя 7. При этом формирователь 6 вырабатывает опорный сигнал Х, который подается на вход трансформатора 9. Одновременно в блоке 13 задается коэффициент 2Х-,, а на выходе формирователя 7 формируется опорный сигнал Х. С выхода трансформатора 9 сигнал (Х-Х) поступает на входы квадратора 12 и блока 13. Сумматор 3 суглиирует сигналы, поступающие с выходов квадратора 12 - (X - Х-,) масштабирукяцего блока 13 - 2Х (X - Х) и формирователя 7 - Х и на выходе его получается сигнал Х.

При возрастании отрицательного напряжения на входе пороговых устройств 4 и 5, срабатывает пороговое устройство 5, происходят аналогичные переключения, в результате которых формируются опорные напряжения - X., и Х и задается коэффициент 2X.f. Пороги срабатывания пороговых устройств 4 и 5 и величины опорных сигналов XY выбираются таким образом чтобы наиболее полно использовать динамический диапазон трансформатора 9.

Так как сигнал (X - Х), передаваемый через трансформатор 9, составляет лишь часть выходного сигнгша Х сумматора 3, то составляющая погрешность преобразования, вносимая трансформатором, будет меньше по сравнению с известным устройством. С увеличением числа пороговых уровней i уменьшается доля сигнала (X - Х) в выходном сигнале Х сумматора 3 и, следовательно, уменьшается соста ляющая погрешность преобразования, вносимая трансформатором 9. Формула изобретения Преобразователь мощности, содерж щий два сумматора, первые и вторые входы которых соединены сооветствен но между собой и подключены к входны шинам тока и напряжения, два порого вых устройства, выхогы которых соединены соответственно со входами первс го и второго разделительных трансформаторов, третий разделительный трансформатор, два формирователя опорных сигналов, масштабирующий блок, фильтрующий блок и квс1дратор, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазо на и уменьшения погрешности, в него введены генератор импульсов, два коммутатора, четвертый разделительны трансформатор, третий сумматор и ин вертор, причем вход генератора им пульсов соединен с входной шиной напряжения, выход его - через третий разделительный трансформатор с управ ляющим входом первого коммутатора и непосредственно с управляющим входом второго коммутатора, два других входа которого соединены с выходами первого и второго сумматора, выход второго коммутатора соединен через последовательно соединенные четвертый разделительный трансформатор, квадратор и первый вход третьего сумматора с первым входом первого коммутатора, а также с входами пороговых устройствJ выходы которых соединены со входами первого « ормирЬвателя опорных сигналов, выход которого соединен со вторьм входом четвертого разделительного трансфор матора, выход которого соединен с первым входом масштабирующего блока, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым и вторым входами второго формирователя опорного сигнала и выходами первого и второго разделительных трансформаторов , выход масштабирующего блока соединен со вторьвч входом третьего сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго формировате ля опорного сигнала, а выход его через инвертор со вторым входом первого кокмутатора, выход которого соединен с фильтрующим блоком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Автопское свидетельство СССР №638899, кл. О 01С 21/00, 04.07.77. 2.Амбросович В.Д. Статические преобразователи мощности для телеизмерительных систем. М.-Л., Наука, 1965, с. 60-61 (прототип).