Устройство для измерения коэффициента электрической мощности Советский патент 1981 года по МПК G01R21/00 

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной . технике и предназначено для использования при измерениях коэффициента злектрической мощности в электрических сетях.

Известно устройство для измерения коэффициента злектрической мощности, содержащее фазовращатель, управляемыв делители, сумматор, схему сравнения, интеграторы и отсчетное устройствоD3.

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон измерения коэффициента электрической мощности.

Известно также устройство для изт мерения коэффициента электрической мощности, содержащее тиристорный ключ, управляющий электрод которого подключен к формирователю импульсов, а катод к нагрузочному резистору, стабилизатор напряжения, выход которого через фильтр и усилитель

подключен к аноду тиристора, амплитудный детектор, вход которого- подключен к нагрузочному резистору, а выход - к блоку регистраций 2/.

Недостатком данного устройства является то, что коэффициент электрической мощности измеряется только для углов в диапазоне от О до .

Целью изобретения является расширение диапазона измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения коэффициента электрической мощности, содержащее стабилизатор напряжения, формирователь импульсов и нагрузочный резистор, введены тиристорный ключ, последовательно соединенные усредняющие и нормирующее устройства, сумматор, нуль-орган и коммутатор полярности опорного напряжения, причем выход стабилизатора напряжения соединен с входом симметричного тиристорного ключа, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с управляющим входом усредняющего устройства, вход которого соединен с нагрузочным резистором и выходом тиристорного ключа, а выход через нуль-орган и коммутатор полярности опорного напряжения - с первым входом сумматора, вто рой вход которого соединен с выходом нормирующего устройства. На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства для измерения коэффициента электрической мощности, на фиг, 2 - 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит стабилизатор напряжения, формирователь2 импуль сов, симметричный тиристорный ключ 3 нагрузочный резистор 4, последовательно соединенные усредняющее устро ство 5, нормирующее устройство 6, сумматор 7, последовательно соединенные нуль-орган 8 и коммутатор 9 полярности опорного напряжения, при. чем выход стабилизатора 1 соединен с входом симметричного тиристорного ключа 3, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя 21и с управляющим входом устройства 5, вход устройства 5 соединен с выходом ключа 3, который подключен к резистору 4, Кроме того, выход устройства 5 со динен с входом нуль-органа 8, а выход коммутатора 9 подключен ко второму входу сумматора 7, , Напряжение сети поступает на стаб .ЛИЗатор 1 ,который поддерживает его н заданном уровне. Стабилизированное по амплитуде напряжение подается через ключ 3 на загрузочный резистор 4.На 1. управляющий вход симметричного тирис ного ключа 3 поступают импульсы, кот рые вырабатывают формирователь 2, вход которого связан с цепью контролируемого тока i. Формирователь 2 вырабатывает импульсы только в момен перехода через нуль нарастающей кривой контролируемого тока с периодом равным периоду контролируемого тока, импульсы поступают на запуск клю ча 3 и на управляющий вход устрой ства 5. Если контролируемый ток отстает от контролируемого напряжения на угол (см, фиг, 2) , то управляющий импульспоступает с задержкой на угол Ч по отношению к момен ту перехода через нуль нарастающей кривой синусоидального напряжения, и ключ 3 открывается с приходом по9. 4 ложительной полуволны синусоидального напряжения,, с задержкой относительно ее начала на угол f . При этом на резисторе 4 выделяется часть положительной полуволны синусоидального напряжения, заключенная между углами-Ч и JT (см, фиг,2г). Если контролируемый ток опережает контролируемое напряжение на угол М , (см, фиг, З), то управляющий импульс поступает на ключ 3 с опережением на угол Ч по отношению к моменту перехода через нуль кривой синусоидального напряжения, и ключ 3 открывается с приходом отрицательной полуволны синусоидального напряжения, с за,г держкой относительно ее начала на угол JT - Ч При этом на резисторе 4 выделяется часть отрицательной полуволны синусоидального напряжения, заключенная между углами X - Ч и ОТ (см, фиг, 3,г), Импульсы, поступающие с выхода формирователя 2 и следующие с периодом повторения, равным периоду контролируемого напряжения, управляют устройством 5, которое может быть построено на базе интегратора с запоминающей обратной связью. На выходе устройства 5 формирует- ся постоянное напряжение, равное среднему значению части полупериода синусоидального напряжения, выделенной на резисторе 4, Причем, если конт- ролируемый ток отстает от контролируемого напряжения, то полярность напряжения на выходе устройства 5 положительная (см, фиг, 2,д), а если ток опережает контролируемое напряжение, то - отрицательная (см, фиг, 3,д), С выхода устройства 5 среднее значение части полупериода синусоидального напряжения поступает на устройство 6, которое представляет собой нормирующий делитель напряжения, С выхода устройства 6 пронормированное среднее значение части полупериода синусоидального напряжения поступает на первьлй вход сумматора 7, на второй вход которого с выхода коммутатора 9 поступает опорное напряжение. Величина опорного напряжения равна 1 В, а его полярность устанавливается с помощью коммутатора 9 в зависимости от полярности среднего значения напряжения на выходе устройства 5. Управление коммутатором 9 осуществляется с помощью нуль-органа 8, который при положительной полярности, напряжения на выходе у устройства 5 выдает напряжение, достаточное для того, чтобы коммутатор 9 вьщал на второй вход сумматора 7 опорное напряжение отрицательной полярности (см. фиг. 2,е) и, наоборот, при отрицательной полярности напряжения на выходе устройства 5 - опорное напряжение положительной полярности (см. фиг. 3,е).На выходе сумматора 7 получаем напряжение, соответствующее коэффициенту электрической мощности, пронормированному в единицах напряжения, величина которого при изменении фазового угла f в диапазонах от О до JT и от О до - JT может принимать значения от +1 В до -1 В (см. фиг. 2,ж и 3,ж), .

Формула изобретения

Устройство Щ1Я измерения коэффициента электрической мощности, содержащее стабилизатор напряжения, формирователь импульсов и нагрузочный резистор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены тиристорный ключ, последовательно соединенные усредняющие и нормирующее устройства, сумматор, нуль-орган и коммутатор полярности опорного напряжения, причем выход стабилизатора напряжения соединен с входом симметричного тиристорного ключа,

управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и управлякщим входом усредняющего устг ройства, вход которого соединен с нагрузочным резистором и выходом

тиристарного ключа, а выход через нуль-орган и коммутатор полярности опорного напряжения,с первым входом сумматора, второй Bxojt которого соединен с выходом нормирующего

устройства.

Источники информации, принятые во внимание пои экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 708250, кл. G О R 21/06,

G 01 R 25/02, 03.10.77.

2.Авторское свидетельство СССР 646265, кл. G 01 R 21/00, 09.11.77 (прототип).

а, UUmSt Uft в 6

If

о

-г

Ц

-6

d i-LnSlftftat

в-Упр. инп

Z , g

О

,; i

С

т. Co3f f О

Фиъ.г