Датчик действующего значения напряжения переменного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R19/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и релейной защите объектов электрических систем и станций и может найти применение при разработке и построении измерительных органов релейной защиты на базе цифровой микроэлектронной техники.

Преимущественно изобретение предназначено для разработки систем защиты объектов как комплекса задач автоматизированных систем управления технологическими процессами на электрических станциях или в электрических системах.

Известно устройство для измерения действующего значения напряжения переменного тока, содержащее двухполупериодный выпрямитель и фильтр низких частот 1.

Недостатки устройства - низкая скорость измерения и нестабильность выходного сигнала во времени - обусловлены тем, что устройство содержит фильтр низких частот.

Известно также устройство для измерения действующего значения напряжения переменного тока,содержащее блоки возведения в квадрат,суммирования и извлечения квадратного корня 2.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием блоков возведения в квадрат и извлечения квадратного корня.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения среднего значения напряжения переменного тока, содержащее двухпо10лупериодный выпрямитель на операционном усилителе и двух диодах, два фильтра низких частот и опорный канал на трех резисторах 3.

Недостатком известного устройства

15 является низкая скорость измерения и нестабильность выходного сигнала во времени. Указанные недостатки обусловлены тем, что устройство содержит фильтры низких частот.

20

Цель изобретения - повышение быстродействия и стабилизация выходного сигнала во времени.

Указанная цель достигается тем, что в датчик действующего значения

25 напряжения переменного тока, содержащем двухполупериодный выпрямитель, вход которого подключен к входной клемме, введены сумматор-интегратор, электронный ключ, запоминающий эле30мент и нуль-орган, при этом выход двухполупериодного выпрямителя соединен с первым входом сумматора-интегратора, к выходу которого через электронный ключ присоединен вход . запоминающего элемента, выход которого соединен с выходной клеммой и со вторым входом сумматора-интегратора, управляющий вход электронного ключа соединен с выходом нуль-органа вход которого присоединен параллельн входу двухполупериодного выпрямителя Дополнительное включение запоминающего элемента и электронного ключ позволяет образовать опорный канал и обратную связь, которая стабилизирует выходной сигнал датчика и напр жения в опорном канале. Введение сум матора-интегратора позволяет получи действующее значение напряжения пе ременного тока согласно следующей математической зависимости и к-иф| где и - действующее значение напряжения переменного тока; К - масштабный коэффициент. - период следования измеря емого напряжения; U(t) - мгновенное значение напряжения переменного ток Дополнительное включение нуль-органа позволяет осуществить управлени электронным ключом в конце цикла изменения, равного по времени полупериоду измеряемого напряжения. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма работы устройства, точка а соответствует моменту измерения величины измеряемого напря жения. Устройство содержит двухполупериодный выпрямитель 1, вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход к первому входу сумматора-интегратора 2. Выход сумматораинтегратора 2 подключен через электронный ключ 3- на выход запоминающег элемента 4, выход которого подключен ко второму входу сумматора-инте ратора 2. Управляющий вход электрон ного ключа 3 соединен с выходами нуль-органа 5, вход которого соединен со входом двухполупериодного вы прямителя 1 (см. фиг. 1) . Устройство работает следующим об разом. Измеряемое напряжение U)({t) выпрямляется Двухполупериодным выпрямителем 1 (см. фиг. 2 а). В течение первогополупериода сумматор-инт.егр тор 2 интегрирует Ux(t) (см.фиг.2 г В момент перехода измеряемого напря жения через нуль нуль-орган 5 выраб тывает единичные импульсные сигналы (см. фиг. 2 б), которые на короткое время открывают электронный ключ 3, запоминающий элемент 4 за время, когда открыт электронный ключ 3, запоминает с обратным знаком выходное напряжение сумматора-интегратора 2 (см. фиг. 2 д). Выходное напряжение запоминающего элемента 4 является выходным сигналом датчика Ug, (t) . Одновременно с запоминанием на следующий интервал времени измерения выходной сигнал поступает на второй вход сумматора-интегратора, где масщтабируется и складывается с U(t) (см. фиг. 2 в). С этого времени устройство переходит в режим слежения за изменением действующего значения измеряемого напряжения и коррекции (t) в конце каждого полупериода следования, измеряемого напряжения по сигналам от нуль-органа 5. Таким образом, время измерения составляет один полупериод. Использование изобретения в сравнении с известными устройствами измерения действующего значения напряжения переменного тока обеспечивает более высокую скорость измерения действующего значения со стабильньц«1 выходным сигналом во времени. Формула изобретения Датчик действующего значения напряжения переменного тока, содержащий двухполупериодный выпрямитель, вход которого подключен к входной клемме, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия и стабилизации выходного сигнала во времени, он снабжен сумматороминтегратором, электронным ключом, запоминающим элементом и нуль-органом, при этом выход двухполупериодного выпрямителя соединен с первым входом сумматора-интегратора, к выходу которого через электронный ключ присоединен вход запоминающего элемента, выход которого соединен с выходной клеммой и со вторым входом сумматора-интегратора, управляющий вход электронного ключа соединен с выходом нуль-органа, вход которого присоединен параллельно входу двухполупериодного выпрямителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Известия ВУЗов. Электромеханика, 1976, № 7, с. 742-746. 2.Авторское свидетельство СССР № 238004 кл. G 01 R 19/02, 1967. 3.МартЯШИН A.M. и др. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерений.. М., Энергия, 1976, с. 155, рис.3-21 (прототип).