Преобразователь коэффициента мощности в напряжение

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 23.10.84. Бюл. 9 39 (72) В.У.Кизилов и А.И.Чернявский (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина(56) 1. Кцзщ 1 егеМ Еурпцпй, Ыпз 11 Магер. Рггуггод до Ьеаровгейп 1 еео рощхагц дзрогегуппЖа пюсу рггу одЕвггагесопусЬ ргяеЬеаасЬ пар 1 еус 1 а, 3. ргМц- Рощагу АцГощас. Коптюг" 1979, 25, У 2, йод."СЬещоацгощагуса".2. Патент Швейцарии Р 557033, кл. С 01 К 21/06, 1974., (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ИОЩНОСТИ В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий перемножитель, к выходу которого подключен вход фильтра низких частот о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его надежности, в него введены два сумматора, усилитель и последовательно соединенные полосовой фильтр и преобразователь переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с первым вхо дом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу пере- множителя, выход которого соединен с входом полосового фильтра, а второй вход - с выходом второго сумматора, первый вход которого подключен к выходной шине и через усилительО к выходу фильтра низких частот, при-, 19 чем вторые входы обоих сумматоров соединены с соответствующими входными шинами.Изобретение относится к электро- измерительной технике и.может быть использовано для контроля и управления потоками реактивной энергииИзвестен преобразователь коэффициента мощности в напряжение, содержащий измерительные преобразователи активной и кажущейся мощности, выходы которых соединены с входами дели- тельного блока. Измерительный преоб разователь кажущейся мощности включает в себя измерители действующих значений тока и напряжения, на вход которых поступают сигналы, пропорцио нальные току и напряжению контролируемой цепи, а их выходы подключены к входам перемножителяНедостаток устройства - его сложностьНаиболее близким к изобретению 20 является преобразователь коэффициента мощности в напряжение, содержащий два перемножителя, три фильтра низких частот, два квадратора, блок извлечения корня и делитель. Сигналы, пропорциональные току и напряжению контролируемой цепи, поступают с входных шин на входы соответствующих квадраторов и на входы первого перемножителя, к выходу которого под- З 0 ключен вход первого фильтра низких частот, выход которого соединен с первым входом делителя, выходы квадраторов подключены соответственно к входам второго и третьего фильтров низких частот, выходы которых35 подключены к входам второго перемножителя, выход которого соединен с входом блока извлечения корня, выход блока извлечения корня соединен40 с вторым входом делителя, выход которого является выходом устройства 2Недостатки известного преобразователя - его сложность и низкая надежность вследствие наличия в его45 составе большого количества сложных вычислительных блоков, таких как делитель и блок извлечения корня.Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.Поставленная цель достигается50 тем, что в преобразователь коэффициента мощности в напряжение, содержа" щий перемножитель, к выходу которого подключен вход фильтра низких частот, введены два сумматора, усилитель и последовательно соединенные полосовой фильтр и преобразователь переменного напряжения в постоянное,выход которого соединен с первымвходом первого сумматора, выход которого подключен к первому входу перемножителя, выход которого соединенс входом полосового фильтра, а второй вход - с выходом второго суммато.ра, первый вход которого подключенк выходной шине и через усилитель -к выходу Фильтра низких частот, причем вторые входы обоих сумматоровсоединены с соответствующими входными шинами.На чертеже приведена функциональная схема преобразователя,Преобразователь содержит перемножитель 1, к выходу которого подключены последовательно соединенныефильтр 2 низких частот и усилитель 3,а также последовательно соединенныеполосовой фильтр 4 и преобразователь 5 переменного напряжения в постоянное, выход которого подключенк первому входу первого сумматора 6.Выход усилителя 3 подключен к первому входу второго сумматора 7. К вторым входам сумматоров 6 и 7 подключены соответственно входные шины 8и 9, сигналы на которых пропорциональны току х(й) и напряжению у(С)исследуемой цепи, Выходы сумматоров 6и 7 соединены с входами перемножителя 1.Рассмотрим работу преобразователя,предположив, что входные сигналы перемножителя имеют видх(с) = Х Бдпцс;у(г.) = У,Ып(со 1+су), (1)где Х и У, -амплитудные значенияпеременных тока и напряжения исспедуемойцепи;С - угол сдвига Фаз междутоком и напряжением. Напряжение на выходе перемножите"ля 1 описывается выражениемгде=1 сх(с)-фс) у(е)+сС.(с), (2)Р(с:) - напряжение на вьиоде преобразователя 5;сс(с) - напряжение на выходе усилителя 3;к - масштабный коэффициентперемножителя 1.С учетом выражения (1)Ех(С)у(1)=ЫБ.СозесХУСоз(2 уС+ф,где Х и У - действующие значения тока и напряжения,Полосовой фильтр 4 пропускает составляющую двойной частоты, амплитуда3 11 которой пропорциональна кажущейся мощности, и сигнал 3(С) после выпрям. ления и сглаживания пропорционален кажущейся мощности- ХУТаким образом, устройство имеет воэможность измерять кажущуюся.мощность.Подключение сигнала (с) таково, что обратная связь по данному сигналу отрицательна Выходной сигнал 4(С) перемножителя 1 поступает на фильтр 2 низкой частоты и усилитель 3, вместо которых может быть использован интегратор .с сохранением всех остальных связей. На выходе фильтра 2 низкой частоты формируется напряжение постоянного тока )ь (с) .Среднее значение выходного сигнала перемножителя за период преобразования входных сигналов Т равноТу =-(с)йсПили, о учетом (2)=1 сх(с)у(с)-(с) сс(с)1 у (3) где выражение с чертой - среднее значение этого выражения за период Т. 20249 4Слагаемые, соответствующие х(с)(С)и у(С)(С)у отсутствуют, посколькуих среднее значение эа период Т равно нулю.5В установившемся режиме при большом коэффициенте усиления усилителя 3 устанавливается такой режим,при котором среднее значение 4 эапериод преобразования близко к нулю.Тогда, иэ (3) следуетк(т)уй) - р(т)н(т).Так как сигналы )х и- сигналы постоянного тока, тох(с) у(с) =с/3.При входных сигналах устройства х(с) и у(С), пропорциональных току и напряжению контролируемой цепи, среднее значение их произведения активная мощность, сигнал (3 пропорционален кажущейся мощности, тогда Ю пропорционально коэффициенту мощностиХтСоэч)-- =- Соя).АХ У ЗсПредлагаемый преобразователь коэффициента мощности в напряжение прост и, следовательно, надежен, поскольку содержит только один сложный узел - аналоговый перемножитель.щщиПИ Заказ 7733/32 Тираж 710 По исное ВлФилине ППП НПетент, г.унгород, ул.Проектик, 4