Преобразователь энергии постояиного и переменного тока в количество илпульсов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советснин Социалистическил Республикяявлсно 31.Х 1.1971 ( 1731542/26 исоединением заявкиПриоритет Комитет оо яелам зобретений и открытийвторь ляндин, С. М. Телегин и В. Г. Овчиннико гзооретен 1 хов,Пензенский политехнический инстит явитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ПОСТОЯННОГОЕРЕМЕННОГО ТОКА В КОЛИЧЕСТВО ИМПУЛЬСО Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной техники.Известно устройство, содержащее формирователь периода, преобразователь напряжения в отношение временных интервалов, ключ, генератор опорной частоты, переключатель. Недостатком известного устройства является его аппаратурная сложность выполнения операции суммирования, а также возможность измерения энергии лишь при фиксированной частоте напряжения, питающего нагрузку. чается от изения работы ейся частоты , в него вветель напрянал, и инвердной входнойй клемме пеорого соедищая клемма егрирующего широтно-имоследнего ченеп с другой рез преобрае временных ющему входу иода выходных образователя б; Предложенное устройство отли вестного тем, что с целью обеспеч устройства в режиме изменяющ напряжения, питающего нагрузку ден интегрирующий преобразова жения в широтно-импульсный сиг тор, вход которого подключен к о клемме всего устройства и к одно реключателя, другая клемма кот иена с выходом инвертора, а об подключена к одному входу инт преобразователя напряжения в пульсный сигнал, второй вход п рез формирователь периода соеди входной клеммой устройства и че зователь напряжения в отношени интервалов подключен к управля переключателя. На чертеже изображен предлагаемый преобразователь.Он содержит устройствоперемножениядвух сигналов (па чертеже ооведено пунктир пой линией), формирователь периода 2, интегрирующий преобразователь 3 напряжения в ШИМ-сигнал, ключ 4, генератор б опорной частоты, преобразователь 6 напряжения в отношение временныхинтервалов, инвертор 7, пе реключатель 8.Средняя частота импульсов с выхода ключа4 пропорциональна текущему значению активной мощности, потребляемой нагрузкой, а количество этих импульсов в течение произволь ного интервала времени пропорциональноэнергии, потребляемой нагрузкой, причем указанные соотношения остаются справедливыми при изменяющейся частоте напряжения, питающего нагрузку,20 Действительно, преобразователь 6 напряжения в огношение временных интервалов имеет функцию преобразования- Е.в25где 1+, - длительность перпрямоугольных колебаний пре 11 и 1 з - соответственна длительности поло 30 жительного и отрицательного импульсов;Гоо - величина образцового напряженияпреобразователя,Переключатель 8 управляется выходным сигналом преобразователя б, поэтому на вход интегрирующего преобразователя 3 за каждый интервал 11+аз в течение времени 11 поступает напряжение+Ег(1) (оно пропорционально то. ку через нагрузку), а в течение времени язв напряжение - Ег(1), т. е. среднее за интервал гг+12 напряжение на выходе переключателя определяется выражениемУвых.а (8) = Ег (8)1,+ 1 хПолагаем, что напряжение Ег(1) не успевает существенно измениться за время 1+гз, так как период Т напряжения Ег (1) значительно превосходит период 1,+1 з выходного сигнала преобразователя б. Следовательно,Ег (У) ЕУвых.зооЭто напряжение поступает на вход интегрирующего преобразователя 3 напряжения в ШИМ-сигнал. Последний по принципу действия аналогичен преобразователю б с той лишь разницей, что период генерируемых им импульсов задается извне путем подачи на его тактирующий вход импульсов с выхода формирователя 2, период которых Т равен периоду напряжений Ег(1) и Е,(1), т. е, в данном случае 1 г+1 з=Т а функция преобразования преобразователя 3 имеет вид:Т 1 7 в -Увых,з й. 1 оз,/ Здесь Уоз - величина образцового напряжения преобразователя 3.Учитывая, что Е,= Кг г (1); Е, = К, Г,г (1), У (1)- соответственно ток через нагрузку и напряжение на ней; Кг, К, - коэффициенты передачи предварительных преобразователей. При синусоидальных У(1) и г(г) получимТ, - Т,=К ТР,где Р - активная мощность, потребляемая нагрузкой,В каждый период Т., ключ 4 открывается навремя Т, - Тз, следовательно, средняя частота5 импульсов на его выходе равнаT,где Го - частота импУльсов с выхода генеРа тора б образцовой частоты, аГ=Го К Р,т. е. средняя частота импульсов с выходаключа пропорциональна активной мощности, 15 а следовательно, количество импульсов залюбой интервал времени выражает энергию, потребляемую нагрузкой, ее цифровое значение может быть получено с помощью счетчика, стоящего на выходе предлагаемого преоб разователя.Преобразователь одинаково успешно работает и в режиме измерения энергии постоянного тока без каких-либо переключений в его схеме.25Предмет изобретенияПреобразователь энергии постоянного и переменного тока в количество импульсов, содержащий формирователь периода, преобразо ватель напряжения в отношение временныхинтервалов, ключ, управляющий вход которого подключен к генератору опорной частоты, переключатель, отгичагощийся тем, что, с целью обеспечения работы устройства в режи ме изменяющейся частоты напряжения, питающего нагрузку, в него введены интегрирующий преобразователь напряжения в широтно- импульсный сигнал и инвертор, вход которого подключен к одной входной клемме всего уст ройства и к одной клемме переключателя, другая клемма которого соединена с выходом инвертора, а общая клемма подключена к одному входу интегрирующего преобразователя напряжения в широтно-импульсный сигнал, 45 другой вход последнего через формировательпериода соединен с другой входной клеммой всего устройства и через преобразователь напряжения в отношение временных интервалов подключен к управляющему входу переключа тел я.375778Составитель А. Белов Редактор Т. Ларина Техред Л. Богданова Корректор В. Жолудев каз 135510 Изд.1339 Тираж 780 Подписное НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5 ипографиапунова,