Способ определения эффективного значения несинусоидального напряжения в ключевых преобразователях синусоидального напряжения

ОПИСАНИЕ 30 РЕТЕНИЯ Сфвз Советскид Социалистических Республик(22 Заявлено 1502.77 (21) 2452592/18-21 (51) М. Кл.2 с присоедииийем заявки Йо С 01 Н 19/02 Государственный комитетСССР по делаи изобретений и открытий(088,8) Дата опубликования описания 3005,80 гЪ",Г г(72) Авторыизобретения Б.К. Жарский и В.В. Голубев Институт Электродинамики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .ЭФФЕКТИВНОГО ЗНАЧЕНИЯ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО. НАПРЯЖЕНИЯ В КЛЮЧЕВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к областиэлектроизмерений в цепях с несинусоидальными токами и напряжениями иможет быть использовано для измерения или определения эФФективногозначения синусоидальных импульсномодулированных токов и напряженийв ключевых преобразовательных устрой-ствах, а также в качестве преобразователей эффективного значения вы-ходной величины при их регулирова. нии.Известен способ определения эФ-.Фективного значения. напряжения впреобраэовательных устройствах приФазовом регулировании, всоответ-сгв 9 и: С приблкженнйм статическим:выражением 1),Поскольку эФФективйое значениеиззееряемого напряжения при данномспособе определяЬтся иэ:приближенной формулы, точность такого спо, соба огранлчена. Относительно сложна реализация сйособа измерения,большое число эмпирических коэффицнентов, часть из которых являетсяФункциями угла регулирования. Крометого, способ применим только лишьдля определения эФФективного значе.ния.ыапряжения при Фазовом регулнровании на омическую нагрузку. Фазовое регулирбвание - только лишь один ИЗ ВИДОВ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУляЦии, В преобразовательной технике, помимо Фазового регулирования, используется много других видов импульсной модуляции, для которых этот способ не применим, К тому же нагрузка преобразовательныхустройств, как правило, не омн ческая, а активно-индуктивная.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, в соответствии с которым модулйрование напряжения квадратируют, 15 .йнтегрируют и из полученного результатаизвлекают квадратный корень (2),,Однако проведение такого квадратирования и интегрирования несннусоидального напряжения требует привле чения вычислительных машин,т.е.проведения большого числа громоздких операций, что существенно усложняет известный способ.Цель изобретения - упрощение, а 25 также расширение Функциональнык воз можностей путем измерения козфФициента мощности при работе преобразователя на активную нагрузку.Указанная цель достигается тем, 30 что прн способе в соответствии с(1) .в (2) с Ж полуПодставив выражениеучетом того, что фЖчаемйа- 1 О ма, (3) на входнбго- ве ейия в относительных еой стороны при разложеванного напряжения в рем напряж диницах, ии мод фурье дул пол Ю(4), по Пре учим т) соз Введем Ан Ц =сп ряда Фурь косинусны и-й гармо й ю 0 ент ряЯасйну соида регулировведенн оэ ицие и-я гармо ах или ст и при нь сдв ники; рп при Фурье дл льных ч аиия иый коэффигармбни ки ли степен ники. веденя. и-йенахгармо"=потОктом модулированное напряжениеквадратируют и интегрируют, опера"цйю квапратирования и интегрирования выполняют путем выделения основной гармоники, определяют косинус угласдвига между выделенной основной гармоникой напряжения и входным напряжением преобразователя, умножают ве" лоичину угла косинуса угла сдвига на эффективное значение основной гармоники, полученный результат де лят на величину эффективного значения входного напряжения, из определенного таким образом значения извлекают квадратный корень, а результат корня умножают на эффективное значение входного напряжения и измеряют, а также тем, что измеряют значение результата.Модулированное напряжение на выходе преобразователя может быть записано какО(О нЦМФ(Ж)) где П(с) = ЧзЫ изб - напряжение на входепреобразователя; О - амплитуда напряжения на вхоЮ де прео бр аз о вател я; ф(т.) - единичная модулирующаяфункция,Эффективное значение напряжения,выраженного Формулой (1), равно) 0 (ОФМд 1 (7)фоО Сравнивая формулы (3) и (7), приходим к окОнчательному выражениюЦМ Г 2Р РОпределить коэффициент ур можно15 следующим образом.Действующее значение напряженияпервой гармоники в выходном (модулированном) напряжении равноо оГ 6 чн от(9)20 р, с 1Косинус угла сдвига между входнымнапряжением и первой гармоникой вмодулированном, напряжении равенЪ,СОРЯ25 /Ю тооУмножив формулу (9) на (10), получимОсозм. Орр (лл)Йа чертеже изображена блок-схемаустройства, реализующего способ.Она состоит из Фильтра 1, выде-ляющего основную гармонику в модулированном напряжении, фазового детектора 2, блока 3 деления, блока 4извлечения корня, множительного устройства 5, индикатора 6 эффективного значения измеряемого напряжения,индикатора 7 коэффициента мощности,при работе преобразователя на актив 40 ную нагрузку, ключевого преобразователя 8, нагрузки 9 преобразователя.На выходе фильтра 1 получают напряжение основной гармоники0 =0 о + Д . ,Полученное н ряжениеф 245 лм рспоступает н а вход фазового детектотора 2, а на второй вход его же поступает напряжение сети, На выходефазового детектора 2 получают напря 5 О жение, пропорциональное.Осо 9= ОоПолученный сигнал подается на входблока 3 деления, а на второй входблока деления поступает напряжениесети, На выходе блока деления 3 по. н 5 учают величинУ, пРопоРииональнУюРлИз полученной величины извлекают квадратный корень в блоке 4.С выхода блока 4 сигнал, пропорциональный .Яр, поступает на вход множительного устройства 5, на второй60 вход которого поступает напряжениесети. На выходе .множительного устройства 5 получают сигнал, пропорциональный О,= О ЭР 1, который потомзаводят в цепи обратных связей пре 65 образовательных устройств илв вы7 37 В 46 ИИПИ Заказ 2654/2 жгород, ул. Проект ыиая ИИПатен водят на индикатор 6 эффективногозначения измеряемого напряженияПри работе преобразователя наактивную нагрузку, когда форма токаи выходного напряжения одинаковы,коэффициент мощности равен корнюквадратному из приведенного коэффициента синусного ряда Фурье при первой гармоники,Таким образом, для измерения коэффициента мощности при работе преобразователя на активную нагрузку выводят величину на индикатор 7, шкала которого проградуирована в делениях коэффициента мощности.Использование данного способа дляопределения эффективного значениянесинусоидального напряжения в ключевых преобразователях синусоидального напряжения обеспечивает упрощениеи расширение функциональных возможностей за счет измерения коэффициента мощности преобразователя при егоработе на активную нагрузку. Формула изобретения 1. Способ определения эффективного значения несинусоидального напряжения в ключевых преобразователях синусоидального напряжения, заключающий" ся в том, что измеряемое модулированное напряженке квадратируют и интегрируют, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения,операцию квадратирования и интегрирования выполняют путем выделенияосновной гармоники, определяют косинус угла сдвига -между выделеннойосновной гармоникой напряжения и входным напряжением преобразователя,умножают величину угла косинуса угласдвига на эффективное значение основной гармоники, полученный результат делят на эффективное значениевходного напряжения, из определенного таким образом значенкя извлекаютквадратный корень, а результат извлечения квадратного корня умножают на15 эффективное значение входного напряжения и измеряют.2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью измерения коэффициента мощности при работе20 ключевого преобразователя на актив- -ную нагрузку, измеряют значений ре зультата извлечения квадратного корня индикатором, шкала которого проградуирована в единицах коэффициента5 мощностиИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ГДР 9 105670,кл. 6 01 й 19/02, 1974.2. Горелин А,Л, Промышленнаяэлектроника. Госэнергоиздат, 1951,с. 114,Тираж 1019 Подписное