Измерительный преобразователь мгновенного значения мощности

Ф.; л4нат 1о ".фим.с (.й ОПИС ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н 11752181 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 100778 (21) 2639534/18-21 (5 ОМ с присоединением заявки Но(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ МОЩНОСТИ блртлиыд отцлгитц к имдвиСоюз Советских Социалистических РеспубликГосударственный комитет СССР но делам изобретений и открытийимпульсного модулятора, каждая издвух полуобмоток трансформатора токаподсоединена к цепи, состоящей иэпоследонательно соединенных делителянапряжения,.аналогового ключа, амплитудного модулятора, а выходы амплитудных модуляторов подключенык Фильтру низких частот, выход которого через переключатель соединенсо входом масштабного усилителя;первичная обмотка дополнительноготрансформатора тока, включенная после..довательно с первичной обмоткойтрансформатора тока, а вторичнаясо входом порогового устройства,выход которого подключен к управляющим входам аналоговых ключей и переключателю,На чертеже представлена принципиальная схема измерительного преобразователя мгновенного значения мощности, используемого в трехфазной цепи.Преобразователь содержит генератор 1 линейно нарастающего напряжения, а в каждой фазе измерения трансформатор 2 напряжения, подключенный к широтно-импульсным модуляторам 3,4; трансформатор 5 тока, подключенный к делителям 6,7 напрякения, выход которых через аналоговые ключи 8,9, амплитудные модуляторы 10, 11 подключены к операционным входам Фильтра 12 низкой частоты, выход которого через пере-, ключатель 13 коэффициентов усиления масштабного усилителя подсоединен к масштабному усилителю 14, дополнительный трансформатор 15 тока, соединенное с ним пороговое устройство 16, выход которого подключен к управляющим входам аналоговых ключей и переключателя коэффициентов.Измерительный преобразователь работает следующим образом.Ток и напряжение контролируемой цепи подаются на трансформаторы 2,5,15 тока и напряжения, С генератора 1 на входы модуляторов 3,4 подаются униполярные импульсы пилообразной Формы с постоянной амплитудой О, и частотойВ модуляторах 3,4 происходит сравнение опорного сигнала со входным напряжением О и преобразование последнего в последовательность прямоугольных иМпульсов постоянной частоты Г 0 . Эта последовательность характеризуется коэффициентом модуляции, который пропорционален длительности импульсов, В преобразователе используется широтно-импульсная модуляция первого рода с модуляцией среза импульса, т.е. момент среза импульса определяется величиной модулирующего напряжения.Ои(с ) Оср( )Оньх.ср Оср.(0Ор На выходе фильтра 12 в зависимости от его частотных характеристик из ИШИМ последовательности ныделяется сигнал, пропорциональный либо мгновенной мощности, либо среднему значению.Для точного измерения мощности в условиях больших токов в преобразователь введены элементы автоматического изменения масштаба измеряемых величин, При возникновении в контролируемой цепи короткого замыкания и превЫшении измеряемого тока некоторой установленной величины, по сигналу от трансформатора 15 тока срабатывает порогоное устройство 16, выходной сигнал которого управляет аналоговыми ключами 8,9 и переключателем 13, При этом аналоговый ключ 8(9) подсоединяет к операционному входу амплитудного модулятора 10(11) выход нижнего плеча делителя 6(7) напряжения, а переключатель 13 устанавливает соответстнующее значение К масштабного усилителя 14. 40 55Применение измерительного преобразователя мгновенногО значениямощности позволяет осуществлять вычисление управляющих воздействий нетолько в доаварийном режиме, но и в 60 момент возникновения аварии, с учетом повышения токов коротких замыканий большой кратности, при этомточность измерения в доаварийном режиме составляет 0,5, а в аварий ном - 1-1,5. Длительность к-го импульса равнаОС)Ф= - -г )к оогде с = пт + г;5 Т - период напряжения опорнойчастоты.Частота импульсов модуляторанамного превышает частоту изменениявходных сигналов с целью воэможностиизмерения мгновенного значения мощности.Преобразованный в трансформаторе5 ток в пропорциональное значениенапряжения поступает в модуляторы10,11, н опоры иэ кривой, пропорциональной току О;(с), вырезаютсяимпульсы длительностью с = 5 Оц(с,которые образуют результирующую амплитудно-широтно-модулированную последовательность импульсов (ЛЛЗИМ).2 О Среднее за к-ый период ШИМ значение напряжения на выходе амплитудного модулятора пропорционально произведению длительности импульса с исреднего за длительность импульсанапряжения, пропорционального входному току О;(с)Формула изобретения Измерительный преобразователь мгновенного значения мощности, содержащий генератор линейно нарастающего напряжения, к выходу которого подключены два широтно-импульсных модулятора, выходы которых соединены с управляющими входами соответствующих амплитудных модуляторов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения Функциональных возможностей за счет измерения мощности . в момент аварии контролируемой цепи, в него введены трансформатор напряжения и трансформатор тока, имеющие нулевые средние выводы вторичных обмоток, делители напряжения, аналоговые ключи, фильтр низкой частоты, масштабный усилитель, переключатель, дополнительный трансформатор тока, пороговое устройство, причем вторичная обмотка трансформатора напряжения подключена ко входам широтно-импульсного модулятора, каждая из двух полуобмоток трансформатора токаподсоединена к цепи, состоящей изпоследовательно соединенных делителянапряжения, аналогового ключа, амплитудного модулятора, а выходы амплитудных модуляторов подключены кфильтру низких частот, выход которогочерез переключатель соединен совходом масштабного усилителя, первичная обмотка дополнительноготрансФорматора тока, включенная последовательно с первичной обмоткойтрансформатора тока, а вторичная -со входом порогового устройства,выход которого подключен к управляющим входам аналоговых ключейи переключателю.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 516965, кл. С 01 й 21/06, 22,08.74.20 2, Кирьянов В,П, и др, Преобразование интегральных характеристикпериодических напряжений во временной интервал. - "Автометрия",1969, Р 2, с. 26.