Датчик действующего значения напряжения переменного тока

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпнк ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1898333(22) Заявлено 190280 (21) 2886618/18-21 51)М Кп з 6 01 В 19/02 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(7) ) Заявитель Могилевский машиностроительный институт(54) ДАТЧИК ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электро- иэмерительной 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 бло. ки возведения в квадрат, суммирования к извлечения квадратного корня 2. Недостатком известного устройстваявляется сложность .конструкции, обусловленная наличием блоков возведенияв квадрат и извлечения квадратногокорня.Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения среднего значения напряженияпеременного тока, содержащее двухполупериодный выпрямитель на операционном усилителе и двух диодах, двафильтра низких частОт и опорный канал на трех резисторах 3.Недостатком известного устройстваявляется низкая скорость измеренияи нестабильность выходного сигналаво времени. Указанные недостаткиобусловлены тем, что устройство содержит фильтры низких частот.Цель изобретения - повышение быстродействия и стабилизация выходногосигнала во времени.Указанная цель достигается тем,что в датчик действующего значения 25 напряжения переменного тока, содержащем двухполупериодный выпрямитель,вход которого подключен к входнойклемме, введены сумматор-интегратор,электронный ключ, запоминающий элеЗ 0 мент и нуль-орган, при этом выход20 Б = К Бфгде 1) - действующее значение напряжения переменного тока;К - масштабный коэффициент. 25 где Т - период следования измеряемого напряжения;ЗОБ(1) - мгновенное значение напряжения переменного тока.Дополнительное включение нуль-органа позволяет осуществить управление 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 40 измерения величины измеряемого напряжения.Устройство содержит двухполупериодный выпрямитель 1, вход которого подключен к входной клемме устройст ва, а выход к первому входу сумматора-интегратора 2. Выход сумматора- интегратора 2 подключен через электронный ключ 3 на выход запоминающего элемента 4, выход которого подключен ко второму входу сумматора-интегратора 2. Управляющий вход электронного ключа 3 соединен с выходами нуль-органа 5, вход которого соединен со входом двухполупериодного выпрямителя 1 (см. фиг, 1).Устройство работает следующим образом.Измеряемое напряжение Б выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 1 (см, фиг. 2 а). В течение Щ первогополупериода сумматор-интегратор 2 интегрирует Б (см.фиг.2 г). В момент перехода измеряемого напряжения через йуль нуль-орган 5 выраба 55 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.Дополнительное включение запоминающего элемента и электронного ключа, позволяет образовать опорный канал и обратную связь, которая стабилизирует выходной сигнал датчика и напряженияв опорном канале. Введение сум матора-интегратора позволяет получить действующее значение напряжения переменного тока согласно следующей математической зависимости 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 Бв, (1). Одновременно с запоминанием на следующий интервал времени измерения выходной сигнал поступает на второй вход сумматора-интегратора, где масштабируется и складывается с Ц(1) (см. фиг. 2 в). С этого времени устройство переходит в режим слежения за изменением действующего значения измеряемого напряжения и коррекции Бкц (1) 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 стабильным выходным сигналом во времени.Формула изобретенияДатчик действующего значения напряжения переменного тока, содержащий двухполупериодный выпрямитель,вход которого подключен к входнойклемме, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействия и стабилизации выходного сигналаво времени, он снабжен сумматороминтегратором, электронным ключом,запоминающим элементом и нуль-органом, при этом выход двухполупериодного выпрямителя соединен с первым входом сумматора-интегратора, квыходу которого через электронныйключ присоединен вход запоминающегоэлемента, выход которого соединен свыходной клеммой и со вторым входомсумматора-интегратора, управляющийвход электронного ключа соединен свыходом нуль-органа, вход которогоприсоединен параллельно входу двухполупериодного выпрямителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Известия ВУЗов. Электромеханика, 1976, М 7, с. 742-746.2. Авторское свидетельство СССРР 238004 кл. 6 01 В 19/02, 1967.3. Мартяшин А.М, и др. Преобразователи электрических параметров длясистем контроля и измерений М.,Энергия, 1976, с. 155, рис.3-21898333 фогЛ Составитель Н. ЧистяковаТехред С. Мигунова Корректор М. Коста Редактор О. Колесников Заказ 11941/б 30 35 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна тираж 718ИПИ Государственного комипо делам .изобретений и оосква, Ж, Раушская на Подписноеета СССРрытийд. 4/5