Устройство для измерения мощности

СОЮЗ СОВГ ТСКИХсОци Алис т и 1 е свихРЕСПУБЛИК 684708 А 2(51)л 6 01 В 21/06, 21/13 П И САН И Е И ЗОБ РЕТЕ Н И 11 ГОСУДАРСТБЕННЫИ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМг 585455, кл. 6 01 й 21/06, 1977,Авторское свидетельство СССР3 Ф 1437792, кл, ( 01 В 21/06, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМОЩНОСТИ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в универсальных ваттметрахпеременного тока, Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей эасчет измерения величины сов у и э 1 п у 9Она достигается тем, что в устройство овеИзобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в универсальных ваттметрах переменного тока для измерения активной, реактивной и полной мощностей, а также величин сов р и э 1 п (р в цепях синусоидального тока.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения величин сов р и эи рНа чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.Устройство содержит множительный блок 1, формирователь 2 временных интервалов, анализатор 3 знака, выпрямитель 4, преобразователь 5 напряжение-частота, ключ 6, реверсивный счетчик 7, преобразодены ре(истр 9 сдвига, три регистра 10, 11.12 памяти и два селектора-мультиплексора 13, 14, Пущность изобретения состоит в том, что по измеренным значениям активной, реактивной и полной мощностей определяют величины сов (/9 и эп р, для чего зафиксированные в регистрах 10, 11 памяти величины активной или реактивной мощности подают через первый селектор-мультиплексор 13 на вход делимого делителя 15 кодов, а значение полной мощности с выхода третьего регистра 12 памяти через второй селектор-мультиплексор 14 - на вход делителя. Устройство также содержит множительный бчок 1, формирователь 2 врсменных интервалов, анализатор 3 знака, выпрями 1 ель 4, преобразователь 5 напряжение-частота, ключ, реверсивный счетчик 7, преобразователь 8 период-код. 1 ил. ватель 8 период-код, регистр 9 сдвига, первый, второй и третий регистры 10, 11, 12 памяи, первый и второй селекторы-мультиплексоры 13, 14 и делитель 15 кодов.Два входа множительного блока 1 являются входами устройства, к которым подключены два охода формирователя 2 временных интервалов, Выход множительного блока 1 соединен с точкой, объединяющей входы анализатора 3 знака и выпрямителя 4, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь 5 напряжение-часто(а, ключ 6 и реверсивный счетчик 7, Второй управляющий вход ключа б соединен с первым выходом формирователя 2 временных интервалов, второй и третий вы .и;1 ы которо 1( у,1 уп 8го подключены к двум входам преобразователя 8 период-код. Два выхода анализатора 3 знака соедиены с двумя входами реверса реварсив 1 Ого счетчика 7, информацисчпЫй (кодовый) выход которого подключен к общей шине, обьединяющей инфо 1)лду(ионные (кодовые) входы первОГО, в ОрОГО третьего рсГистров 10, 11, 12 памяти, входы разрешения записи которых соединены со ответственно с парвыкс, вторым и третьим ньходами рагист)а 9 сдвиГа, вход кото 1)ОГО подклочен к четвер ому вьуходу формирователя 2 временных интервдлов, И 1:1 уорлационные(кодовые) выходы первого, второго и третьего регистров 10, 11, 12 памли соеди нены шис 1 срответствано с первые, вторым и третьим информдционьеи Скт)довыми) входами па 1)вОГО суэлакт Г)ду л ьтплексора 13, информационный воход третьего регистра 1 галл) и подпо анакже к цсрво 1 лу информационному кодовому) входу второго селектора-мультиплекг)рд 14, второй информационный (кодовый) вход которого соединен с информационным (кодовым) выходом преобразователя 8 периодкод, Два адресных входа первого селектора-мультиплексора 13 подключены к пятому и шестому выходам, а адресный вход второго сет атора-мультиплексора 14 - к седьмому выходу формирователя 2 временных интервалов. 1 у 1 нформационныа (кодовые) выходы первого и вт орогс селекторов-мультиплексоров 13, 14 соединены соответственно с первым и вторым кодовыми входами делителя 15 кодовУстроЙство работает следуюДим образом.Напряжение и(с) и то 1(с) исследуемгл цепи поступают нд множительный блок 1 и формирователь 2 временных и 1 тервдпов. В множительном блока 1 образуатсл напряжение, пропорциональное произведению мгновенных значений напряжения тока исследуемой цепи О р ( с ) = К 1 ъ 7 1с О 3 ф + сг) 3 ( 2 м с - ур )(1) где О, 1 - действующие зняченил напряжения и тока;й) - круговая частота апряжения и гока;р - фазовый сдвиг между напряжением и током;К 1 - коэффициент передачи мноя.итепьного блока 1,Это напряжение подается с выхода множительного блока 1 на входы анализатора 3 Знака и через выпрямитель 4 цд преобрдзо. ватель 5 напряжение-частота, Аалтзат р 3 знака определяет знак напряжения Ор(с) и взависимости от этого формирует сигнал управления режимом рабеы реверсивногосчетчика 7, суммровд ие при Ор(с) О ивычитание при О 1,(с)О.Выплмитель 4 наебхД 1 л Для того, чтобы можно было испольэовать более простойодОпоплрный преобразователь 5 напрлже 1 Гиа-час гг д, на в 1,Ходе коорого обрдэуетсл1 Г 1 цо.ледовдтальность импульсов с частотой11, пропорциональной выходному напрл)канию выпрямителя 4 1111,(т) 1, т.е,тСС) = Кг КЗ 1 Ор(1) 1, (2)где Кг, Кэ - коэффициенты передачи соотзетственно выпрямителя 4 и преобразовав)л 5 напража 1 тиа асто) а,т 11 ульс. с выхода преобразователя 5уцрлжациа- астотд цостуцат на сигнальный вхгуД ключа У, кгпоРый в Сходно 1 л состолнии закрыт цо управляющему входусигналотл с первого выхода формирователя2 временных ицта 1)валов,В режиме иэмерсия на первом выходе формирователя 2 враленных интервалов25 образуются управляющие сигналы, длительность которых определется измеряемойвеличиной - активной, едктивной или попОй мощностью. Этми си напами ключ боткрывде сл и черо уео нд счетный вход30 реверсивюо счегч кд 7 с преобразователя5 1 апря)кение-часОтд поступает определенное колиуастоо имцупьсов. Режим работы раьерсивОго счатчикэ 7 определяетсяэяком напряжения Ор(с) и задается управ,)5 тЯюЩими сиГндлми, поДаваемыми с Двухвыходов анализатора 3 знака на дт)а входа)етО 1 сив 1 ого сче)чиа 7.Показания реверсоного счетчика 7Определяются врдженисм с учетом равен 40 ствэ (г)11 =Х т(с) О с45где с 1, сг - временные границы открытогосостояния ключа б.Временные ипи фазовые интервалы от о крытого состояния ключд б и показания реООверсивного счетчика 7 дпя активной Р,реактивной 0 и полной Я мощностей приведеы в таблице,В момент времени сг спада управляюу его строб-импульса, открывающего ключ бпри измерении активной мощности Р, начетвертотл выходе формирователя 2 временных интервалов образуется импульс, поступающий в регистр 9 сдвига. На первомуправляОщем выходе регистра 9 сдвига по 1684708является сигнал, разрешающий запись кодайр.с реверсивного счетчика 7 в регистр 10памяти. Аналогично при измерении реактивной С 1 и полной Я мощностей с четвертого выхода формирователя 2 временныхинтервалов в регистр 9 сдвига поступаютвторой и третий импульсы, что приводит кпоявлению управляющих сигналов соответственно на втором и третьем выходах регистра 9 сдвига, разрешающих запись кодовИо, Мз с реверсивного счетчика 7 в регистры памяти 11, 12 соответственно,После этого на пятом, шестом и седьмом выходах формирователя 2 временныхинтервалов образуются управляющие сигналы, подаваемые соответственно на первый и второй адресные входыселектора-мультиплексора 13 и на адресный вход селектора-мультиплексора 14, Взависимости от измеряемой величины задается соответствующий адрес на адресныевходы селекторов-мультиплексоров 13, 14 ина их выходы поступает один из входныхкодов. Так, при измерении активной, реактивной и полной мощностей селектор-мультиплексор 14 находится в одном и том жесостоянии, при котором на его информационный выход подается код периода Ыг напряжения (и тока) исследуемой цепи,поступающий на второй информационныйвход селектора-мультиплексора 14 с информационного выхода преобразователя 8 период-код, Код периода йт образуется впреобразователе 8 период-код по сигналам,которые подаются на его входы со второгои третьего выходов формирователя 2 временных интервалов. Он определяется соотношениемМ =К 4 Т,где Т - измеряемый период;К 4 - коэффициент передачи преобразователя 8 период-код,Управляющие сигналы на адресных входах селектора-мультиплексора 13 поочередно задают три адреса, которыми на егоинформационный выход с некоторой задержкой, необходимой для выполнения вычислительной процедуры в делителе 15 кодов,подаются коды чр, чо, И 5 с информационных выходов соответственно регистров 10,11, 12 памяти, При этом коды Мр, Мо, М 5поступают с информационного выхода селектора-мультиплексора 13 на первый информационный вход (вход делимого), а кодМ, с информационноговыхода селекторамультиплексора 14 - на второй информационный вход (вход делителя) делителя 15кодов, Тогда, учитывая выражения (3), (4), (5),(6), на выходе делителя 15 кодов получаемкоды отношений МИр = К 5 - - =КррГ 4ИоИо =К 5 - =К,аЧ,5 МзЙЯ=К 5 , =Кртгде К 5 - коэффициент передачи делителя 15 кодов;Кр = К 1 К 2 КзК 5/ 2 г К 4 - коэффициентпередачи устройства по мощности.Коды Мр, Мо, Из пропорциональны соответственно активной, реактивной и полной МОЩНОСТЯМ.При измерении величин сов р и 15зп ф селектор-мультиплексор 14 управляющим сигналом по его адресному входу переводится в другое состояние и на его информационный выход подается код ч 5 с первого информационного входа (или с информационного выхода регистра.12 памяти).Селектор-мультиплексор 13 управляющими сигналами по его адресному входу поочередно устанавливается в первое и второе состояния, при которых на его информационный 25выход поступают коды Ир, чо соответственно с первого и второго информационных входов (или с информационных выходов регистров 10, 11 памяти), Тогда на выходе делителя 15 кодов образуются коды отношений чсов= К 5, = Кф Сов фРЫ,"о35 Ммп= К 5 -= Кф зи РКгде к 4 = к 5 - коэффициент передачи устройства по величинам сов р и кап рНа этом процесс изл 1 ерений завершает СЯ.Полученные коды Йр, Йо, М 5, "соМял у) с выхода делителя 15 кодов л 1 огут поступать либо в блок реистрации, либо использоваться в качестве управляющих сигналов в системах автоматического управления источником электроснабженияТехнико-экономический эффект и редлагаемого изобретения состоит в том, ч 1 о оно обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства для измерения мощности по основнол 1 у авторскому свидетельству за счет измерения величин соз р и 81 п у, что приводит к универсальности и расширению области применения устройства при минимальных аппаратурных затратах, а это в свою очередь позволяет получить существенный экономический эффект. учитывая массовое применение анапаичных по назначению измерителей в системах электроснабжения практически нее иро1 б 84708 ямо мышленных предприятий страны. Функциональные возможности устройства могут быть еще расширены эа счет измерения фазового сдвига р, если в устройство ввести вычислитель функции агссоз р (или 5 агсэ 1 п ср), подключив его к выходу делителя 15 кодов.Таким образом, использование предлагаемого изобретения при построении циф. ровых измерителей мощности позволяет 10 повысить их многофункциональность (или универсальность), тем самым обеспечивает упрощение процесса эксплуатации эа счет уменьшения объема измерительных операций и повышение экономичности. 15Формула изобретенияустройство для измерения мощности по авт. св. В 1437792, о т л; ч а е щ е е с я тем что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет измерения величин 20 коэффициентов активной и реактивной мощностей, в него дополнительно введены регистр сдвига, три регистра памяти и два селектора-мультиплексора, при этом вход регистра сдвига соединен с четвертым вы ходом формирователя временных ингервалов, первый, второй и третий выходы регистра сдвига подключены к входам разрешения записи соответственно первого, второго и третьего регистров памяти, информационные входы которых объединены в одну шину, которая соединена с информационным выходом реверсивного счетчика, информационные выходы первого, второго и третьего регистров памяти подключены к первому, второму и третьему информационным входам первого селектора-мультиплексора соответственно, первый и второй адресные входы которого соединены с пятым и шестым выходами формирователя временных интервалов соответственно, информационный выход третьего регистра памяти и информационный выход и реобразователя период-код подключен к первому и второму информационным входам второго селектора-мультиплексора, адресный вход которого соединен с седьмым выходом формирователя временных интервалов, а выходы первого и в-орого селекторов - мультиплексоров подключены соответственно к первому и второму входам делителя кодов.орректор М,Шароши ул,Гагарина, 101 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж дактор В,Фказ 3504ВНИИПИ Составитель С,ХромовТехред М,Моргентал Тираж Подписноеудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при ГИ 11 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5