Способ определения коэффициента мощности

СОЮЗ СОВЕТСКИМСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 679401 9) .ъюЫ 01 В 21/ ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ий инстии В,С.Ш СР8. 201 - 0301озр2 Ог ъЯ- Д 2 31 х, (1) я напрясс- аркарвы(56) Авторское свидетельство СС3 Ф 1275306, кл. 0 01 й 21/00, 198Авторское свидетельство ССМ 1599791, кл. 6 01 й 21/00, 198 Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для оценки экономичности электропотребления промышленных обьектов. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения.На фиг. 1 представлены временные диаграммы, поясняющие. способ; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 4 - блок-схема алгоритма работы вычислительного блока.Сущность предлагаемого способа состоит в определении коэффициента мощностй по трем мгновенным значениям напряжения и тока, взятым в равноотстоя щие друг от друга моменты времени, первое иэ которых взято в произвольный момент времени, согласно формуле 2(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ(57) Изобретение относится к алектроизмерительной технике. Предлагаемый способ служит для измерения коэффициента мощности. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения - достигается тем, что в три момента времени, равноотстоящие друг от друга, измеряют мгновенные значения тока и напряжения, причем первое измерение производят в произвольный момент времени, а коэффициент мощности определяют по формуле, приведенной в формуле изобретения. 4 ил,где 01, 02, Оз- мгновенные значежения исследуемой цепи;1, 2, з, - мгновенные эначеисследуемой цепи.Если сигналы напряжения иледуемой цепи содержат только имоники, то01=0) зи а 1,02 = Ом зи (а 1 + в Л т);Оэ = Оп 3 и (а 1 + 2 и Л т);11 1 пз З 1 Паг;1 г а з 1 п(аг +вЬс);1 зф 1 п 1,1 п (6 +2 вЬв); Аналогично где а 1,а - фазы сигналов напряжения и 5тока;Ьт - ю-с 1 - з-сг - интервал временимежду двумя соседними выборками(фиг, 1).Тогда Мза-Л. ,вЛТйо,10 Тогда вп(а + шй а+о - в 1 п а+2 па соз 5 вп(а + шй вп па+ сов; Так как- з 1 па =+ 1 - соз а 1г25в и ав ю й- соВвщ з 1 п(а + 2 в Ь - соз(2 а 1 +2 и а = - соз 2 вЬ12 2 аф з 1 п ато выраж то вы30следую ни мает 0 О 202 ЯТак к ет вид ражение прин 4 2 з 1 п(а + вЬх)вихор з 1 п вй з 1 п вй + з 1 п 2 а + вй 81 и вЬ-2 з 1 п(2 а 1+вЬ) з 1 пвМ как з 1 п вЬ+ з 1 п(2 а 1 1.вЬт) =з 1 п (а+ вЬ) соз а 1,212 - 1 з 1 - 1 з22 Л - зцф 1 - сов 2 ойв + сов 2 а 2 - сов(202 + 201 й)СОва 2., (3)2 Бп(а + ай) ГзП:сов 2 вж ие (1) может быть записановиде: соза 1 созаг+з 1 па з 1 п = соз (аг - а) = созе . Устройство реализующее предлагаемый способ (фиг, 2), содержит аналогоцифровые преобразователи 1 и 2, мультиплексор 3, вычислительный блок 4, блок 5 управления, генератор 6 опорной частоты, ключ 7, счетчик 8, схему 9 сравнения кодов и регистр 10 сдвига, причем шина первого входного сигнала соединена с входом аналого-цифрового преобразователя 1, выходы разрядов которого соединены с первой группой входов мультиплексора 3, вторая группа входов которого соединена с выходами разрядов аналого-цифрового преобразователя 2, а выходы соединены с информационными входами вычислительного блока 4, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока 5 управления, второй выход которого соединен с управляющим входом мультиплексора 3, а третий выход - с запускающими входами аналого-цифровых пре образователей (АЦП) 1 и 2, выходгенератора 6 опорной частоты соединен с входом ключа 7, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом блока 5 управления, а выход - с информационнымвходом счетчика 8, выходы разрядов которого соединены с первыми информационными входами схемы 9 сравнения кодов, вторые информационные входы которой соединены с выходами разрядов регистра 10 сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом схемы 9 сравнения кодов и первым входом блока 5 управления, второй вход которого соединен с входом уСтановки нуля счетчика 8, входом предварительной установки регистра 10 сдвига.Устройство работает следующим образом.После подачи импульса на шину "Пуск" устройства счетчик 8 обнуляется, вычислительный блок 4 переходит к началу выполнения программы, в регистр 10 сдвига записывается код йь Мультиплексор 3 подключает выход АЦП 1 к информационному входу вычислительного блока 4.По команде с блока 5 управления в момент времени т (фиг, 1) запускаются АЦП 1 и 2, на входах которых в это время величина напряжения равна О 1 = Опз 1 п а 1, а величина тока равна= 1 пзи аг. Одновременно замыкается ключ 7, и импульсы с генератора 6 опорной частоты начинают поступать на счетный вход счетчика 8.Блок 5 управления формирует сигнал запроса на ввод, который поступает на управляющий вход вычислительного блока 4. Код Й 1 о с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению О, записывается в вычислительный блок 4,После этого по команде с блока 5 управления мультиплексор 3 подключает выход АЦП 2 к информационному входу вычислительного блока 4, Блок 5 управления формИрует сигнал запроса на ввод, который поступает на управляющий вход вычислительного блока 4. Код М с выхода АЦП 2, пропорциональный току 1, записывается в вычислительный блок 4.По команде с блока 5 управления мультиплексор 3 подключает выход АЦП 1 к информационному входу вычислительного блока 4.В момент времени сг, когда код на выходе счетчика 8 принимает значение Ит, на выходе схемы 9 сравнения кодов появляется импульс, так как на вторые информационные входы схемы 9 сравнения с выхода регистра 10 сдвига подан код йс, Этот импульс поступает в блок 5 управления и запускает АЦП 1 и 2, на входах которых в это время величина напряжения равна Ог = Овз 1 п( а +вЛ 1), а величина тока равна г = Ъзп(аг + аЬс), где Ь = =12 1135 40 45 50 Одновременно по отрицательному фронту импульса с выхода схемы 9 сравнения кодов производится сдвиг регистра 10, На выходах регистра 10 устанавливается код 2 йьНа выходе блока 5 управления формируется импульс запроса на ввод, который поступает на управляющий вход вычислительного блока 4. Код Иго с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению Ог, записывается в вычислительный блок 4,После этого по команде с блока 5 управления мультиплексор 3 подключает выход АЦП 2 к информационному входу вычислительного блока 4. Блок 5 управления формирует сигнал запроса на ввод, который поступает на управляющий вход вычислительного блока 4. Код Йг с выхода АЦП 2, пропорциональный току 1 г. записывается в По команде с блока 5 управления мультиплексор 3 подключает выход АЦП 1 к информационному входу вычислительногоблока 4,В момент времени тз, когда код на выходе счетчика 8 принимает значение 2 Мь на выходе схемы 9 сравнения кодов появляется импульс, так как на вторые информационные входы схемы 9 сравнения кодовс выхода регистра 10 сдвига подан код 2 М Этот импульс поступает в блок 5 управления и запускает АЦП 1 и 2, на входах которых в это время величина напряжения равна Оз = ОПэп(а + 2 вЬ 1), а величина тока равна 3 = вз и( аг + 2 вот) .На выходе блока 5 управления формируется импульс запроса на ввод, который поступает на управляющий вход вычислительного блока 4. Код Мзо с выхода АЦП 1, пропорциональный напряжению Оз, записывается в вычислительный блок 4.После этого по команде с блока 5 управления мультиплексор 3 подключает выход АЦП 2 к информационному входу вычислительного блока 4. Блок 5 управления формирует сигнал запроса на ввод, который поступает на управляющий вход вычислительного блока 4. Код Из с выхода АЦП 2, пропорциональный току 3, записывается в вычислительный блок 4.В вычислительном блоке 4 выполняются вычисления согласно выражению 2 Мго - Йзой о - Й о Йвых х21 чго10 1679401 полуволны в положительную (т.е., до момента измерения первого мгновенного значения напряжения) пройдет интервал времени, приблизительно равный периоду 5 входного сигнала.Предлагаемый способ обладает болеевысокой точностью измерения коэффициента мощности, так как в нем отсутствует погрешность определения момента пере хода сигнала тока в исследуемой цепи через ноль, что имеет место в известном .способе. иента иэме- ряжемени, ча юшения ния, в новенх и,дятэффиуле Длительность временного интервала 25 Ь 1 выбирается минимальной и ограничена, в основном, только временем аналого-циф- рового преобразования АЦП.Способ обладает более высоким быстродействием, так как время измерения не ЗО зависит от момента начала измерения и угла сдвига фаз между напряжением и током, а определяется только интервалом дискретизации Ь 1.В известном способе время измере ния зависит от момента начала измерения и может в общем случае составлять около периода входного сигнала, Это может произойти в том случае, если измерение начинают производить после того, как сигнал тока 40 в исследуемой цепи перешел через ноль иэ отрицательной полуволны в положительную. Тогда до момента следующего перехода сигнала тока через ноль из отрицательной 202 - ОЗО 26 - з 11 с+ 2, Оз- мгновенследуемой цез - мгновенмой цепи. де О 1,жения и напряныезнач чения тока иссле фиг.1 В случае, если О 2 = 0 и 2 = О, выходной кодопределяется согласно выражению и 2 Мзо - Й 4 ой 1 о - Й 1 о Йвых - х2 Йзо Й о - Й 40 О 1 о х 2 Йз 1 - Й 4 Й 11 - Й)1+ Ф:ормул Способ о мощности, закл ряют три мгно ния исследуем равноотстоящи щийся тем быстродействи те же моменты ные значения причем перво произвольный циент мощност а изобретения пределения коэффиц ючающийся в том, что венных значения нап ой цепи в моменты вре е друг от друга, о т л и , что, с целью повы я и точности иэмере времени измеряют мг тока в исследуемой е измерение произво момент времени, а ко и определяют по форм1679401 ное) Составитель С Хромо Техред М. Моргентал дактоР В. Тупиц орректор Н. Ко ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 роиэводствен Заказ 3211ВНИИПИ Тиражственного ко113035, М итета по иэо ва, Ж, Ра Подписноеетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб 4/5