Преобразователь активной мощности в код

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в энергетических измерительных информационных системах, устройствах режимной автоматики и цифровых ваттметров . Цель изобретения - повышение надежности преобразователя.за счет его упрощения . Преобразователь активной мощности в код содержит последовательно соединенные перемножитель 1, сумматор 2. блок 3 выборки-хранения, интегратор 4 со сбросом, преобразователь 5 напряжениекод и вычислительный блок 6, а также выявитель 7 периода и умножитель 8 частоты. Входы перемножителя 1 являются входными шинами напряжения и тока контролируемой цели, а один из входов перемножителя соединен кроме того с входами выявителя 7 периода и умножителя 8. Выход умножителя 8 соединен с тактирующими входами блоков 3 и 6 и преобразователя 5. а выход выявителя 7 периода соединен со входом сброса интегратора 4 и дополнительным тактирующим входом блока 6, выход которого является выходом преобразователя. Выход интегратора 4 соединен с вторым /инвертирующими/ входом сумматора 2. 2 ил. ел с

С:ОК?Э СОВ! ТСКИХ

СО! (ИАЛИСТ И !ВСКИХ

Р Е С ПУ Еъ11И К

1 !)5 Н 03 М 1/00

ГОСУДАРСТВЕН! ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

BEÄOMOTBÎ СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886461/24 (22) 29.11;90 (46) 15.05.93. Бюл, Nò 18 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) И.Г.Дорух и А.П.Дорух (56) Авторское свидетельство СССР

N. 239681, кл. G 01 R 21/06, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N 1126890, кл. G 01 R 21/06, 1983. (54) ПРЕОбРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ В КОД (57) Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в энергетических измерительных информационных системах, устройствах режимной автоматики и цифровых ваттметров. Цель изобретения — повышение надежности преобразователя.за счет его упSU 1815798 Al рощения. Преобразователь активной мощности в код содержит последовательно соединенные перемножитель 1, сумматор 2. блок 3 выборки-хранения, интегратор 4 со сбросам, преобразователь 5 напряжениекод и вычислительный блок 6, а также выявитель 7 периода и умножитель 8 частоты.

Входы перемножителя 1 являются входными шинами напряжения и тока контролируемой цели, а один из входов перемножителя соединен кроме того с входами выявителя 7 периода и умножителя 8. Выход умножителя

8 соединен с тактирующими входами блоков

3 и 6 и преоб! азователя 5. а выход выявителя 7 периода соединен со входом сброса интегратора 4 и дополнительным тактирующим входом блока 6, выход которого является выходом преобразователя, Выход интегратора 4 соединен с вторым /инвертирующими/ входом сумматора 2. 2 ил.

1815798

Иабретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в энергетических измерительных информационных системах, устройствах режимной автоматики и цифровых ваттметрах, Целью изобретения является упрощение преобразователя.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг,2- временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь активной мощности в код содержит последовательно соединенные перемножитель 1, сумматор 2, блок 3 выборки-хранения, интегратор 4 со сбросом, преобразователь 5 напряжение-код и вычислительный блок 6, а также выявитель

7 периода и умножитель 8 частоты. Входы перемножителя 1 соединены со входными шинами напряжения и така контролируемой цели, а один из входов перемножителя соединен кроме того со входами выявителя

7 периода и умнажителя 8. Выход умножителя 8 соединен с тактирующими входами блоков 3 и 6 и преобразователя 5, а выход выявителя 7 периода соединен со входом сброса интегратора 4 и дополнительным тактирующим входом блока 6, выход котороr0 является выходом преобразователя. Выход интегратора 4 соединен со вторым (инвертирующим) входом сумматора 2.

Преобразователь работает следующим образом, Сигналы Uu(t) и Ui(t), пропорциональные напряжению и току контролируемой цепи, по соответствующим шинам поступают нэ входы перемножителя 1 (фиг.2 а, б). На выходе последнего формируется напряжение Uu(t), определяемое равенством:

Uu(t)=S Uu(t) Ul(t), где S — коэффициент передачи перемножителя 1.

Напряжение 0 { ) (фиг.2,в) пропорционально мгновенной мощности контролируемой цепи.

Умножитель 8 генерирует тактирующие импульсы с частотой F>, в М раз превышающей частоту Fu контролируемого напряжения (фиг,2,г).

При поступлении первого импульса от умножителя 8 в момент времени t>-1/MFu на выходе блока 3 формируется импульс напряжения U(tt)=Uu(t>) постоянной длительности t о (фиг.2,д), который поступает на вход интегратора 4. К концу интервала времени х о на выводе интегратора 4 устанавливается напряжение (фиг.2.е) 1 Хо

41= — f, U(tq)dt, где r — постоянная времени интегратора 4.

Для простоты анализа полагаем, что

= х о и амплитуда выходных импульсов блока3за х о не изменяется, т.к, t О«1/Fu.

В этом случае получим

10 11= — о 0(tq)-Uu(t t) хо

Преобразователь 5 формирует выходной код N>, соответствующий напряжению

11, который поступает на информационный вход блока 6. Напряжение I< с выхода интегратора 4 поступает на инвертирующий вход сумматора 2.

При поступлении второго импульса от умножителя 8 в момент времени tz=2/MFu на выходе блока 3 формируется импульс напряжения длительностью х О и амплитудой

0(t2)=0„(a)- 1=Uu(2)-Ug(t )

Изменение lz напряжения на выходе интегратора 4, соответствующее импульсу на25 пряжения 0(т2), составит:

1 хо !

2 = х fp 0(t2)dt=Uu(t2)-Uu(t 1)

-С учетом того, что к началу импульса напряжения амплитудой U() напряжение

3п на выходе интегратора было равно Uu(ts), к концу второго интервала времени хо напряжение 4 на выходе интегратора 4 и на инвертирующем входе сумматора 2 составит ь= 1+6=0.(2)

Преобразователь 5 формирует код Nz, соответствующий напряжению Ь, который поступает на информационный вход блока

6.

4п При поступлении третьего импульса от умножителя 6 в момент времени сз на выходе блока 3 формируется импульс длительностью хо и амплитудой ц(тз}, определяемой равенством:

45 U(e)=U {тз) I2=0 (и)=0()

К концу интервала времени t о в третьем такте на выходе интегратора 4 устанавливается напряжение 1з, определяемое равенством

50 1 ro

13= 2+ х f 0(>)d™u(>), а на выходе преобразователя 5 формируется код йз, соответствующий напряжению 1з.

Далее процесс повторяется.

Таким образом, нэ выходе интегратора

4 концу -ro такта преобразования (К=1,М) устанавливается напряжение 4-0u(t»), а на информационном входе блока 6 формируется код N», соответствующий напряжению ly,.

1815798

Напряжение 1к пропорционально мгновенному значению Р(тк) мощности контролируК емой цепи в момент времени ск=

M гo

Ik=SUu(tk) а(1к)=ЗР(ь)

Поскольку за период 1/F< выполняется

М-тактное преобразование входных сигналов, нормированное значение суммы кодов преобразователя 5 будет пропорционально активной мощности P контролируемой цепи:

1 M 1

Np= — йк= ), SP@=SP

М k=1 Д В=1

При этом блок 6 работает в режиме усредйения.

Преобразователь может работать в режиме скользящего усреднения, когда считывание кода Np, осуществляется по истечении и периодов преобразуемого напряжения. Для этого в блоке 6 подсчитывается количество Q тактирующих импульсов умножителя 8 и считывание осуществляется в моменты времени, когда Q=M; 2M;...;цМ.

Если требуется считывание кода измеряемой активной мощности к концу каждого периода, то достаточно использовать выходные импульсы выявителя 7 периода, который к концу каждого периода сбрасывает интегратор 4 и дает импульс на дополнительный тактирующий вход блока 6, фиксируя окончание периода.

Количество М тактов выбирается с учетом спектральных свойств сигналов U (t) и

U>(t), исходя из коитерия минимизации по.. грешности численного интегрирования.

При определении рационального значе- ния t о можно пользоваться критерием минимизации динамической погрешности второго рода; оцениваемой по интегралу

Дюамеля.

В предлагаемом устройстве в отличие от прототипа сигнал на второй вход сумма5 тора поступает непосредственно с выхода интегратора, не подвергаясь двойному преобразованию напряжение — код и код-напряжение, что исключает имеющую место в прототипе погрешность за счет указанного

10 двойного преобразования. Это существенно повышает точность предлагаемого преобразователя по сравнению с прототипом, другим преимуществом предлагаемого преобразователя по сравнению с прототипом

15 является большая простота и более высокая надежность, обусловленные отсутствием в

его составе преобразователя код-напряжение.

Формула изобретения

20 Преобразователь активной мощности в код, содержащий последовательно соединенные перемножители первый и второй, входы которого являются соответствующими входными шинами, сумматор, блок выбор25 ки-хранения, интегратор, преобразователь напряжения — код и вычислительный блок, выходы которого являются выходной шиной, умножитель частоты, вход которого объединен с первым входом перемножителя, а выход

ЗО соединен с тактирующими входами блока выборки-хранения, преобразователя напряжения — код и вычислительного блока, и выявитель периода, вход которого объединен с входом умножителя частоты, а выход соеди35 нен с входом сброса интегратора и дополнительным тактирующим входом вычислительного блока, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, выход интегратора соединен с вторым вхо40 дом сумматора.

1815798

Ри () Редактор

Заказ 1644 Тираж Подписное

ВНИИПИ! осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Vy (4) Составитель И.Дорух

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Муска