Перетворювач несинусоїдального струму

Перетворювач несинусоїдального струму, що містить проміжний трансформатор, первинна обмотка якого підключена до кола вимірювання несинусоїдального струму, та інтегратор, який відрі 2 (19) 1 3 25634 блок аналого-цифрового перетворювача, два блока цифрових фільтрів з кінцевою імпульсною характеристикою і два блока стекової пам'яті, при цьому вхід блоку аналого-цифрового перетворювача підключений до вторинної обмотки проміжного трансформатора, а його вихід підключений до входу цифрового інтегратора через послідовно з'єднані перший блок цифрового фільтру, перший блок стекової пам'яті, другий блок цифрового фільтру і другий блок стекової пам'яті. Сутність корисної моделі полягає в тому, що в результаті введення в корисну модель блоку аналого-цифрового перетворювача, двох блоків цифрових фільтрів з кінцевою імпульсною характеристикою і двох блоків стекової пам'яті, в яких відбувається реверсування дискрет даних несинусоїдального струму в ци фровій формі, усувається фазовий зсув вихідного сигналу струму першої гармоніки, за рахунок чого підвищується точність її вимірювання. Прикладене креслення пояснює особливості функціонування запропонованого перетворювача несинусоїдального струму. Функціональна схема перетворювача несинусоїдального струму містить проміжний трансформатор 1 первинною обмоткою підключений до кола вимірювання струму, а вторинною - до входу блоку аналого цифрового перетворювача 2, що виходом підключений до входу першого блоку 3 цифрового фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою, вихід якого підключений до входу першого блоку 4 стекової памяті типу "останнім ввійшов - першим вийшов", а його вихід з’єднаний зі входом другого блоку 5 цифрового фільтра з кінцевою імпульсною характеристикою, вихід якого підключений до входу др угого блоку 6 стекової пам’яті, вихід якого підключений до входу ци фрового інтегратора 7. Принцип дії функціональної схеми запропонованого перетворювача полягає у наступному. Аналоговий сигнал несинусоїдального струму поступає на первинну обмотку проміжного трансформатора 1, вторинний струм якого перетворюється аналого-цифровим перетворювачем 2 у цифрову форму. Останній подається на вхід першого блоку 3 цифрового фільтра. З теорії цифрових фільтрів відомо, що амплітудно - фазова частотна характеристика цифрового фільтра з імпульсною передатною функцією Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 4 ( ) H(z) може бути представлена у вигляді H e j w [S. K. Mitra. Digital Signal Processing: A ComputerBased Approach, 2nd ed., McGraw-Hill, 2001]. Тоді фазочастотна характеристика фільтру має ви [ ( )] гляд jH = argH e jw , тобто складова вхідного сигналу з частотою w на виході отримує фазовий зсув на кут jH . Числові значення струму послідовно записуються в комірки блоку 4 стекової пам'яті, на виході якого відбувається реверсування дискрет вхідних даних відповідно до принципу дії стекової пам'яті, тобто остання записана дискрета зчитується першою і подається на вхід другого блоку 5 цифрового фільтру, передатна функція якого ідентична передатній функції першого фільтра. Таке з'єднання цифрових фільтрів та блоків стекової пам'яті завдяки реверсуванню дискрет сигналу еквівалентне послідовному з'єднанню двох фільтрів з передатними функціями H(z) та H(-z). У результаті цього після фільтрації частотний спектр вихідного сигналу буде ( ) ( )( )( ) ( ) ( ) де X(e ) - частотний спектр вхідного сигна2 Y ejw = H ejw H e- jw X e jw = H e jw X e jw , jw лу. Звідки випливає, що при цьому фазовий зсув вихідного сигналу відносно вхідного дорівнює нулю, тобто фільтрація відбулась без фазового зсуву з подвоєнням порядку фільтрації. Фільтрація сигналу без фазового зсуву може бути реалізована лише у цифровій формі, тому що в аналоговій формі передатні функції H(s) та H(-s) не можуть бути фізично реалізованими одночасно. Крім того, якщо H(s) має всі полюси в лівій півплощині комплексної площини, то Н(-s) буде мати всі полюси в правій півплощині, тому такі передатні функції не можуть бути стійкими одночасно. В цифровій формі ця проблема вирішується не інверсією передатних функцій фільтрів, а реверсуванням дискрет даних завдяки роботі стекової пам'яті. Таким чином, запропонований перетворювач несинусоїдального струму усуває фазовий зсув вихідного сигналу струм у першої гармоніки відносно вхідного і, отже, підвищує точність її вимірювання. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601