Спосіб багатофазового вимірювання діючого значення напруги в електричних мережах змінного струму

Реферат: UA 86183 U UA 86183 U 5 Корисна модель належить до електротехніки, регулювання та вимірювання напруги, який може бути використано при побудові пристроїв вимірювання напруги. Спосіб багатофазового вимірювання діючого значення напруги в електричних мережах змінного струму, який полягає в тому, що вимірювання діючого значення напруги виконується багатофазово - одночасно декілька вимірювачами інтеграла квадрата поточного значення напруги за час, дорівнюючий періоду, з різних моментів фазового кута вимірюваної напруги з наступним діленням отриманих результатів на тривалість цього періоду та витягом квадратного кореня. Відомий спосіб вимірювання змінної напруги, який виконується за формулою: 10 Ud  15 20 25 40  U (t )dt  2 t0 1 I, T (1) 1 T ti  T  U (t )dt  2 ti 1 Ii , T (2) де i - номер фази вимірювання діючого значення напруги за період T(i  12,...,n) . , Наприклад, якщо необхідно підвищити швидкість часу вимірювання діючого значення напруги у два рази, тобто отримувати результат вимірювання за час T / 2 , фіг. 3, то за формулою 2 маємо: Ud1  35 t 0T де t0  0 - час початку вимірювання, здійснюється інтегруванням квадрата поточного значення напруги за період T з наступним діленням отриманого результату на тривалість цього періоду та витягом квадратного кореня (1). У такий спосіб час вимірювання, при незалежності часу t здійснення операції ділення та витягнення квадратного кореня від процедури інтегрування I , не може бути менше періоду T інтегрування квадрата поточного значення напруги фіг. 1. Задачею корисної моделі є скорочення часу вимірювання діючого значення напруги в електричних мережах змінного струму. Поставлена задача вирішується тим, що вимірювання діючого значення напруги виконується багатофазово - одночасно декілька вимірювачами інтеграла квадрата поточного значення напруги за час, дорівнюючий періоду, з різних моментів фазового кута вимірюваної напруги з наступним діленням отриманих результатів на тривалість цього періоду та витягом квадратного кореня. Графік, пояснюючий запропонований спосіб показаний на фіг. 2. Вимірювання здійснюється за формулою: Udi  30 1 T 1  t1   U t dt  2 t1 1 1 ; Ud2   1  t 2   U t dt  2 t2 1 2 ,  де t1  0; t 2  T / 2 . Запропонований спосіб вимірювання діючого значення змінної напруги дозволяє скоротити час вимірювання діючого значення напруги в електричних мережах змінного струму за рахунок використання декількох вимірювачів інтеграла квадрата поточного значення цієї напруги з різних моментів фазового кута вимірюваної напруги, забезпечуючи багатофазовий режим вимірювання. 1 1  (sin((2t1  2T )  2)  sin 2(t1  ))   (sin(2t1  4  2)  sin 2(t1  ))  4 4 1  (sin(2t1  2)  sin 2(t1  ))  0, 4 тоді 1 UA 86183 U U2 m Ud  T t1 T  t1 1 U2 m dx  2 T t1 T  t1 1 U2m T Um . dt   2 T 2 2 В (2) також показано, що якщо напруга в мережах змінного струму має не синусоїдальний вигляд, то її можна представити рядом Фур'є:  U( t )  U0   Umk sin(kt  k ) , к 1 5 І з урахуванням цього, діюча величина періодичної не синусоїдальної напруги може бути розрахована за формулою:  Ud  U2 0   U2k . k 1 10 15 Тобто, діюча величина не синусоїдальної напруги також не залежить від кута здвигу фаз вимірюваної напруги. Враховуючи вище доведене, пропонується розраховувати значення діючої напруги в електричних мережах змінного струму багатофазовим методом - одночасно декілька вимірювачами інтеграла квадрата поточного значення напруги за час, дорівнюючий періоду, з різних моментів фазового кута вимірюваної напруги з наступним діленням отриманих результатів на тривалість цього періоду та витягом квадратного кореня. Запропонований спосіб вимірювання виконується за наступною формулою: Udi  1 T ti  T  U (t )dt  2 ti 1 Ii , T , i - номер фази вимірювання діючого значення напруги за період T(i  12,...,n) . Тобто таким методом за період T буде отримано "n" значень величини діючої напруги в мережі змінного струму а час вимірювання скоротиться в "n" раз і буде дорівнювати T / n . Треба зазначити, що кількість фаз вимірювання "n" діючого значення напруги за період T не може перевищити величину T / t яка залежить від часу t ділення отриманого результату інтеграла поточного значення напруги на тривалість цього періоду T та витягнення квадратного кореня. Таким чином, запропонований спосіб вимірювання діючого значення змінної напруги дозволяє скоротити час отримання значення вимірюваної діючої напруги в електричних мережах змінного струму за рахунок використання декількох вимірювачів інтеграла квадрата поточного значення цієї напруги з різних моментів фазового кута вимірюваної напруги, забезпечуючи багатофазовий режим вимірювання. 1. Попов B.C., Желбаков И.Н. "Измерение среднеквадратического значения напряжения". М.: Энергоатомиздат, 1987. 2. Л.А.Бессонов, "Теоретические основы электротехники", М., Высшая школа, 1996. де 20 25 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб вимірювання діючого значення напруги в електричних мережах змінного струму, який відрізняється тим, що вимірювання діючого значення напруги виконується багатофазово одночасно декілька вимірювачами інтеграла квадрата поточного значення напруги за час, дорівнюючий періоду, з різних моментів фазового кута вимірюваної напруги з наступним діленням отриманих результатів на тривалість цього періоду та витягом квадратного кореня. 2 UA 86183 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3