Вимірювач електричної потужності
Формула / Реферат
1. Вимірювач електричної потужності, що є багатоканальним і складається з датчиків напруги і струму, підканалів вимірювання напруги, вхід кожного з яких з'єднаний з одним із датчиків напруги, підканалів вимірювання струму, вхід кожного з яких з'єднаний з одним із датчиків струму, підканалів обчислювання потужності, кожний з двома входами, що підключені до виходів підканалів вимірювання напруги і струму, і розв'язувального пристрою, входи якого підключені до виходів підканалів обчислювання потужності, а вихід є виходом вимірювача електричної потужності, який відрізняється тим, що датчиками струму є резистори.
2. Вимірювач електричної потужності за п. 1, який відрізняється тим, що кількості підканалів вимірювання напруги, вимірювання струму і обчислювання потужності рівні між собою і їх не менш ніж два, входи N-го з підканалів обчислювання потужності підключені до N-х з підканалів вимірювання напруги і струму, а резистори ввімкнуті у фазні проводи багатофазної мережі.
3. Вимірювач електричної потужності за п. 2, який відрізняється тим, що розв'язувальним пристроєм є суматор.
4. Вимірювач електричної потужності за п. 1, який відрізняється тим, що кількості підканалів вимірювання напруги, вимірювання струму і обчислювання потужності дорівнюють двом, входи N-го з підканалів обчислювання потужності підключені до N-х з підканалів вимірювання напруги і струму, а резистори ввімкнуті - один у фазний, а інший у нейтральний проводи однофазної мережі.
5. Вимірювач електричної потужності за п. 1, який відрізняється тим, що кількість підканалів вимірювання напруги дорівнює одному, кількості підканалів вимірювання струму і обчислювання потужності дорівнюють двом, входи N-го з підканалів обчислювання потужності підключені до одного каналу вимірювання напруги і N-го з підканалів вимірювання струму, а резистори ввімкнуті - один у фазний, а інший у нейтральний проводи однофазної мережі.
6. Вимірювач електричної потужності за пп. 2 або 4, який відрізняється тим, що кожний підканал обчислювання потужності і підканали вимірювання напруги і струму, з якими він з'єднаний, разом ізольовані і споряджені джерелом живлення з ізольованим виходом, а вимірювач електричної потужності додатково містить елементи негальванічного зв'язку, ввімкнуті між виходом кожного підканалу обчислювання потужності і входом розв'язувального пристрою.
7. Вимірювач електричної потужності за пп. 2, 4 або 5, який відрізняється тим, що кожний підканал вимірювання струму ізольований і споряджений джерелом живлення з ізольованим виходом і елементом негальванічного зв'язку, вихід якого є виходом підканалу вимірювання струму.
8. Вимірювач електричної потужності за п. 7, який відрізняється тим, що кожний підканал вимірювання струму містить сигма-дельта модулятор, вихід якого з'єднаний із входом елемента негальванічного зв'язку, і цифровий перетворювач сигма-дельта модульованого сигналу, вхід якого з'єднаний з виходом елемента негальванічного зв'язку, а вихід є виходом підканалу вимірювання струму.
9. Вимірювач електричної потужності за пп. 2 або 4, який відрізняється тим, що підканали вимірювання струму і напруги, що з'єднані з одним підканалом обчислювання потужності, разом ізольовані, споряджені джерелом живлення з ізольованим виходом і містять в кожному з підканалів вимірювання елемент негальванічного зв'язку, вихід якого є виходом підканалу вимірювання.
10. Вимірювач електричної потужності за п. 9, який відрізняється тим, що кожний підканал вимірювання струму і напруги містить сигма-дельта модулятор, вихід якого з'єднаний із входом елемента негальванічного зв'язку, і цифровий перетворювач сигма-дельта модульованого сигналу, вхід якого з'єднаний з виходом елемента негальванічного зв'язку, а вихід є виходом підканалу вимірювання.
11. Вимірювач електричної потужності за пп. 6, 7, 8, 9 або 10, який відрізняється тим, що елементом негальванічного зв'язку є дворівневий елемент оптичного зв'язку.
12. Вимірювач електричної потужності за пп. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 або 11, який відрізняється тим, що є складовою частиною лічильника електроенергії.
Текст
1. Вимірювач електричної потужності, що є багатоканальним і складається з датчиків напруги і струму, підканалів вимірювання напруги, вхід кожного з яких з'єднаний з одним із датчиків напруги, підканалів вимірювання струму, вхід кожного з яких з'єднаний з одним із датчиків струму, підканалів обчислювання потужності, кожний з двома входами, що підключені до виходів підканалів вимірювання напруги і струму, і розв'язувального пристрою, входи якого підключені до виходів підканалів обчислювання потужності, а вихід є виходом вимірювача електричної потужності, який відрізняється тим, що датчиками струму є резистори. 2. Вимірювач електричної потужності за п. 1, який відрізняється тим, що кількості підканалів вимірювання напруги, вимірювання струму і обчислювання потужності рівні між собою і їх не менш ніж два, входи N-го з підканалів обчислювання потужності підключені до N-х з підканалів вимірювання напруги і струму, а резистори ввімкнуті у фазні проводи багатофазної 3. Вимірювач електричної потужності за п. 2, який мережі. відрізняється тим, що розв'язувальним пристроєм є суматор. 4. Вимірювач електричної потужності за п. 1, який відрізняється тим, що кількості підканалів вимірювання напруги, вимірювання струму і обчислювання потужності дорівнюють двом, входи N-го з підканалів обчислювання потужності підключені до N-х з підканалів вимірювання напруги і струму, а резистори ввімкнуті - один у фазний, а інший у нейтральний проводи однофазної мережі. 5. Вимірювач електричної потужності за п. 1, який відрізняється тим, що кількість підканалів вимірювання напруги дорівнює одному, кількості підканалів вимірювання струму і обчислювання потужності дорівнюють двом, входи N-го з підканалів обчислювання потужності підключені до одного каналу вимірювання напруги і N-го з підканалів вимірювання струму, а резистори 2 (19) 1 3 31286 4 12. Вимірювач електричної потужності за пп. 1, 2, тим, що є складовою частиною 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 або 11, який відрізняється електроенергії. Корисна модель відноситься до електротехніки, приладобудування і мікроелектроніки, зокрема - до електронних (статичних) вимірювачів потужності і лічильників електроенергії. аналогом корисної Першим моделі є трифазний електронний лічильник електроенергії, що містить датчики струму - вимірювальні трансформатори струму, навантажені вимірювальними резисторами. Напруга на резисторі пропорційна струму первинної обмотки, що включена в фазний провід електромережі. Датчиків може бути три або два залежно від того, чи є трифазна мережа з чотирма проводами (з нейтральним проводом) чи з трьома (без нейтрального проводу). Відповідно до цього, лічильники мають три або два вимірювальні канали, у кожному з яких, крім датчика струму, є: датчик напруги - резистивний подільник або знижувальний трансформатор напруги; підсилювачі сигналів обох датчиків; аналогоцифрові перетворювачі (АЦП) для кожного з них; цифровий перемножувач сигналів датчика струму і датчика напруги; цифровий фільтр нижніх частот (ФНЧ). Виходи вказаних трьох або двох каналів з'єднані з входами суматора, вихідний сигнал якого пропорційний активній потужності, що споживається сумарним навантаженням трифазної мережі. Вихід суматора з'єднаний, зокрема, із входом перетворювача "CF" типу "цифра-частота", вихідним сигналом якого є послідовність ЧІМ імпульсів. Вказана послідовність, частота якої пропорційна потужності, що вимірюється, є одним із вихідних сигналів вимірювача потужності. Оскільки датчики струму включені у різні фазні проводи, первинні обмотки трансформаторів, що використовуються у складі датчиків, перебувають під різними фазними напругами. При цьому трансформатори виконують функцію розділових, що забезпечує "розв'язку" між фазами мережі й низьковольтними колами Джерелами інформації є Data Sheets фірми Analog Devices, що вимірювача потужності. виробляє вимірювальні мікросхеми типу ADE7752 (а також інших типів, що розглянуті нижче) для лічильників електроенергії: [1] Polyphase Energy Metering ІС with Pulse Output: ADE7752. Analog Devices, Rev. 0, 2003. [2] Evaluation Board Documentation ADE7752 Energy metering ІС: EVAL-ADE7752EB. Analog Devices, Rev. PrB, 06/02. Другим аналогом є також трифазний лічильник, в якому використовується вимірювальна мікросхема ADE7754. Вказана мікросхема забезпечує вимірювання не тільки активної, але й реактивної, а також повної потужності. Мікросхема ADE7754, крім виходу "CF", має також вихід сигналу в цифровій формі. Джерела інформації: [3] Poly-phase Multi-Function Energy Metering ІС with Serial Port: ADE7754. Analog Devices, Rev. PrG, 01/03. лічильника [4] Evaluation Board Documentation ADE7754 Energy metering ІС: EVAL-ADE7754EB. Analog Devices, Rev. PrC, 01/03.Недоліки першого і другого аналогів однакові й обумовлені застосуванням трансформатора струму у складі датчика струму. Недоліків два. Один з них - це можливість замагнічування трансформатора постійною складовою струму, який виникає в електричному колі, що контролюється, через асиметричну нелінійність її навантаження й інші причини. У зв'язку з цим розробляються й випускаються спеціальні трансформатори струму, в яких допускається постійна складова. Фірма Vacuumschmelze GmbH & Co. KG (VAC) випускає, наприклад, трансформатори, які мають магнітне осердя з аморфного матеріалу типу VITROVAC. Але постійна складова все ж таки погіршує параметри трансформаторів і, відповідно, лічильників електроенергії. Так, наприклад, згідно з міжнародним стандартом ІЕС 1036 (ІЕС 61036) і міждержавним ГОСТ 30207-94 для лічильників класів 1,0 і 2,0 допускається, при наявності постійної складової, погіршення точності до 3% і 6% відповідно. А для лічильників електроенергії високих класів точності 0,2 S і 0,5 S, згідно зі стандартами ІЕС 687 (ІЕС 60687) і ГОСТ 30206-94, взагалі не допускається наявності постійної складової, що викликає необхідність "спорудження" інформації по трансформаторах Джерела спеціальних розділових струму: трансформаторів. [5] Current Transformers for Electronic Watthour Meters. VAC (Vacuumschmelze GmbH & Co. KG), 2002. [6] Голуб В. Измерительные трансформаторы тока для счетчиков электроэнергии // Электронные компоненты и системы. - Киев: VD MAIS, 2002, № 12. Другий недолік обумовлений тим, що залежність магнітної індукції магнітного матеріалу від напруженості магнітного поля (петля гістерезису) - нелінійна. Розмах і нахилення петлі залежить від рівня сигналу. При слабкому сигналі нахилення петлі істотно менше, і амплітудна характеристика трансформатора струму має поріг, який перешкоджає вимірюванню слабких сигналів, що відповідають малому споживанню електроенергії. В [5] приведені характеристики трансформаторів струму, з яких видно, що вони не нормуються для малих значень струму. Третім аналогом корисної моделі є однофазний, але з двома каналами для вимірювання струму лічильник - як у фазному проводі, так і в нейтральному. У ньому також використовуються трансформаторні датчики струму, що забезпечують "розв'язку" каналів. Прикладом є мікросхема ADE7751 фірми Analog Devices. Джерело інформації: 5 31286 6 [7] Energy Metering 1С with On-Chip Fault підключені до виходів підканалів обчислювання Detection: ADE7751. Analog Devices, Rev. 0,2002 потужності, а вихід є виходом вимірювача (p. 11, fig. 6). електричної потужності, який відрізняється тим, Недоліки третього аналога - ті ж самі, що у що датчиками струму є резистори. перших двох, і обумовлені застосуванням 2. Вимірювач електричної потужності за п. 1, трансформаторних датчиків струму. який відрізняється тим, що кількості підканалів Четвертим аналогом корисної моделі є вимірювання напруги, вимірювання струму і однофазний лічильник, який використовує обчислювання потужності рівні між собою і їх не вимірювальну мікросхему, наприклад, ADE7755 менш ніж два, входи N-го з підканалів (AD7755). Вказана мікросхема містить один канал обчислювання потужності підключені до N-x з вимірювання, що є аналогічним до одного із трьох підканалів вимірювання напруги і струму, а каналів трифазного лічильника - першого аналога. резистори ввімкнуті у фазні проводи багатофазної У відміну від трифазного, в однофазному мережі. 3. Вимірювач електричної потужності за п. 2, лічильнику може бути застосований резистивний який відрізняється тим, що розв'язувальним датчик струму (шунт), що вмикається у фазний пристроєм є суматор. провід. При використанні шунта вимірювальний 4. Вимірювач електричної потужності за п. 1, пристрій перебуває під напругою мережі. Тому на який відрізняється тим, що кількості підканалів його виході "CF", у цілях гальванічної розв'язки, вимірювання напруги, вимірювання струму і включають оптронний пристрій (з оптичним обчислювання потужності дорівнюють двом, входи зв'язком). Джерело інформації: N-го з підканалів обчислювання потужності [8] Application Note AN-559: A Low Cost Wattпідключені до N-x з підканалів вимірювання Hour Energy Meter Based on the AD7755. Analog напруги і струму, а резистори ввімкнуті - один у Devices, Rev. A (p. 2, fig. 1). фазний, а другий у нейтральний проводи Застосування резистивного датчика струму однофазної мережі. 5. Вимірювач електричної потужності за п. 1, виключає недоліки, що обумовлені який відрізняється тим, що кількість підканалів трансформаторним датчиком, але його вимірювання напруги дорівнює одному, кількості застосовують тільки в одноканальних лічильниках. підканалів вимірювання струму і обчислювання У відомих багатоканальних лічильниках (в потужності дорівнюють двом, входи N-го з багатофазних, а також в однофазних із підканалів обчислювання потужності підключені до вимірюванням струму у фазному і нульовому одного каналу вимірювання напруги і N-го з проводах) застосування резистивних датчиків підканалів вимірювання струму, а резистори струму, що мають гальванічний зв'язок із ввімкнуті - один у фазний, а другий у нейтральний наступним вимірювальним колом, неможливо, бо проводи однофазної мережі. вони повинні включатися у різні фазні (або фазний 6. Вимірювач електричної потужності за п. п. 2 і нульовий) проводи, між якими є лінійні (або або 4, який відрізняється тим, що кожний підканал фазна) напруги. Неможливість застосування обчислювання потужності і підканали вимірювання резистивних датчиків струму є недоліком напруги і струму, з якими він з'єднаний, разом багатофазного (багатоканального) лічильника. Додаткове джерело інформації фірми Analog ізольовані і споряджені джерелом живлення з Devices російською мовою: ізольованим виходом, а вимірювач електричної [9] ИС счетчика электроэнергии с импульсным потужності додатково містить елементи выходом: ADE7755. Analog Devices, Rev. 0, 2002. негальванічного зв'язку, ввімкнуті між виходом Примітка: 1. Мікросхема ADE7755 (AD7755) в кожного під каналу обчислювання потужності і [9], як приклад, показана з трансформаторним входом розв'язувального пристрою. датчиком струму, а в [8] - з шунтом. 7. Вимірювач електричної потужності за п. п. 2, 2. Джерела [1 - 4, 7 - 9], а також [11] (див. 4 або 5, який відрізняється тим, що кожний нижче) можна знайти в Інтернеті за адресою: підканал вимірювання струму ізольований і www.analog.com/energymeter. споряджений джерелом живлення з ізольованим Згідно з викладеним, автором поставлена виходом і елементом негальванічного зв'язку, задача - запропонувати такий багатоканальний вихід якого є виходом підканалу вимірювання вимірювач електричної потужності, що струму. Вимірювач електричної потужності за п. 7, 8. споживається, який не мав би вказаних недоліків. який відрізняється тим, що кожний підканал Або, якщо сказати інакше: шляхом змінення схеми вимірювання струму містить сигма-дельта застосувати в багатоканальному вимірювачі модулятор, вихід якого з'єднаний із входом потужності резистивні датчики струму. Як прототип елемента негальванічного зв'язку, і цифровий обирається четвертий аналог. перетворювач сигма-дельта модульованого Згідно з поставленою задачею пропонується: сигналу, вхід якого з'єднаний з виходом елемента 1. Вимірювач електричної потужності, що є негальванічного зв'язку, а вихід є виходом багатоканальним і складається з датчиків напруги і підканалу вимірювання струму.потужності за п. п. 2 9. Вимірювач електричної струму, підканалів вимірювання напруги, вхід або 4, який відрізняється тим, що підканал и кожного з яких з'єднаний з одним із датчиків вимірювання струму і напруги, що з'єднані з одним напруги, підканалів вимірювання струму, вхід підканалом обчислювання потужності, разом кожного з яких з'єднаний з одним із датчиків ізольовані, споряджені джерелом живлення з струму, підканалів обчислювання потужності, ізольованим виходом і містять в кожному з кожний з двома входами, що підключені до виходів підканалів вимірювання елемент негальванічного підканалів вимірювання напруги і струму, і зв'язку, вихід якого є виходом підканалу розв'язувального пристрою, входи якого вимірювання. 7 31286 8 10. Вимірювач електричної потужності за п. 9, Джерело інформації по сигма-дельта АЦП: [10] який відрізняється тим, що кожний підканал Голуб В. Цифровая обработка сигналов: сигмавимірювання струму і напруги містить сигмадельта АЦП // Электроника: НТБ, 2001, № 4. дельта модулятор, вихід якого з'єднаний із входом Перелік фігур: елемента негальванічного зв'язку, і цифровий Фіг. 1. Показаний трифазний вимірювач перетворювач сигма-дельта модульованого потужності згідно з п. п. 1, 2, 3, 6, де: "А", "В", "С" сигналу, вхід якого з'єднаний з виходом елемента фазні проводи трифазної мережі, а "0" - її негальванічного зв'язку, а вихід є виходом нейтральний (нульовий) провід; RA, RB і RC підканалу вимірювання. резистори (шунти) як датчики струму в кожному з 11. Вимірювач електричної потужності за п. п. фазних проводів; "ОПA", "ОПB" і "ОПC" 6, 7, 8, 9 або 10, який відрізняється тим, що обчислювальні пристрої, у складі кожного з яких елементом негальванічного зв'язку є дворівневий підканали вимірювання напруги "U+" ("+" - це елемент оптичного зв'язку. разом з датчиком напруги), струму "І" і 12. Вимірювач електричної потужності за п. п. обчислювання потужності "Р"; "НГЗA", "НГЗB" і 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 або 11, який відрізняється "НГЗC"-три елементи негальванічного зв'язку; "РП тим, що є складовою частиною лічильника (Σ)" Крім того: "0 (А)", "0 (В)" і "0(суматор). - розв'язувальний пристрій (С)" - індивідуальні електроенергії. загальні шини в кожному з обчислювальних Основним в запропонованих багатоканальних пристроїв "ОПA", "ОПB" і "ОПC; -UA, -UB и -UC вимірювачах електричної потужності є напруги нульового проводу відносно вказаних використання резистивних датчиків (п.п. 1 - 5), які загальних шин; -I ARA, -IBRB и -I CRC - падіння не мають недоліків датчиків, що використовують напруги на резисторах RA, RB і RC (відносно тих же трансформатори струму. Сказане забезпечується шин). Фіг. 2. Показаний трифазний вимірювач шляхом ізоляції кожного підканалу обчислювання потужності згідно з п. п. 1, 2, 3, 6, де: "А", "В", "С" потужності й підканалів вимірювання напруги і фазні проводи трифазної мережі, що не має струму, з якими він з'єднаний, разом (п. 6), або нейтрального (нульового) проводу; RA і RB ізоляції кожного підканалу вимірювання струму резистори (шунти) як датчики струму в двох або кожних з підканалів вимірювання струму і фазних проводах; "ОПAC" і "ОПBC" - обчислювальні напруги (п.п. 7, 9), і використання елементів пристрої з підканалами вимірювання напруги "U+" негальванічного зв'язку на виході кожного (з датчиком напруги), струму "І" і обчислювання підканалу обчислювання потужності (п. 6), потужності "Р"; "НГЗAC" і "НГЗBC" - два елементи підканалу вимірювання струму (п. 7) або кожного з негальванічного зв'язку; "РП (Σ)" - розв'язувальний обох підканалів вимірювання струму і напруги (п. пристрій (суматор). 9). У простішому випадку підканалом вимірювання Крім того: "0 (А)" і "0 (В)" - індивідуальні струму або напруги може бути підсилювач (а в загальні шини в кожному із обчислювальних підканалі вимірювання напруги його взагалі може пристроїв "ОПAC" і "ОПBC"; -UAC і -UBC - напруги не бути, бо вихідна напруга з датчика напруги проводу "С" відносно вказаних загальних шин; може бути достатньо велика), а елементом I ARA i -IBRB - падіння напруги на резисторах RA і RB. негальванічного зв'язку - елемент аналогового Фіг. 3. Показаний однофазний двоканальний оптичного зв'язку або трансформатор напруги. В вимірювач потужності згідно з п. п. 1, 4, 6, де: "Ф" і більш складних випадках підканал вимірювання "0" - фазний і нейтральний (нульовий) проводи струму або напруги може містити перетворювач із однофазного кола (однофазної мережі); RФ і R0 дворівневим (двопозиційним) сигналом на виході, резистори (шунти) як датчики струму в фазному і що забезпечує застосування дворівневого нейтральному проводах; "ОПФ " і "ОП0" елемента оптичного або іншого зв'язку. Таким обчислювальні пристрої з підканалами перетворювачем може бути однорозрядний сигмавимірювання напруги "U+" (з датчиком напруги), дельта модулятор, що є першим ступенем сигмаструму "І" і обчислювання потужності при. "НГЗФ " і дельта АЦП. Застосування другого ступеня сигма"НГЗ0" - два елементи негальванічного зв'язку; дельта АЦП, а саме багаторозрядного цифрового "РП" - розв'язувальний пристрій, що може містити перетворювача, яким може бути цифровий фільтр, коло віднімання двох сигналів (одного з іншого), додатково підвищує точність вимірювань (п.п. що є на виходах "ОПФ " і "ОП0" ("НГЗФ " і "НГЗ0"), а 8,10). Підканал обчислювання потужності може на своєму виході мати сигнал з виходу "ОПФ" (або містити: перемножувач із фільтром нижніх частот "ОП0") і сигнал з виходу кола віднімання. (ФНЧ), який включений на його виході, - для Крім того: "0 (Ф)" і "0" - індивідуальні загальні визначення середньої активної потужності. Для шини в кожному із обчислювальних пристроїв визначення реактивної потужності в підканал "ОПФ " і "ОП0"; -UФ і UФ - напруги відносно вказаних вимірювання струму або напруги або в підканал загальних шин; -I ФRФ і I 0R0 - падіння напруги на обчислювання потужності вводять коло фазового резисторах RФ і R0. зсуву 90° між сигналами напруги і струму. Примітки до фіг. 1, 2 і 3: Запропоновані вимірювачі, що є - елементи негальванічного зв'язку показані багатоканальними, можуть бути використані для пунктиром, бо відносяться до п. 6 формули і, вимірювання потужності як у багатофазних згідно з іншими пунктами, можуть бути відсутні мережах при вимірюванні струмів у фазних (бути в інших місцях схеми); проводах (або за іншими схемами), так і в - за описуванням фіг. 1, 2 і 3 використовується однофазних колах при вимірюванні струмів у термін "обчислювальній пристрій", що пов'язує фазному й нейтральному проводах. підканали вимірювання напруги і струму і 9 31286 10 обчислювання потужності, які обмежені тонкою Для реалізації запропонованих вимірювачів лінією на фіг. 1, 2 і 3. потужності може бути використана існуюча Фіг. 4а. Показаний вимірювач потужності в елементна база. Можуть бути використані готові одній фазі, в фазі А (канальний вимірювач), мікросхеми, що призначені для вимірювання трифазної мережі (усього їх три - у кожній фазі) потужності в одній фазі: наприклад, ADE7755 [8, 9] згідно з п. 7, де: "А", "В", "С" - всі три фазні з ЧІМ виходом ("CF") і ADE7756 [11] з цифровим. проводи, а "0" - нейтральний (нульовий) провід; RA Вказані мікросхеми використовуються як"ОПА", ... - резистор (шунт) як датчик струму в фазі "А"; "Дат. "ОПBC", "ОПФ " і "ОП0" (але без датчиків напруги, які U" - датчик напруги (наприклад, резистивний є зовнішніми елементами, що включені до подільник); "U" і "І" - підканали вимірювання підканалів вимірювання напруги) - згідно зі напруги і струму; "НГЗ" - елемент негальванічного схемами на фіг. 1, 2 і 3. зв'язку (наприклад, оптичного зв'язку або Джерело інформації по ADE7756: [11] Active трансформатор); "Р" -підканал обчислювання Energy Metering 1С with Serial Interface: ADE7756. потужності. Крім того: "0" -загальна шина підканалу Analog Devices, Rev. 0, 2001. вимірювання напруги, що з'єднана з нейтральною При використанні ЧІМ виходу можна шиною трифазної мережі, "0 (А)" - загальна шина дотримуватися такого. Постійна (у загальному підканалу вимірювання струму; UA - напруга на випадку, низькочастотна) складова ЧІМ сигналу фазному проводі "А" відносно шини "0"; -I ARA пропорційна частоті проходження імпульсів і, падіння напруги на резисторі RA відносно шини "0 відповідно, є модулюючим (шуканим) сигналом, (А)". який можна виділити з допомогою фільтра, що має Вимірювач потужності у цілому містить також бути включений після суматора. Для підвищення вимірювачі в фазах В і С (аналогічно тому, як точності вимірювання слід послідовно з виходом показано для фази А), а також "РП (Σ)", але без кожної мікросхеми (ADE7755 або ін.) ввімкнути "НГЗА", "НГЗв" і "НГЗC", бо вони вже є на виході формувач, який би формував імпульси стабільної підканалів "І" ("НГЗ" на фіг. 4а). амплітуди і стабільної тривалості. Крім того, для Аналогічні канальні вимірювачі можуть "полегшення" роботи суматора можна ввімкнути застосовуватися не тільки для трифазної мережі з ФНЧ після кожного із вказаних формувачів нейтральним проводом, як показано на фіг. 4а, а (попереду суматора). цифрового виходу можна При використанні також для трифазної без нейтрального проводу і дотримуватися такого. Мікросхеми (ADE7756 або для однофазної з вимірюванням струму в обох ін.), що мають цифровий вихід, звичайно проводах - згідно з п. 7 і посиланням на п. п. 2, 4 використовуються з універсальними процесорами, або Фіг. 4б. Показаний вимірювач потужності в 5. які програмуються в залежності від задачі. одній фазі, в фазі А (канальний вимірювач), Оскільки сигнали цифрові, суматор на виході трифазної мережі (усього їх два) згідно з п. 9, де вимірювача потужності повинен бути цифровим, "А", "В", "С" - фазні проводи (без нейтрального причому функцію суматора може виконувати той проводу); RА - резистор (шунт) як датчик струму в же процесор. А в решті процесор буде виконувати фазі "А"; "Дат. U" - датчик напруги (наприклад, те, що і виконував би при використанні мікросхеми резистивний подільник); "U" і "І" - підканали ADE7754 [3]. вимірювання напруги і струму; "НГЗ" - елементи Реалізація схем на фіг. 4а,б може бути, негальванічного зв'язку; "Р" -підканал наприклад, така. Пристрій "І" (фіг. 4а) і пристрої обчислювання потужності.- загальна шина обох Крім того: "0 (А)" "U" і "І" разом (фіг. 4б), які знаходяться під підканалів вимірювання напруги і струму; -UAC напругою мережі, виконуються на окремих напруга на фазному проводі "С" відносно шини "0 кристалах. Пристрої "НГЗ" з тієї ж причини, а також (А)"; -I ARA - падіння напруги на резисторі RA у зв'язку з більшими габаритами, також є відносно шини "0 (А)". окремими. Вказані окремі пристрої, а також Як і на фіг. 4а, показано один канал кристал з рештою низьковольтної частини вимірювання потужності. Вимірювач потужності у вимірювача можуть бути об'єднані в одній цілому містить ще один канал, як показано на фіг. гібридній мікросхемі. Джерела інформації: 2, а також "РП (Σ)", але без "НГЗAC" і "НГЗBC". бо [I] Polyphase Energy Metering IС with Pulse вони вже є на виході каналів "U" і "І" (два "НГЗ" на Output: ADE7752. Analog Devices, Rev. 0, 2003. фіг. 4б). [2] Evaluation Board Documentation ADE7752 Аналогічні канальні вимірювачі можуть Energy metering IС: EVAL-ADE7752EB. Analog застосовуватися не тільки для трифазної мережі Devices, Rev. PrB, 06/02. без нейтрального проводу, як показано на фіг. 4б, [3] Poly-phase Multi-Function Energy Metering IС а також для трифазної з нейтральним проводом і with Serial Port: ADE7754. Analog Devices, Rev. для однофазної з вимірюванням струму в обох PrG, 01/03.проводах - згідно з п. 9 і посиланням на п. п. 2 або [4] Evaluation Board Documentation ADE7754 4. Energy metering IС: EVAL-ADE7754EB. Analog На фіг. 4а шина "0" (мережі) і загальна шина Devices, Rev. PrC, 01/03. вимірювача (на його виході) показані як одна [5] Current Transformers for Electronic Watthour шина. Якщо датчиком "Дат. U" є понижуючий Meters. VAC (Vacuumschmelze GmbH & Co. KG), трансформатор напруги, шини будуть розділені. 2002. Таке ж включення трансформатора як датчика [6] Голуб В. Измерительные трансформаторы напруги може бути і в випадках трифазної мережі тока для счетчиков электроэнергии // Электронные без нейтрального проводу, а також однофазної з компоненты и системы. - Киев: VD MAIS, 2002, № вимірюванням струму в обох проводах. 12. 11 31286 12 [7] Energy Metering IС with On-Chip Fault [9] ИС счетчика электроэнергии с импульсным Detection: ADE7751. Analog Devices, Rev. 0,2002 выходом: ADE7755. Analog Devices, Rev. 0, 2002. (p. 11, fig. 6). [10] Голуб В. Цифровая обработка сигналов: [8] Application Note AN-559: A Low Cost Wattсигма-дельта АЦП // Электроника: НТБ,2001,№4. Hour Energy Meter Based on the AD7755. Analog II1] Active Energy Metering IС with Serial Devices, Rev. A (p. 2, fig. 1). Interface: ADE7756. Analog Devices, Rev. 0,2001. 13 31286 14 15 Комп’ютерна верстка М. Мацело 31286 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюElectric power meter
Автори англійськоюHolub Vladyslav Serhiiovych
Назва патенту російськоюИзмеритель электрической мощности
Автори російськоюГолуб Владислав Сергеевич
МПК / Мітки
МПК: G01R 21/00, G01R 22/00
Мітки: електричної, вимірювач, потужності
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-31286-vimiryuvach-elektrichno-potuzhnosti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вимірювач електричної потужності</a>
Попередній патент: Плющильний апарат льонозбирального комбайна
Наступний патент: Спосіб кількісної оцінки ліпідасоційованих змін стінки черевної аорти
Випадковий патент: Стабілізатор постійної напруги