PL B1 (13) B1. (54) Sposób i układ do pomiaru energii elektrycznej G 01R 21/127. (73) Uprawniony z patentu: (43) Zgłoszenie ogłoszono:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl6: G 01R 21/127 (54) Sposób i układ do pomiaru energii elektrycznej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 15/94 (73) Uprawniony z patentu: Urbanik Andrzej, Wrocław, PL Duchiński Artur, Wrocław, PL Bartosiński Krzysztof, Wrocław, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/96 (72) Twórcy wynalazku: Andrzej Urbanik, Wrocław, PL Artur Duchiński, Wrocław, PL Krzysztof Bartosiński, Wrocław, PL PL B1 (57)1. Sposób pomiaru energii elektrycznej, w którym sygnały napięciowy i prądowy każdej fazy mnoży się analogowo stosując zasadę mnożenia z wykorzystaniem modulacji amplitudy i szerokości impulsów, zaś w dalszej obróbce sygnałów pomiarowych stosuje się znane procesy przetwarzania prądu na sygnały częstotliwościowe, procesy separacji galwanicznej, procesy całkowania, sumowania i komparacji, zaś wynik pomiaru monitoruje się cyfrowymi licznikami impulsów, znamienny tym, ze mierzony sygnał prądowy podaje się bezpośrednio na wejście układu (4) modulatora amplitudy, zaś mierzony sygnał napięciowy tej fazy po zamianie na impulsy w układzie (1) modulatora szerokości impulsów poddaje się procesowi separacji galwanicznej w separującym układzie (2), po czym tak przetworzonym sygnałem steruje się układem (4) modulatora amplitudy poprzez układ (3) zmiany faz, zmieniając o 180 fazę omawianego sygnału w zależności od poziomu dwustanowego sygnału częstotliwościowego z wyjścia przetwornika (5) prąd-częstotliwość danej fazy, proporcjonalnego do iloczynu wartości mierzonych wielkości na prądowym wejściu (Wi) i napięciowym wejściu (Wu) oraz w zależności od poziomu sygnału wyjściowego z układu (6) identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w mierzonej fazie, po czym otrzymany w wyniku modulacji prądowy sygnał, poddaje się procesowi przetworzenie w wymienionym przetworniku (5) na sygnał częstotliwościowy, który po procesie separacji galwanicznej w drugim układzie (7) separacji poddaje się sumowaniu i odrębnej rejestracji dla dodatniego i ujemnego przepływu energii w danej fazie w układzie (8) sumatora, sterując proces sumowania sygnałem identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej tej fazy z wyjścia układu (6) identyfikacji kierunku przepływu energii, przy czym w przypadku pomiaru energii sieci wielofazowej proces sumowania przeprowadza się dla wszystkich faz łącznie i jednocześnie 4 Układ do pomiaru energii elektrycznej zawierający w pomiarowym torze napięciowym układ modulatora szerokości impulsów, zaś w pomiarowym torze prądowym układ modulatora amplitudy zaopatrzony w układy separacji, komparacji, przetwarzania prądu na częstotliwość sumowania impulsów natomiast na wyjściu w mechaniczne lub elektroniczne cyfrowe wskaźniki mierzonych wielkości, zaopatrzony w przetwornik prąd-częstotliwość, znamienny tym,

2 Sposób i układ do pomiaru energii elektrycznej Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób pomiaru energii elektrycznej, w którym sygnały napięciowy i prądowy każdej fazy mnoży się analogowo stosując zasadę mnożenia z wykorzystaniem modulacji amplitudy i szerokości impulsów, zaś w dalszej obróbce sygnałów pomiarowych stosuje się znane procesy przetwarzania prądu na sygnały częstotliwościowe, procesy separacji galwanicznej, procesy całkowania, sumowania i komparacji, zaś wynik pomiaru monitoruje się cyfrowymi licznikami impulsów, znamienny tym, że mierzony sygnał prądowy podaje się bezpośrednio na wejście układu (4) modulatora amplitudy, zaś mierzony sygnał napięciowy tej fazy po zamianie na impulsy w układzie (1) modulatora szerokości impulsów poddaje się procesowi separacji galwanicznej w separującym układzie (2), po czym tak przetworzonym sygnałem steruje się układem (4) modulatora amplitudy poprzez układ (3) zmiany faz, zmieniając o 180 fazę omawianego sygnału w zależności od poziomu dwustanowego sygnału częstotliwościowego z wyjścia przetwornika (5) prąd-częstotliwość danej fazy, proporcjonalnego do iloczynu wartości mierzonych wielkości na prądowym wejściu (Wi) i napięciowym wejściu (Wu) oraz w zależności od poziomu sygnału wyjściowego z układu (6) identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w mierzonej fazie, po czym otrzymany w wyniku modulacji prądowy sygnał, poddaje się procesowi przetworzenie w wymienionym przetworniku (5) na sygnał częstotliwościowy, który po procesie separacji galwanicznej w drugim układzie (7) separacji poddaje się sumowaniu i odrębnej rejestracji dla dodatniego i ujemnego przepływu energii w danej fazie w układzie (8) sumatora, sterując proces sumowania sygnałem identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej tej fazy z wyjścia układu (6) identyfikacji kierunku przepływu energii, przy czym w przypadku pomiaru energii sieci wielofazowej proces sumowania przeprowadza się dla wszystkich faz łącznie i jednocześnie. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że identyfikację kierunku przepływu mierzonej energii danej fazy dokonuje się poprzez scałkowanie impulsów z wyjścia komparatora (9) przetwornika (5) prąd-częstotliwość, zaś następnie scałkowanym przebiegiem bramkuje się generator (11), którego wyjściowym impulsem zmienia się naprzeciw stan przerzutnika (12), a poziom sygnału wyjściowego tego przerzutnika (12) określa kierunek przepływu mierzonej energii i jednocześnie zmienia o 180 fazę sygnału sterującego układem (4) modulatora amplitudy. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że napięcie wyjście z całkującego układu (13) przetwornika (5) prąd-częstotliwość poddaje się procesowi komparacji w układzie (14) drugiego komparatora, o progach działania ustawionych wewnątrz obszaru wyznaczonego progami działania układu (9) komparatora przetwornika (5) prąd-częstotliwość, zaś uzyskanym sygnałem komparacji steruje się wejście wymienionego całkującego układu (13) przetwornika (5) prądczęstotliwość. 4. Układ do pomiaru energii elektrycznej zawierający w pomiarowym torze napięciowym układ modulatora szerokości impulsów, zaś w pomiarowym torze prądowym układ modulatora amplitudy, zaopatrzony w układy separacji, komparacji, przetwarzania prądu na częstotliwość, sumowania impulsów, natomiast na wyjściu w mechaniczne lub elektroniczne cyfrowe wskaźniki mierzonych wielkości, zaopatrzony w przetwornik prąd-częstotliwość, znamienny tym, że pomiarowe, napięciowe wejście (Wu) każdej fazy jest bezpośrednio połączone z układem (1) modulatora szerokości impulsów, którego wyjście jest połączone poprzez separujący układ (2) z wejściem układu (3) zmiany fazy o 180, zaś pomiarowe, prądowe wejście (Wi) tej fazy jest połączone bezpośrednio z wejściem układu (4) modulatora amplitudy, przy czym sterujące wejście układu (4) modulatora amplitudy jest połączone z wyjściem układu (3) zmiany fazy o 180, zaś wejście sterujące tego układu (3) jest połączone z wyjściem logicznego układu (16) typu "EXCLUSIVE OR", którego jedno wejście jest połączone z wyjściem przerzutnika (17) przerzutnika (5) prąd-częstotliwość danej fazy połączonym jednocześnie poprzez drugi układ (7)

3 separacji z sumującym układem (8) wspólnym dla wszystkich faz układu pomiaru energii wielofazowej, zaś drugie wejście logicznego układu (16) jest połączone z wyjściem układu (6) identyfikacji kierunku przepływu energii połączonym jednocześnie poprzez drugi układ (7) separacji ze sterującym wejściem wymienionego sumującego układu (8), podczas gdy wejście układu (6) identyfikacji kierunku przepływu energii jest połączone z wyjściem komparatora (9) wymienionego przetwornika (5) prąd-częstotliwość danej fazy, którego to przetwornika (5) wejście jest połączone z wyjściem układu (4) modulatora amplitudy oraz jednocześnie poprzez rezystor (15) z wyjściem układu (14) drugiego komparatora napięcia mającego wejście połączone z wyjściem całkującego układu (13) przetwornika (5) prąd-częstotliwość. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że układ (6) identyfikacji kierunku przepływu energii jest utworzony z całkującego układu (10) połączonego poprzez generator (11) impulsów z układem (12) przerzutnika dwustanowego. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do pomiaru energii elektrycznej, przeznaczone do stosowania we wzorcowych licznikach energii elektrycznej i licznikach powszechnego użytku. Znany i stosowany jest przez firmę FAP "PAFAL" S.A statyczny licznik energii elektrycznej, który na wejściu każdej z faz ma układ wejściowy w postaci przekładnika napięciowego oraz przekładnika prądowego połączony z przynależnym mu układem mnożników, który z kolei wytwarza iloczyn sygnałów wyjściowych obydwu przekładników. Wyjście układu mnożników każdej z faz jest połączone ze wspólnym przetwornikiem napięcie-częstotliwość połączonym z układem wyjściowym zawierającym liczydła mechaniczne bębenkowe mierzonej wielkości wyjścia impulsowe mierzonej wielkości oraz nadajnik optyczny tej wielkości. W tym znanym i stosowanym układzie licznika na wejściu każdej z faz jest stosowany rozbudowany układ zawierający transformator wraz z elektronicznym układem, a stanowiący w całości zespół przekładnika, co niezależnie od wpływu na rozbudowaną strukturę i koszty powoduje wprowadzenie do układu pomiarowego dodatkowych błędów, między innymi błędu kątowego, który ma wpływ na dokładność pomiaru energii elektrycznej. Ze zgłoszenia patentowego P jest znany układ do pomiaru energii elektrycznej zawierający dwa tory pomiarowe - napięciowy i prądowy. Każdy z torów jest zaopatrzony na wejściu w przetwornik napięcie-częstotliwość. Pomiar energii elektrycznej polega na mierzeniu odstępów czasu pomiędzy kolejnymi impulsami w torze prądowym i napięciowym, sumowaniu iloczynów odwrotności odstępów czasu pomiędzy kolejnymi impulsami w obydwu torach, a następnie na przetworzeniu wartości energii na proporcjonalną ilość impulsów, które zlicza liczydło. W układzie według tego sposobu układy separacji galwanicznej są usytuowane między wyjściami przetworników napięcie-częstotliwość a układami pomiaru odstępu czasu w obydwu torach pomiarowych. Układ według zgłoszenia P nie posiada wprawdzie przekładników prądowych i napięciowych, zaś separację galwaniczną zrealizowano w każdym z torów pomiarowych, po przetworzeniu sygnału analogowego - napięciowego i prądowego na sygnał częstotliwościowy lecz jego dokładność nie jest wystarczającą dla wymagań energetyki w odniesieniu do precyzyjnych liczników energii elektrycznej. Znany jest z opisu patentowego USA nr układ cyfrowego pomiaru energii elektrycznej, w którym napięcie i prąd są przetwarzane za pomocą przekładników transformatorowych na proporcjonalne sygnały napięciowe, które z kolei są przetworzone na ciągi impulsów o częstotliwości proporcjonalnej do ich amplitud i zaopatrzone w bity informujące o polaryzacji przetwarzanych sygnałów. Ciąg impulsów proporcjonalny do wartości prądu jest próbkowany sygnałem zegarowym o stałym czasie trwania w wyniku czego otrzymuje się wartość cyfrową próbki proporcjonalną do wartości chwilowej prądu. Próbki te są sukcesywnie dodawane w układzie sumującym, przy czym szybkość dodawania próbek jest sterowana ciągiem impulsów o częstotliwości proporcjo-

4 nalnej do napięcia. W wyniku tej operacji otrzymuje się sygnał przeniesienia reprezentujący skwantowane ilości energii. Sygnał przeniesienia jest podawany na wejście licznika sumującego. Mankamentem przedstawionego rozwiązania według amerykańskiego patentu jest posiadanie przez niego przekładników prądowych i napięciowych co automatycznie pociąga za sobą niedogodności z nimi związane w zakresie skomplikowania układu i dodatkowych błędów amplitudowych i kątowych. Sposób pomiaru energii elektrycznej, w którym sygnały napięciowy i prądowy każdej fazy mnoży się analogowo stosując zasadę mnożenia z wykorzystaniem modulacji amplitudy i szerokości impulsów charakteryzuje się tym, że mierzony sygnał prądowy podaje się bezpośrednio na wejście układu modulatora amplitudy, zaś mierzony sygnał napięciowy każdej fazy po zamianie na impulsy w układzie modulatora szerokości impulsów poddaje się procesowi separacji galwanicznej w separującym układzie, po czym tak przetworzonym sygnałem steruje się układem modulacji amplitudy tej fazy, poprzez układ zmiany fazy, zmieniając o 180 fazę tego sygnału w zależności od poziomu dwustanowego sygnału częstotliwościowego, na wyjściu przetwornika prąd-częstotliwość danej fazy, proporcjonalnego do iloczynu mierzonych wielkości wejścia napięciowego i wejścia prądowego oraz w zależności od poziomu sygnału wyjściowego z układu identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w mierzonej fazie. Następnie otrzymany w wyniku modulacji prądowy sygnał poddaje się procesowi przetworzenia w wymienionym przetworniku na sygnał częstotliwościowy, który po procesie separacji galwanicznej w drugim układzie separacji poddaje się procesowi sumowania i odrębnej rejestracji dla dodatniego i ujemnego przepływu energii w danej fazie w układzie sumatora, sterując proces sumowania sygnałem identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w tej fazie z wyjścia układu identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej tej fazy. W przypadku pomiaru energii sieci wielofazowej proces sumowania przeprowadza się dla wszystkich faz łącznie i jednocześnie. Identyfikację kierunku przepływu mierzonej energii danej fazy dokonuje się poprzez scałkowanie impulsów z wyjścia komparatora przetwornika prąd-częstotliwość, a następnie scałkowanym przebiegiem bramkuje się generator, którego wyjściowym impulsem zmienia się na przeciwny stan przerzutnika, a poziom sygnału wyjściowego tego przerzutnika określa kierunek przepływu mierzonej energii i jednocześnie zmienia o 180 fazę sygnału sterującego układem modulatora amplitudy. Napięcie wyjściowe z całkującego układu przetwornika prąd-częstotliwość poddaje się procesowi komparacji w układzie drugiego komparatora o progach działania ustawionych wewnątrz obszaru wyznaczonego progami działania układu komparatora przetwornika prąd-częstotliwość, zaś uzyskanym sygnałem komparacji steruje się wejście wymienionego całkującego układu przetwornika prąd-częstotliwość. Układ pomiaru energii elektrycznej, zawierający w pomiarowym torze napięciowym układ modulatora szerokości impulsów, zaś w pomiarowym torze prądowym układ modulatora amplitudy, natomiast na wyjściu mechaniczne lub elektroniczne cyfrowe wskaźniki mierzonych wielkości, zaopatrzony w przetwornik prąd-częstotliwość charakteryzuje się tym, że pomiarowe, napięciowe wejście każdej fazy jest bezpośrednio połączone z układem modulatora szerokości impulsów, którego wyjście jest połączone poprzez separujący układ z wejściem układu zmiany fazy o 180, zaś pomiarowe, prądowe wejście tej fazy jest połączone bezpośrednio z wejściem układu modulatora amplitudy. Sterujące wejście układu modulatora amplitudy jest połączone z wyjściem układu zmiany fazy o 180, zaś wejście sterujące tego układu jest połączone z wyjściem logicznego układu typu EXCLUSIVE OR, którego jedno wejście jest połączone z wyjściem przerzutnika przetwornika prąd-częstotliwość danej fazy połączonym jednocześnie poprzez układ drugiego separatora z sumującym układem, wspólnym dla wszystkich faz układu pomiaru energii elektrycznej wielofazowej, zaś drugie wejście logicznego układu jest połączone z wyjściem układu identyfikacji kierunku przepływu energii połączonym jednocześnie poprzez drugi układ separacji ze sterującym wejściem wymienionego, sumującego układu. Wejście układu identyfikacji kierunku przepływu energii jest połączone z wyjściem układu komparatora wymienionego przetwornika prąd-częstotliwość danej fazy, którego to przetwornika wejście jest połączone z wyjściem układu modulatora amplitudy oraz jednocześnie poprzez

5 rezystor z wyjściem układu drugiego komparatora napięcia mającego wejście połączone z wyjściem całkującego układu przetwornika prąd-częstotliwość Układ identyfikacji kierunku przepływu energii jest utworzony z całkującego układu połączonego poprzez generator impulsów z układem przerzutnika. Rozwiązania według wynalazków umożliwiąją konstrukcję liczników energii elektrycznej powszechnego użytku oraz liczników specjalizowanych bez stosowania transformatorowych przekładników, o bardzo prostej konstrukcji i o kosztach znacznie mniejszych w porównaniu do analogicznych parametrami liczników opartych na znanych i stosowanych rozwiązaniach. Sposób i układ do pomiaru energii elektrycznej, pozbawione wad związanych z istnieniem przekładników rzutujących na dodatkowe źródła błędów pomiaru, komplikację układu i znaczne nakłady, dzięki przyjętej strukturze metrologicznej zakładającej maksymalne wykorzystanie określonych układów lub fragmentów zespołów do kilku czynności metrologicznych jednocześnie, pozwalają na budowę całej rodziny liczników energii elektrycznej, zarówno liczników powszechnego użytku jak i liczników wzorcowych o zasadniczo wyższych dokładnościach pomiaru przy jednocześnie niższych kosztach wytworzenia mających źródło w prostocie konstrukcji i bardzo wysokiej niezawodności. Wynalazki są bliżej objaśnione za pomocą rysunku, który przedstawia schemat połączeń blokowych układu według wynalazku. W sposobie według wynalazku, opartym na zasadzie analogowego mnożenia sygnałów, wykorzystując modulację amplitudy i modulację szerokości impulsów, mierzony napięciowy sygnał z pomiarowego, napięciowego wejścia Wu danej fazy podaje się bezpośrednio na wejście układu 1 modulatora szerokości impulsów, w którym zamienia się go na impulsy, którymi po poddaniu ich procesowi galwanicznej separacji i ukształtowaniu w separującym układzie 2, steruje się poprzez układ 3 zmiany ich fazy o 180, układem 4 modulatora amplitudy. Mierzony prądowy sygnał z prądowego, pomiarowego wejścia danej fazy podaje się na wejście układu 4 modulatora amplitudy. Impulsowy sygnał sterujący układem 4 modulatora amplitudy poddaje się procesowi zmiany fazy o 180 w zależności od poziomu dwustanowego sygnału częstotliwościowego, z wyjścia przetwornika 5 prąd-częstotliwość danej fazy, proporcjonalnego do iloczynu wartości mierzonych wielkości na prądowym, pomiarowym wejściu Wi i na napięciowym, pomiarowym wejściu Wu oraz w zależności od poziomu sygnału identyfikacji kierunku przepływu energii z wyjścia z układu 6 identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w danej fazie. Otrzymany w wyniku modulacji prądowy sygnał poddaje się procesowi przetworzenia w wymienionym przetworniku 5 prąd-częstotliwość na sygnał częstotliwościowy, który po procesie separacji poddaje się sumowaniu i odrębnej rejestracji dla dodatniego i ujemnego przepływu energii w danej fazie w układzie 8 sumatora, sterując proces sumowania sygnałem identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w danej fazie z wyjścia układu 6 identyfikacji kierunku przepływu energii w tej fazie. W przypadku pomiaru energii elektrycznej sieci wielofazowej proces sumowania przeprowadza się dla wszystkich faz łącznie i jednocześnie w układzie 8 sumatora, wspólnym, dla wszystkich faz. Identyfikację kierunku przepływu mierzonej energii danej fazy dokonuje się przez scałkowanie impulsów z wyjścia komparatora 9 przetwornika 5 prąd-częstotliwość, zaś następnie scałkowanym przebiegiem w całkującym układzie 10 - bramkuje się generator 11, którego wyjściowym impulsem zmienia się na przeciwny stan przerzutnika 12. Poziom sygnału wyjściowego przerzutnika 12 określa kierunek przepływu mierzonej energii i jednocześnie zmienia o 180 fazę sygnału sterującego układem 4 modulatora amplitudy. Napięcie wyjściowe z całkującego układu 13 przetwornika 5 prąd-częstotliwość poddaje się procesowi komparacji w układzie 14 drugiego komparatora o progach działania ustawionych wewnątrz obszaru wyznaczonego progami działania komparatora 9 przetwornika 5 prąd-częstotliwość, zaś uzyskanym sygnałem komparacji steruje się wejście wymienionego, całkującego układu 13 przetwornika 5 prąd-częstotliwość poprzez rezystor 15. Układ pomiaru energii elektrycznej według wynalazku ma pomiarowy, napięciowy tor każdej fazy utworzony z układu 1 modulatora szerokości impulsów połączonego z separującym układem 2 separacji galwanicznej, przy czym napięciowe, pomiarowe wejście Wu jest połączone bezpośrednio z wejściem układu 1 modulatora szerokości impulsów. Wyjście separującego

6 układu 2 jest połączone poprzez układ 3 zmiany fazy o 180 wejściowego sygnału ze sterującym wejściem układu 4 modulatora amplitudy stanowiącym prądowy tor pomiarowy. Wejście układu 4 modulatora amplitudy jest bezpośrednio połączone z prądowym, pomiarowym wejściem Wi danej fazy. Wyjście układu 4 modulatora amplitudy jest połączone z wejściem przetwornika 5 prąd-częstotliwość, którego wyjście jest połączone poprzez drugi układ 7 separacji galwanicznej z przynależnym mu zliczającym wejściem układu 8 sumatora wspólnego dla wszystkich faz przy pomiarach energii wielofazowej. Wyjście przetwornika 5 prąd-częstotliwość jest jednocześnie połączone z jednym wejściem logicznego układu 16 typu "EXCLUSIVE OR", którego drugie wejście jest połączone z wyjściem układu 6 identyfikacji kierunku przepływu energii elektrycznej w danej fazie połączonym jednocześnie poprzez drugi układ 7 separacji galwanicznej ze sterującym wejściem układu 8 sumatora, które to wejście jest przyporządkowane danej fazie. Wyjście logicznego układu 16 typu "EXCLUSIVE OR" jest połączone ze sterującym wejściem układu 3 zmiany fazy o 180 sygnału wejściowego. Przetwornik 5 prąd-częstotliwość ma na wejściu całkujący układ 13, którego wyjście jest połączone poprzez komparator 9 z wyjściowym przerzutnikiem 17. Układ 6 identyfikacji kierunku przepływu energii mierzonej w danej fazie jest utworzony z całkującego układu 10 połączonego poprzez generator 11 z układem 12 przerzutnika, przy czym wejście wymienionego całkującego układu jest połączone z wyjściem komparatora przetwornika 5 prąd-częstotliwość. Wyjście całkującego układu 13 przetwornika 5 prąd-częstotliwość jest połączone poprzez układ 14 drugiego komparatora i szeregowo z jego wejściem połączony rezystor 15 z wejściem tego całkującego układu 13. Pomiar energii w układzie według wynalazku polega na mnożeniu analogowym w przetwornikach pomiarowych poszczególnych faz sygnałów proporcjonalnych do napięcia i prądu fazowego, cyklicznym całkowaniu uzyskanego sygnału w granicach całkowania odpowiadających ściśle określonej ilości energii i zliczaniu cykli całkowania. Działanie układu według wynalazku przebiega następująco. Dla każdej fazy mierzone napięcie fazowe steruje wejście Wu układu 1 modulacji szerokości impulsów. Napięcie to moduluje wartość współczynnika wypełnienia generowanej w tym układzie fali prostokątnej. Sygnał z wyjścia układu 1 modulatora szerokości impulsów poprzez separujący układ 2 separacji galwanicznej i dalej przez układ 3 zmiany fazy o 180 steruje kluczami analogowymi w układzie 4 modulatora amplitudy. Spadek napięcia na boczniku 18 prądowego wejścia Wi jest przetworzony w obwodzie wejściowym układu 4 modulacji amplitudy na dwa proporcjonalne do tego spadku sygnały napięciowe, z których jeden względem drugiego jest przesunięty w fazie o 180. Sygnały te są przetwarzane na sygnał prądowy. Średnia wartość tego sygnału jest proporcjonalna do pobieranej mocy. Sygnał prądowy z wyjścia układu 4 modulatora amplitudy steruje całkującym układem 13 przetwornika 5 prąd-częstotliwość. Gdy napięcie na wyjściu 13 układu całkującego osiągnie poziom progu zadziałania komparatora 9 następuje wygenerowanie na jego wyjściu impulsu, który zmienia stan wyjściowego przerzutnika 17. Konsekwencją zmiany stanu poziomu logicznego na wejściu sterującym układu 3 zmiany fazy o 180 jest zmiana o 180 fazy sygnału sterującego klucze układu 4 modulacji amplitudy. Powoduje to zmianę polaryzacji sygnału prądowego na wejściu 13 układu całkującego. Gdy napięcie na wyjściu tego układu osiągnie poziom drugiego progu działania komparatora 9 przerzutnik 17 wraz z układem 3 zmiany fazy o 180 wraca do pierwotnego stanu i cykl pracy powtarza się. W każdym cyklu na wyjściu przerzutnika 17 następuje wygenerowanie jednego impulsu. Impulsy te, poprzez drugi separujący układ 7 są przesyłane do sumującego układu 8. W sumującym układzie 8 impulsy z wyjść separujących układów 7 poszczególnych faz są sumowane i przesyłane do liczników 19, 20 impulsów, oddzielnych dla dodatniego i ujemnego kierunku przepływu energii. Indykacja kierunku przepływu energii polega na kontroli w układzie 6 identyfikacji kierunku przepływu energii pracy przetwornika 5 prąd-częstotliwość. Zmiana kierunku przepływu energii powoduje zmianę polaryzacji prądu wyjściowego układu 4 modulatora amplitudy, co powoduje wstrzymanie pracy przetwornika 5 prąd-częstotliwość. Na wyjściu komparatora 9 ustala się napięcie, które przez układ całkujący 10 odblokowuje generator 11 impulsów. Pierwszy wygenerowany impuls zmienia stan układu 12 przerzutnika. Zmiana poziomu napięcia na wyjściu układu 12 przerzutnika powoduje przesunęcie o 180 fazy sygnału sterującego klucze analogowe w

7 układzie 4 modulatora amplitudy. Prąd wyjściowy układu 4 modulatora amplitudy zmienia polaryzację i działać zaczyna przetwornik 5 prąd-częstotliwość. Napięcie z wyjścia komparatora 9 przez układ całkujący 10 blokuje generator 11 impulsów. Sygnał wyjściowy przerzutnika 12 układu 6 identyfikacji kierunku przepływu energii jest przesyłany dodatkowo, przez drugi separujący układ 7 do sumującego układu 8. Poziom napięcia tego sygnału decyduje o zliczaniu sumowanych impulsów we właściwych dla danego kierunku przepływu energii liczniku 19, 20. Napięcie z wyjścia całkującego układu 13 przetwornika 5 prąd-częstotliwość jest podawane dodatkowo na wejście układu 14 drugiego komparatora. Gdy pod wpływem czynników zewnętrznych lub zmian parametrów elementów w czasie, przy prądzie wejściowym na wejściu Wi równym 0 napięcie na wyjściu całkującego układu 13 będzie się zmieniać i osiągnie poziom jednego z progów działania układu 14 drugiego komparatora wówczas na jego wyjściu pojawia się napięcie o polaryzacji takiej, że prąd płynący przez rezystor 15 przeciwdziała tym zmianom. Jeśli progi działania układu 14 drugiego komparatora są zawarte w przedziale napięć wyznaczonych progami działania komparatora 9 to nie dochodzi do generowania impulsów z przetwornika 5 prąd-częstotliwość i warunek biegu jałowego jest spełniony.

8 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł