Zapojenie na meranie elektrického prúdu odoberaného zo zdroja sínusovými invertormi

Číslo patentu: U 7091

Dátum: 05.05.2015

Autori: Olejár Martin, Cviklovič Vladimír

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 7. 6. 2013 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (201501)(33) Krajina alebo regionálna organizácia priority GOIR 19/00(43) Dátum zverejnenia prihlášky 4. 11. 2014 Vestník UPV SR Č. 11/2014(45) Dátum oznámenia 0 zápise ÚRAD úžitkového vzoru 5. 5. 2015 PRJEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 05/2015 VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 11. 3. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej patentovej prihlášky(73) Majiteľ Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre - Technická fakulta, Nitra, SK(54) Názov Zapojenie na meranie elektrického prúdu odoberaného zo zdroja sínusovými invertormiD 0 série svodičom spájajúcim zdroj (l) jednosmernéhonapätia a meraný invertor (2) sa zapojí merací rezistor (3),pričom k meraciemu rezistoru (3) sú paralelne pripojené 1 vstupy prístrojového zosilňovača (4), ktorý je napájaný symetrickým napätím a jeho výstup je pripojený k aktívnemu filtru (5) 4. rádu podľa Čebyševovej aproximácie a výstup ñltra (5) je pripojený na vstup meracieho diferenciálneho analógovo-Číslicového prevodníka (6), pričom Čislicový signál na výstupe prevodníka (6) je ďalej pripojený k jed- 2 nočipovému mikroprocesoru (7) a výstup jednočipovéhoTechnické riešenie sa týka premeny elektrickej energie získanej z obnoviteľných zdrojov, ako sú fotovoltické články a Veterná elektrárne, a vždy, keď treba presne merať elektrický prúd odoberaný invertorom zo zdroj a. Riešenie je použiteľné V energetike a vo výskume na presné meranie účinnosti sínusových invertorov.V súčasnosti sa v praxi na meranie používajú konvenčné meracie prístroje. Tie však nie sú vybavené na meranie jednosmerného prúdu v dostatočnom frekvenčnom spektre, a tak je bežné, že pri meraní presiahne systematická chyba merania nad 100 . Na trhu nie je prístroj určený na presné meranie jednosmerných elektrických prúdov, ktoré obsahujú namodulované vyššie frekvenčné zložky a obsahujú záporné prekmity meraného prúdu. V laboratórnych podmienkach sa používa normálový bočmk a na ňom sa meria úbytok napätia rýchlym analógovo-digitálnym (ďalej AD) prevodníkom s vysokým rozlíšením. Z nameraných hodnôt sa vypočíta priemer za časový okamih a to je považované za presnú hodnotu odoberaného elektrického prúdu.Do série s vodičom spájajúcim zdroj jednosmerného napätia a meraný invertor je zapojený merací rezistor, na ktorom vznikne úbytok napätia priamoúmerný pretekanému prúdu, ktoré je ďalej zosilnené prístrojovým zosilňovačom napájaným symetrickým napätím a filtrované aktívnym filtrom 4. rádu podľa Čebyševovej aproximácie a výstup filtra je privedený na vstup meracieho diferenciálneho analógovo-číslicového (ďalej AD) prevodnika a číslicový signál je ďalej spracovávaný a korigovaný jednočipovým mikroprocesorom a spracovaný výstup je zobrazený na displeji.Podstata technického riešenia spočíva v spôsobe spracovania úbytku elektrického napätia na bočníku. Elektrický prúd, ktorý invertory odoberajú z akumulatorov, má vysoký podiel frekvenčných zložiek až do frekvencie rádovo stovky kilohertzov. Tento prúd nie je možné merať takzvaným single-ended AD prevodníkom. Je to z dôvodu výrazných záporných prekmitov meraného prúdu, ktoré tvoria významnú časť energie potrebnej na presnú analýzu parametrov invertora. Nami navrhnutá metóda na meranie prúdu rýchly AD prevodník nepotrebuje, pretože sme na účel zachytenia čo najväčšieho množstva frekvenčných zložiek použili analógový integračný filter s rýchlymi operačnými zosilňovačmi.Meraný elektrický prúd preteká kalibrovaným meracím rezistorom, čo na ňom spôsobí úbytok napätia podľa Ohmovho zákona. Napätie je zosilnené prístrojovým zosilňovačom s presným ziskom a nízkym vstupným šumom. Nemenej dôležitá je rovná amplitúdová a fázová frekvenčná charakteristika prístrojového zosilňovača do frekvencie minimálne 1 MHz. Zosilnené napätie je ďalej integrované aktívnym integračným flltrom so štyrmi reakčnými prvkami. Strmosť filtra je 24 dB/oktávu s koeficientmi optimalizovanými podľa Čebyševovej aproximácie. Medznú frekvenciu je optimálne stanoviť na 10 Hz. Výstup aktívneho integračného filtra je pripojený na diferenciálny AD prevodník s rozlíšením, aké si vyžaduje účel merania. Na laboratórne merania je optimálny 16- alebo 24-bitový prevodník, v prípade prevádzkových meraní možno voliť medzi 10 a 14 bitmi. AD prevodník nemusí obsahovať diferenciálny vstup. Výstup z AD prevodníka je spracovaný jednočipovým mikroprocesorom podľa požiadaviek (výstup na displej, osobný počítač).Výhodou riešenia oproti konvenčným je nižšia cena zariadenia pri zachovaní laboratórnej presnosti merania odoberaného prúdu sínusovými invertormi založenými na princípoch impulzné šírkovej modulácie a impulzné šírkovej modulácie priestorovým vektorom.Prehľad obrázkov na výkresoch Na obrázku je zobrazená bloková schéma meracieho reťazca určeného na meranie odoberaného prúdu sínusových invertorov.Technické riešenie konkrétneho obvodu je založené na priemyselnom 8-bitovom jednočipovom mikroprocesore 7 C 805 lF 340 v spojení s 24-bitovým AD prevodmkom 6 LTC 2440. Prístrojový zosilňovač i po 10zostáva z precíznych operačných zosilňovačov LTl l 15 ajeho vstupy sú galvanicky spojené s koncami meracieho rezistora ž, ktorým preteká prúd od akumulátorov l k sínusovému invertoru z. Zosilnený signál je filtrovaný analógovým filtrom 5 4. rádu podľa Čebyševovej aproximácie. Ako zdroj referenčného napätia bol použitý obvod LT 6656-A. Referenčné napätie AD prevodníka Q má hodnotu 2,5 V s odchýlkou 0,05 . Nameraný prúd je Zobrazený na displeji §.Príklad uskutočnenia a úžitkový vzor vznikol na základe riešenia projektu VEGA 1/0696/ ll Vedeckej grantovej agentúry MŠ SR a SAV.Metóda je použiteľná vo vývoji a výrobe sínusových invertorov na meranie odoberaného prúdu zo zdroja. Na základe jeho znalosti možno presne stanoviť účinnosť meniča za konkrétnych podmienok s vysokou presnosťou a menšími nákladmi na laboratórnu techniku. Vzhľadom na nízke náklady monitorovania odoberaného prúdu v praxi možno metódu aplikovať do fotovoltických polí. Výstupom bude presný prehľad o energií odobranej z fotovoltického systému. Bude možné monitorovať nielen výkon dodaný do siete, ale aj stratový výkon meničov a jeho zmeny pri zaťažení, V čase a priebehu zmien teploty okolia.l. Zapojenie na meranie prúdu odoberaného sinusovýrni invertorrni, ktoré pracujú na princípoch impulzne šírkovej modulácie a impulzne širkovej modulácie priestorovým vektorom, V y z n a č u j ú c e t ý m ,že do série s vodičom spájajúcim zdroj (l) jednosmerného napätia a meraný invertor (2) je zapojený merací rezistor (3), pričom k meraciemu rezistoru (3) sú paralelne pripojené vstupy prístrojového zosilňovača (4),ktorý je napájaný symetrickým napätím, a jeho výstup je pripojený k aktívnemu filtru (5) 4. rádu podľa Čebyševovej aproximácie a výstup filtra (5) je pripojený na vstup meracieho diferenciálneho analógovočíslicového prevodníka (6), pričom číslicový signál na výstupe prevodníka (6) je ďalej pripojený k jednočipovému milcroprocesoru (7) a výstup jednočipového mikroprocesora je pripojený k displeju (8).

MPK / Značky

MPK: G01R 19/25, G01R 19/00

Značky: prúdu, sínusovými, zdroja, elektrického, invertormi, zapojenie, meranie, odoberaného

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u7091-zapojenie-na-meranie-elektrickeho-prudu-odoberaneho-zo-zdroja-sinusovymi-invertormi.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zapojenie na meranie elektrického prúdu odoberaného zo zdroja sínusovými invertormi</a>

Podobne patenty