Широтно-импульсный модулятор переменного тока

 

ШРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержа1 й трансформатсф тока, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между обдей 1Ш1НОЙ и входом инвертирующего (терационного усилителя, a компейсирукицая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертируюпщй операционный усилитель, вход которого соединен с объединенными выводами первого и второго резисторов , a выход - с вторым выводом первого резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введен третий резистор, включенный менду началом компексирукяцей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усилителя, причем конец компенсирукидей обмотки соединен с общей шиной, a выход инвертирующего операционного усилителя соединен с объединенными вьшодами конденсатора и второго вывода второго резистора .

за

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ OOOP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О ASWOPaloMV c v

8 (21) 35118 18/18-21 (22) 12. 11.82 (46) 07. 11.84. Бап. У 41 (72) В.У.Кизилов и В.И.Максимов (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (53) 62- 1.376.54(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 447824, кл. Н 03 К 7/08, 1972.

2. Siemens - Zeitschrift, 1973, 47, Heft 12, Sild 2, с. 864 (прототип). (54)(57) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР:

ПКРЕИЕННОГО ТОКА, содержащий транс-: форматор тока, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между общей пыной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компейси,Я0.„1323302 А рующая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертнрующий операционный усилитель, вход которого соединен с объединенными выводами первого и второго резисторов, а выкод — c вторым выводом первого резистора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности„ в него дополнительно введен третий резистор, включенный между качаном компенсирующей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усилителя, причем конец компенсирующей обмотки соединен с общей шиной, а выход инвертирующего операционного усилителя соединен с объединенчыми выводами конденсатора и в"орого вывода второго резистора.

1 11231

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в множительных устройствах и в измерительных преобразователях то ка, напряжения нли мощности.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий операционные усилители, компаратор, многообмоточный трансформатор и резисторы 5 1-).

Недостатком данного устройства является его низкая надежность, вызванная сложностью трансформатора, конструкция которого должна обеспечивать хорошую компенсацию намагничивающего тока ферромагнитного сердечника, и наличием дополнительных элементов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является широтно-импульсный модулятор переменного тока, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, вторич" ная обмотка включена междУ общей шиной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компенсирующая

25 обмотка началом .соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертирующий операционный усилитель, к входу которого через первый резистор подключен его выход, а через второй резистор — выход переключателя, к входам которого подключены источники токов разной полярности, причем выход инвертирующего операционного усилителя соединен .с концом компенсирующей обмотки, а вторая обкладка конденсатора соединена с общей шиной (2 ).

Недостатком известного широтно-импульсного модулятораявляется его ииз-! 40 кая надежность, вызванная сложностьк конструкции, наличием двух источников токов разной полярности и переключателя. .Целью изобретения является повыше-45 ние надежности широтно-импульсного модулятора путем упрощения его конст" рукции.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсный модулятор переменного тока, содержащий трансфор матор тока, первичная обмотка которо-.. го соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между общей шиной и входом инвертирующего опера- 55 ционного усилителя, а компенсирующая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, кеинвертиру02 2 ющий операционный усилитель, вход ,которого соединен с объединенными выводами первого и второго резисторов, а выход — со.вторым выводом первого резистора, дополнительно введен третий резистор, включенный между началом компенсирующей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усили теля, причем конец компенсирующей обмотки соединен с общей шиной, а выход инвертирующего операционного усилителя соединен с объединенными выводами конденсатора и второго вывода второго резистора.

На чертеже представлена схема широтно-импульсного модулятора переменного тока.

Он содержит трансформатор 1 тока, с первичной 2, вторичной 3 и компенсирующей 4 обмотками, концы обмоток

3 и 4 соединены с общей шиной, начало обмотки 3 соединено с входом инвертирующего операционного усилителя 5, выход которого через конденсатор 6 соединен с началом обмотки 4, неинвертирующий операционный усилитель 7, выход которого через резистор 8 соединен с началом обмотки 4, а ezop, - с объединенными выводами резисторов 9 и 10, вторые выводы ко" торых соединены соответственно с выходами инвертирующего и неинвертирующего операционных усилителей 5 и 7, входные шины 11 и 12.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

Усилитель, 7 с первым резистором

10 образуют компаратор. Трансформатор тока 1 с обмотками 2-4 и усилитель 5 образуют трансформатор тока с электронной компенсацией. Выход усилителя.

5 благодаря наличию второго резистора 9 управляет моментом переключения компаратора, а наличие третьего резистора 8 определяет скорость переза. ряда конденсатора в зависимости от состояния компаратора.

При большом усилении усилителя 5 напряжение на обмотке 3 близко к нулю, следовательно, сердечник трансформатора 1 не перемагничивается и напряжение на обмотке 4 также близко к нулю, а ампервитки обмоток 2 и 4 равны.

З„мз y - Л < м4 >(< ) где 3„- ток первичной обмотки 2, - ток в компенсирующей обмотхег 4.

Составитель E.Áîðçîâ

Редактор П.Коссей Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк

Заказ 8154/43 Тираж 861 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий

113035, Москва, Ж-35, Раушсчая наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 1 1231

Поскольку напряжение на обмотке 4. равно нулю, ток через резистор 8 определяется величиной этого резистора и напряжением Е на выходе компаратора. Знак напряжения зависит от состояния компаратора. Очевидно, что ток через конденсатор 6 равен сумме или разности стабильного тока через резистор 8 и тока 3, а напряжение на выходе усилителя 1 изменяется ли- 10 нейно .со скоростью, определяемой током через конденсатор 6. При этом условии на выходе усилителя 7 имеет место знакопеременное напряжение, представляющее собой последовательность импульсов двух полярностей с амплитудой Е, относительная разность длительностей которых С пропорциональна току 3 а следовательно, и току 3,.

Точность преобразования широтноимпульсного модулятора. обеспечивается за счет того, что сердечник трансформатора 1 тока не перемагничивается и соотношение (1) выдерживается с высокой точностью.

Повышение надежности широтно-импульсного модулятора обеспечивается упрощением его конструкции, так как вместо двух источников стабильных разнополярных токов и переключателя в модуляторе использован дополнитель. ный резистор и новые связи между элементами.