Преобразователь мгновенного значения тока в напряжение

 

Изобретение относится к электроизмерителям и может быть использовано в приборах для измерения тока в системах автоматического регулирования . Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов преобразователя достигается введением первого и второго ограничителей тока, вьшолненных в виде диодных мостов 8 и 9. Преобразователь также содержит трансформатор 1 тока с насыщающимся сердечником , первичной и вторичной обмотками , источник 2 переменного напряжения , нагрузочный резистор 3, общую шину 4, первый и второй ограничители 5 и 6 , фильтрующий конденсатор 7. В каждом ограничителе тока между соединенными диодами и положительными выводами управления включены резисторы 10 и 11, между катодами диоi дов и отрицательными выводами управСО ления - резисторы.12 и 13. В качестве первичной обмотки трансформатора t тока может быть использована токонесущая шина. 2 ил. to О) ГчР О ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SUÄÄ1262402

ЬП 4 С 01 R 19/20

/ С .,; ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -- * :

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3817921 /24-21 (22) 02. 11.84 (46) 07. 10.86. Бюл. ¹ 37 (72) В.Н.Бродовский, E.Ñ.Èâàíîâ, А.С.Жилин, Н.В.Буторин и Б.Н.Каржавов (53) 621.3 17.7 (088.8) (56) Белицкая М.С., Лиманов E.А.

Трансформаторы постоянного тока и напряжения. М.-Л.; Энергия, 1964, с. 14, рис. 11.

Авторское свидетельство СССР №,706789, кл. G 01 R 19/00, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МГНОВЕННОГО

ЗНАЧЕНИЯ ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к электроизмерителям и может быть использовано в приборах для измерения тока в системах автоматического регулирования. Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов преобразователя достигается введением первого и второго ограничителей тока, выполненных в виде диодных мостов 8 и 9. Преобра зователь также содержит трансформатор 1 тока с насыщающимся сердечником, первичной и вторичной обмотками, источник 2 переменного напряжения, нагрузочный резистор 3, общую шину 4, первый и второй ограничители

5 и 6 тока, фильтрующий конденсатор

7. В каждом ограничителе тока между соединенными диодами и положительными выводами управления включены резисторы !О и 11, между катодами диодов и отрицательными выводами управления — резисторы.12 и 13. В качестве первичной обмотки трансформатора тока может быть использована токонесущая шина. 2 ил.

1262402

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в приборах для измерения тока в системах автоматического регулирования.

Цель изобретения — уменьшение массы и габаритов преобразователя мгновенного значения тока в напряжение. На фиг. . приведена электрическая схема преобразователя; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь мгновенного значения тока в напряжение содержиттрансформатор 1 тока с насыщающимся сердечником, первичной и вторичной обмотками, источник 2 переменного напряжения, первый вывоц которого соединен через вторичную обмотку трансформатора 1 тока с первым выводом нагрузочного резистора 3, второй вывод которого соединен с общей шиной 4. В качестве первичной обмотки трансформатора 1 тока может быть использована токонесущая шина. Второй вывод источника 2 переменного напряжения соединен с.входои первого ограничителя 5 тока, выход которого подключен к общей шине 4. Точка соединения вторичной обмотки трансформатора 1 тока с нагрузочным резистором 3 подключена к входу второго ограничителя 6 тока, выход которого соединен с выходной шиной, а через фильтрующнй конденсатор 7 - с общей шиной 4. Положительный и отрицательный выводы управления ограничителей

° Ф

5 и 6 тока соединены соответственно с положительной и отрицательной шинами питания.

Ограничители тока выполнены в виде диодных мостов 8 и 9. В каждом из ограничителей 5 и 6 тока между соединенныии анодами диодов и положительныйи выводами управления включены резисторы 1О н 11, между соединенныии ка одами диодов и отрицательными выводаии управления — резисторы 12 и

13, первая точка соединения разноименных выводов диодов соединена с входом соответствующего ограничнтеля тока, а вторая точка соединения разноименных выводов диодов - с его выходом.

Преобразователь мгновенного зна чения тока в напряжение работает следующим образом.

Через первичную обмотку с числом витков W, трансформатора 1 тока проткает преобразуеиый ток i, (яа фиг.2

W<

1 1

15 г

- oK 1.? Определяет падение напряжения U< на нагруэочном резисторе 3.

В полупериод положительного напряжения П< перемагничивание магнитопровода трансформатора 1 тока осуществляется под действием разности (И,- U ) а в полупериод отрицательного напряжения U< — под действием суммы

25 (U, + Пг), где У< - амплитУдное значение переменного напряжения. Это определяет уменьшение времени перемагничивания иагнитопровода в интервале действия отрицательного напря жения U<, из-за чего возникает на короткий промежуток времени режим насыщения магнитопровода, в течение которого соотношение (1) нарушается.

При .этом величина тока i „ без учета действия ограничителя 5 тока

З5 определяется величиной К нагрузочного резистора 3 (фиг.2в), т.е.

U< н К (2) 4б С учетом действия ограничителя 5

1 тока ток 1. „ в режиме насыщения магнитоправода (без учета падений напряжений на диодах моста 8) определяется выражением

45, < U< + О<

1 % (3)

R+ 2r, U — напряжение на шинах питаЯ ни я;

r — величина резисторов 10 и

12, которая выбирается

r,» R. где

Форма напряжения О<< (фиг.2г) на

55 нагрузочном резисторе 3 соответствует форме. тока i . В режимах перемагнкчивания магнитопровода трансформатора 1 тока напряжение Ug пропорципредставлен постоянный ток). Под действием напряжения прямоугольной формы U< (фиг.2б), поступающего с выхода источника 2 переменного напряже5 ния на вторичную обмотку с числом витков W, происходит непрерывное перемагнйчивание магниопровода трансформатора 1 тока. При этом величина вторичного тока (фиг.2в) определяется из условия равенства ампервитков, т.е. имеем (пренебрегая величиной тока намагничивания) 1262402 оиально току i, а с учетом вьражения (1) — и измеряемому току i, .

При насыщении магнитопровода напряже ние U< содержит .провалы ограниченной величины, соответствующие значению, 1 по выражению (3) .

Напряжение на выходе преобразователя Us»< (на обклад ах фильтрующего конденсатора 7) в режимах перемагничивания магнитопровода соответствует напряжению U, а следовательно, и измеряемому току i, (фиг. 2д). При насыщении магнитопровода (при провале напряжения U<) вступает в действие ограничитель 6 тока, при этом 15 нагрузочный резистор 3. отключается от выходной шины, которая при направ ленин тока i (фиг. 1) подключается к положительйой шине питания через резистор 11. Погрешность h U » вы- 20 ходного напряжения преобразователя определяется длительностью режима насыщения и постоянной времени (4) где r — величина резисторов 11 и

13;

С вЂ” величина фильтрующего конденсатора 7. 30

Преобразователь может быть использован для измерения как постоянного так и переменного токов. Поскольку частота питающего напряжения U (например, 20 кГц) намного превосхо-. дит частоты измеряемых токов (например, 0 — 1 кГц), то диаграммы (фиг. 2) без большой погрешности могут служить пояснением функционирования преобразователя и для пере- 40 менного тока т<.

Преобразование перемени» о тока связано с необходимостью выбора величины фильтрующего конденсатора

С по выражению

2r i, -- R 271

1 v, где f — частота преобразуемого тока

Формула из обретения

Преобразователь мгновенного значения тока в напряжение, содержащий трансформатор тока и источник переменного напряжения, первый вывод которого соединен через вторичную обмотку трансформатора с первым выводом нагрузочного резистора, положительную и отрицательную вины питания, фильтрующий конденсатор, первая обкладка которого соединена с общей шиной и вторым выводом нагрузочного резистора, а вторая обкладка — с вы. ходной шиной, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в него дбполнительно введены первый и Второи ограничители тока, вьптолненные в виде диодных мостов, при этом вход первого ограничителя тока соединеь с вторым выходным выводом источника переменного напряжения, его выход — с общей шиной, вход второго ограничителя тока соединен с первым выводом нагрузочного резистора, его выход— с выходной шиной, а положительные и отрицательные выводы управления ограничителей тока подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам ттитания.

12Ь2402

Составитель А.Пучковский

Редактор А.Козориз Техред Л.Олейник Корректор А.Зимокосов Ф

Заказ 5422/42 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óærîðoä, ул.Проектная,4