Устройство для формирования сигнала тока в электроприводе

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах с частотно-токовым управлением. Целью изобретения является расширение области применения за счет расширения диапазонаизмеряемых токовТ Устройство содержит трансформатор , выполненный на двух сердечниках 1 и 2 с измерительной 3, выходной 4 обмотками и двумя обмотками 15 и 20 обратной связи, блок 8 управления , выполненный на операционном усилителе 25. Устройство позволяет . трансформировать как переменный, так и постоянный ток за счет компенсации постоянной составлякяцей потока магнитопровода. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (5!! 4 Н 02 P 7/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТ0РСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4051418/24-07 (22) 08.04.86 (46) 07.01.88. Бюл. Ф 1 (72) В.Н.Бродовский, Б.Н.Каржавов, Е.А.Титова и В.Я.Туровский (53) 62!.316.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 307520, кл. H 01 F 40/06, 197!.

Авторское свидетельство СССР !! !221605, кл. G 01 М 19j04, 1984, I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛА ТОКА В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в

80,,» 1365334 А1 электроприводах с частотно-токовым управлением. Целью изобретения является расширение области применения эа счет расширения диапазона-измеряемых токов. Устройство содержит трансформатор, выполненный на двух сердечниках 1 и 2 с измерительной 3, выходной 4 обмотками и двумя обмотками 15 и 20 обратной связи, блок 8 управления, выполненный на операционном усилителе 25. Устройство позволяет трансформировать как переменный, так и постоянный ток за счет компенсации постоянной составляккцей потока магнитопровода. 2 ин.

1365334

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных электроприводах, например в электроприводах с частотно-токовым

5 управлением.

Целью изобретения является расширение области применения за счет расширения диапазона измеряемых токов.

На фиг.1 приведена принципиальная 10 схема устройства; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для формирования сигнала тока в электроприводе содержит трансформатор, выполненный на первом

1 и втором 2 сердечниках с расположенными на обоих сердечниках 1 и 3 .измерительной 3 и выходной 4 обмотками. Конец обмотки 4 через нагрузочный резистор 5 подключен к общей ши- 20 не б устройства, а ее начало — к выходу 7 блока 8 управления, клеммы 9 и 10 питания которого соединены с положительным 11 и отрицательным 12 выводами источника 13 постоянного 25 напряжения, имеющего, среднюю точку

14, подключенную к общей шине 6 устройства. На первом сердечнике 1 трансформатора расположена первая обмотка 15 обратной связи, начало ко- 30 торой соединено с первым входом 16 блока 8 управления. В устройство вве-. дены источник 17 переменного напряжения и два резистора 18 и 19 смещения.

Трансформатор снабжен второй обмоткой 20 обратной связи, расположенной на втором сердечнике 2, и демпфирующей обмоткой 2 1, расположенной на обоих сердечниках 1 и 2. Блок 8 управления снабжен вторым 22, третьим 40

23 и четвертым 24 входами, соединенными соответственно с концом второй обмотки 20 обратной связи, с началом демпфирующей обмотки 21 и одним из выводов источника 17 переменного нап- 45 ряжения, и выполнен в виде операционHollo. усилителя 25, выход KDTopoI o HBляется выходом 7 блока 8 управления, а вход через последовательно включенные суммирующие резисторы 26 и 27 и диоды 28 и 29 соединен с первым 16 и вторым 22 и через суммирующее резисторы 30 и 31 — с третьим 23 и четвертым 24 входами блока 8 управления.

Цепь обратной связи операционного усилителя 25 составлена иэ параллельно включенных резистора 32 и конденсатора ЗЗ. Первый 16 и второй 22 входы блока 8 управления через резисторы 18 и 19 смещения соединены соответственно с положительным 11 и отрицательным 12 выводами источника 13 постоянного напряжения !3. Конец демпфирующей обмотки 21, конец первой 15 и начало второй 20 обмоток обратной связи и другой вывод источника 17 переменного напряжения соединены с общей шиной устройства 6.

На фиг.1 и 2 обозначено:  — ин-! дукция Н вЂ” напряженность ВРФ Вр

Вр — В « — максимальные положительные и отрицательные рабочие значения индукции, ? „ — измеряемый ток; U напряжение источника переменного напряжения 17; U,„ — выходное напряжение операционного усилителя 25;

U, U „ — напряжения обратной связи;

U „,„ — выходное напряжение устройства ..

Устройство работает следующим образом.

При подключении измерительной обмотки 3 устройства в цепь контролируемого тока ток обмотки 3 трансформируется в выходную обмотку 4. Напряжение на резисторе 5, пропорциональное току обмотки 4, является выходным сигналом устройства U >ö„, пропорциональным также измеряемому току I „ через обмотку 3.

Трансформация как переменного, так и постоянного тока достигается в устройстве за счет поддержания ненасыщенным состояния магнитопровода составленного из сердечников 1 и 2 трансформатора путем компенсации постоянной составляющей напряжения на выходной обмотке 4.

Переменная составляющая этого напряжения выбирается такой, чтобы при перемагничивании сердечников максимальное положительное и максимальное отрицательное значение их рабочей индукции В и -В Р по величине не превосходили индукции насыщения В „ (фиг.2к).

Постоянная составляющая напряжения на выходной обмотке 4 компенсируется за счет равенства постоянных составляющих выходного напряжения операционного усилителя 25 и напряжения на нагрузочном резисторе 5.

Это обеспечивается обратной связью по потоку магнитопровода трансформатора, которая стремится поддержать постоянную составляющую эквивалентного потока магнитопровода равной нулю.

1365334

Для обеспечения действия обратной связи характеристика перемагничивания магнитопровода на сердечниках 1 и 2 формируется в виде, показанном на фиг.2к, путем смещения характеристик перемагничивания каждого сердечника в разные стороны по оси Н. Для этого от источника 13 постоянного напряжения в первую 15 и вторую 20 10 обмотки обратной связи задается ток смещения через резисторы 18 и 19 смещения.

Характеристика перемагничивания 1Á (фиг.2к) при этом содержит два участ ка, первый из которых I образован кривой перемагничивания первого сердечника I, а второй II â€,кривой перемагничивания второго сердечника 2 ° 20

Кроме этого, для обеспечения действия . обратной связи от источника 17 переменного напряжения на вход операционного усилителя 25 через суммирующий резистор 31 подается переменное нап- 25 ряженке 11 (фиг.26). Форма переменно=

ro напряжения может быть синусоидальной, прямоугольной или другой любой.

Определяемая напряжением источника

17 переменная составляющая выходного 30 напряжения 0 „ операционного усилителя 25, прикладывается к выходной обмотке 4. При этом обеспечивается циклическое перемагничивание трансформатора, т.е. изменение рабочей индукции магнитопровода между максимальным положительным В и максимальным отрицательным -В значениями. Напряжение выходной обмотки 4 тансформируется на все другие обмот- 40 ки трансформатора, причем на каждую из обмоток 15 и 20 обратной связи только в те моменты времени, когда рабочая точка по индукции находится, соответственно, на участке I или íà 4g .участке II характеристики перемагничивания (фиг.2к). За счет этого формируется электрический сигнал, пропорциональный постоянной составляющей потока трансформатора, т.е. сиг- В0 нал, пропорциональный уходу рабочей зоны по индукции от симметричного относительно начала координат положения. Этот сигнал получается как разнОсть пОстОянных сОставляющих Выпрям» ленных напряжений первой 15 и второй

20 обмоток обратной связи. Диаграммы напряжений этих Обмоток U>> и U< приведены на фиг.2д,е. После выпрямления диодами 28 и 19 эти напряжения в качестве сигналов обратной связи

Uoc и U, (фиг.2ж,з) поступают на вход операционного усилителя 25. Разность этих сигналов усиливается, сглаживается с помощью фильтра (резистор 32 конденсатор 33) и образует постоянную составляющую выходного напряжения операционного усилителя

25, которая в качестве напряжения отрицательной обратной связи обеспечивает равенство нулю постоянной составляющей напряжения выходной обмотки 4, и, тем самым, равенство нулю постоянной составляющей потока трансформатора. Для устойчивости замкнутого контура используется напряжение демпфирующей обмотки 21 П",, пропорциональное производной потока трансформатора.

В устройстве обеспечивается измерение как постоянного, так и переменного тока. В выходном сигнале устройства U„,„, кроме полезной составляющей, пропорциональной измеряемому току, будет содержаться в качестве помехи, составляющая, обусловленная током намагничивания выходной обмотки

4 (фиг.2и), которая соответствующим выбором параметров может быть уменьшена до требуемого в каждом конкретном случае переменения уровня.

Из принципа действия устройства следует, что величину рабочей зоны по индукции в трансформаторе можно варьировать в широких пределах вне связи с величиной индукции насыщения материала сердечника. Это дает воз . можность расширить диапазон коэффициентов трансформации между измерительной 3 и выходной 4 обмотками и за счет этого расширить диапазон измеряемых токов.

Формула изобретения

Устройство для формирования сигнала тока в электроприводе, содержащее трансформатор, выполненный на первом и втором сердечниках с расположенными на обоих сердечниках измерительной и выходной обмотками, конец последней через нагрузочный резистор подключен к общей шине устройства, а начало — к выходу блока управления, клеммы .питания которого соединены с положительным и отрицательным выво1365334 рицательным выводами источника постоянного напряжения, а конец демпфирующей обмотки, конец первой и начало второй обмоток обратной связи и другой вывод источника переменного напряжения сбединены с общей шиной устройства.

Хй. а

Составитель В.Поспелов

Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

Редактор Г.Волкова

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6655/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дами источника постоянного напряжения, имеющего среднюю точку, подключенную к общей шине устройства, при . чем на первом сердечнике трансформа

В тора расположена первая обмотка обратной связи, начало которой соединено с первым входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области при- 10 менения, в него введены источник переменного напряжения и два резистора смещения, трансформатор снабжен второй обмоткой обратной связи, расположенной на втором сердечнике, и демпфирующей обмоткой, расположенной на обоих сердечниках, блок управления снабжен вторым, третьим и четвертым входами, соединенными соответственно с концом второй обмотки обратной связи, с началом демпфирующей обмотки и с одним из выводов источника переменного напряжения, и выполнен в виде операционного усилителя, выход которого является выходом блока управления, вход через последовательно включенные суммирующие резисторы и Диоды соединен с первым и вторым и через суммирующие резисторы— с третьим и четвертым входами блока управления, а цепь обратной связи составлена из параллельно включенных резистора и конденсатора, причем первый и второй входы блока управления через резисторы смещения соединены соответственно с положительным и от