Трансформаторный магазин импеданса

 

Изобретение м.б. использовано при прстроении образцовых мер и магазинов емкостей больших номинальных значений. Устр-во содержит образцовый импеданс (И) 1 и двухобмоточные трансформаторы Т 2 и 5 соответственно с обмотками 3,6 и 4,7. Введен И 8. Т 5 выполнен двухступенчатым с двумя сердечниками 14 и 15. Обмотки 6 и 7 расположены на обоих сердечниках 14 и 15, а обмотки 16 и 17 - на сердечнике 15. Выводы обмотки 16 соединены с выводами И 8. Начало обмотки 17 соединено с концом обмотки 7, а конец обмотки 17 - с второй выходной клеммой и совместно с первой выходной клеммой образует выход устр-ва. Подключение к обмотке 4 низкоомйой нагрузки - И 1 обеспечивает Т 2 практически в режиме Т тока. Использование устр-ва позволяет на порядок повысить точность преобразования И, в результате чего возможно построение достаточно точных магазинов емкостей больших номинальных значений. 2 ил. (С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 6 01 R 27/00

rg(f,л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ";:

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ МАГАЗИН ИМПЕДАНСА

° 2 °

Я у 6

Фиа 2 (21) 4058957/24-09 (22) 18. 04. 86 (46) 23.03.88. Бюл. Ó 11 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) С.В. Макаренко (53) 621.317.333(088.8) (56) Братусь Ю.В., Будницкая Е.А., Карпенко В.П. Построение трансформаторных образцовых мер. — Элементы и схемы электроизмерительных устройств и систем: Сб. науч. тр. / Ред. кол.: Ф.Б. Гриневич и др. — Киев, Наукова думка, 1985, с. 44, рис. 2. (57) Изобретение м.б. использовано при построении образцовых мер и магазинов емкостей больших номинальных значений. Устр-во содержит образцовый., 1383223 А1 импеданс (И) 1 и двухобмоточные трансформаторы Т 2 и 5 соответственно с обмотками 3,6 и 4,7. Введен И 8. Т 5 выполнен двухступенчатым с двумя сердечниками 14 и 15. Обмотки 6 и 7 расположены на обоих сердечниках 14 и 15 ° а обмотки 16 и 17 — на сердечнике 15. Выводы обмотки 16 соединены с выводами И 8. Начало обмотки 17 соединено с концом обмотки 7, а конец обмотки 17 — с .второй выходной клеммой и совместно с первой выходной клеммой образует выход устр-ва.

Подключение к обмотке 4 низкоомной нагрузки — И 1 обеспечивает Т 2 практически в режиме Т тока. Использование устр-ва позволяет на порядок повысить точность преобразования И, в результате чего возможно построение достаточно точных магазинов емкостей больших номинальных значений.

2 ил.

1383223

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при построении образцовых мер и магазинов емкости больших номинальных значений.

Целью изобретения является повышение точности преобразования импеданса.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема трансформаторного магазина импеданса с дополнительным четырехобмоточным трансформатором; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема трансформаторного магазина импеданса с двухступенчатым трансформатором с двумя сердечниками.

1О

Трансформаторный магазин импеданса содержит образцовый импеданс 1, 20 первый двухобмоточный трансформатор

2 с первой обмоткой 3 и второй обмоткой 4, второй двухобмоточный трансформатор 5 с первой обмоткой 6 и второй обмоткой 7, дополнительный импеданс 8, дополнительный четырехобмоточный трансформатор 9 с первой обмоткой 10, второй обмоткой 11, третьей обмоткой 12 и четвертой 13, двухступенчатый трансформатор 5 по фиг. 2 с первым сердечником 14 и вторым сердечником 15 с третьей обмоткой 16 и четвертой обмоткой 17.

Трансформаторный магазин импеданса работает следующим образом.

К второй обмотке 4 первого двухобмоточного трансформатора 2 подключена низкоомная нагрузка — образцовый импеданс 1, что обеспечивает работу этого двухобмоточного транс- 40 форматора 2 практически в режиме трансформатора тока. При протекании тока в цепи обмотки 4 на образцовом импедансе 1 возникает падение напряжения. Из-за влияния тока намагничи- 45 вания сердечника первого двухобмоточного трансформатора 2 и падения напряжения на остаточных сопротивлениях обмотки 4 напряжение на импедансе 1 несколько меньше, чем было бы при 50 .идеальном трансформаторе тока. Ток намагничивания сердечника второго двухобмоточного трансформатора 5, протекающий по обмоткам 6 и 10 также уменьшает напРяжение на импедансе 1.

ЭДС на зажимах последовательно соединенных обмоток 6 и 10 меньше напряжения на образцовом импедансе 1 на величину падения напряжения на остаточных сопротивлениях этих обмоток. Напряжение, приложенное к обмоткам 6 и 10, распределяется между этими обмотками неравномерно. Основная часть этого напряжения приложена к зажимам обмотки 6 и лишь незначительная часть этого напряжения к зажимам обмотки 10. Такое перераспределение напряжений обусловлено шунтированием обмотки 10 через дополнительный четырехобмоточный трансформатор 9 с обмотками 10 и 11, дополнительным импедансом 8. Второй двухобмоточный трансформатор 5 с обмотками 6 и 7 работает в режиме, близком к режиму холостого хода, так как вторая обмотка 7 подключается к высокоомным потенциальным цепям измерительного прибора, Поэтому напряжение на его второй обмотке 7, 1 обусловленное напряжением на обмотке 6, пропорционально величине образцового импеданса. Эквивалентное сопротивление трансформаторного магазина импеданса (Z ) определяется отношением напряжения U на его потенциальных зажимах к току I протекающему в цепи обмотки 3.

Компенсация погрешностей в этом устройстве происходит следующим образом. Дополнительный трансформатор работает в режиме, близком к режиму трансформатора тока, так как он нагружен низкоомным импедансом 8.

При равенстве числа витков обмоток 10 и 11 и равенстве величин импеданса 1 и дополнительного импедан са 8 в цепи обмотки 11 будет протекать ток, равный току намагничивания сердечника второго двухобмоточного трансформатора 5. Падение напряжения на дополнительном импедансе

8, вызванное этим током, равно уменьшению напряжения на образцовом импедансе 1 за счет влияния тока намагничивания сердечника второго двухобмоточного трансформатора 5. При равенстве остаточных сопротивлений обмоток 6, 10 и 11 падения напряжения на них будут равны.

Напряжения, приложенные к обмотке

11, определятся суммой напряжения на дополнительном импедансе 8 и на остаточных сопротивлениях этой обмотки. Это напряжение трансформируется в обмотки 12 и 13, а затем напряжение компенсации на зажимах последовательного соединения обмо1383223 ток 12 и 13 складывается с напряжением обмотки 7. Увеличивая число витков в последовательном соединении обмоток 12 и 13, можно добиться не только компенсации влияния тока намагничивания сердечника второго двухобмоточного трансформатора 5 и па дений напряжений на остаточных сопротивлениях обмотки 6, но и компенсации влияния тока намагничивания

10 сердечника первого двухобмоточного трансформатора 2 и падений напряжений на остаточных сопротивлениях обмотки 4. При равенстве сопротивлений импедансов 1 и 8, равенстве числа

15 витков обмоток 4, 6, 10 и 11, одинаковых размерах и магнитных свойствах трансформаторов сердечников

2, 5 и 9 максимальной компенсации погрешностей добиваются при равном

20 числе витков обмоток 7 и 12 и вдвое большем, чем в обмотке 7, числе витков обмотки 13. При этом полностью скомпенсированы погрешности первой сгепени малости, вызываемые влиянием токов намагничивания сердечников первого и второго двухобмоточных трансформаторов 2 и 5, и вдвое уменьшаются погрешности, вызванные падениями напряжения на остаточных сопротивлениях обмоток 4 и 6.

Выражение для эквивалентного сопротивления этого устройства имеет вид

35 шзш, R4 R42e Z

Е=ЕО (1- — -10 — — -3 )

9 Ош2

Х

Х2 Х2 э

4 4 где Z, — полное сопротивление образцового импеданса 1, равное полному сопротивлению допол40 нительного импеданса, 8;

mm99 mm4i

m — число витков обмоток 3, 4, и 7, соответственно;

R — активное сопротивление обмотки 4, равное активным сопротивлениям обмоток 6, 10, Х 4 — реактивное сопротивление обмотки 4, равное реактивным сопротивлениям обмоток 6, 10, и 11.

Регулирование эквивалентного со- . противления трансформаторного магазина импеданса может осуществляться совместным регулированием величин образцового импеданса 1 и дополнительного импеданса 8, совместным регулированием числа витков обмоток

3, 7, 12 и 13 либо совместным регулированием числа витков обмоток

4, 6, 10 и 11.

Принцип работы и компенсация по— грешностей в устройстве с двухступенчатым трансформатором (фиг. 2) осуществляется аналогично рассмотренному в устройстве на обычных трансформаторах. Дополнительное повышение точности в устройстве с двухступенчатым трансформатором достигается за счет вдвое меньшего остаточного сопротивления обмотки 6 (фиг.2), чем остаточных сопротивлений обмоток 6 и 10 в устройстве на обычных трансформаторах (фиг. 1).

Выражение для эквивалентного сопротивления трансформаторного магазина импеданса с двухступенчатым трансформатором имеет вид

mam 3.4 Ео Ео

Z =Z — «;(1 — 8 — — — 3 — -) э о Х2 Х4 У

4 4 4 где Z — полное сопротивление импедансов 1 и 8; ш, ш и ш, — число витков обмоток 3, 4 и 7 соответственно, причем числа витков обмоток 4, 6 и 16 равны, а число витков обмотки, 17 вдвое больше числа витков обмотки 7; активное сопротивление обмотки 4, равное активным сопротивлениям обмоток 6 и 16; — реактивное сопротивление обмотки 4, равное реактив. ному сопротивлению обмоток

6 и 16.

Использование трансформаторного магазина импеданса позволяет на порядок повысить точность преобразования импеданса, в результате чего возможно построение достаточно точных магазинов емкостей больших номинальных значений.

Трансформаторный магазин 1импеданса можно включать в измерительную цепь, меняя местами их токовые и потенциальные зажимы, однако при этом точность преобразования импеданса несколько уменьшится. Это вызвано нессиметричностью схемы трансформаторного магазина импеданса.

1383223

Составитель Ю. Чернышов

Техред А. Кравчук

Корректор M. Макснмишинец

Редактор С. Пекарь

Заказ 1290/41 Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула из обре тения

Трансформаторный:. магазин импеданса, содержащий образцовый импеданс, первый трансформатор, причем выводы первой обмотки первого трансформатора являются входом трансформаторного магазина нмпеданса, а начало второй обмотки первого трансформатора соединено с первым выводом образцового импеданса и началом первой обмотки второго трансформатора, начало второй обмотки второго трансформатора является первой выходной клеммой трансформаторного магазина импеданса, а конец второй обмотки первого трансформатора соединен с концом первой обмотки второго трансформатора и с вторым выводом образцового импеданса, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования импеданса, введены дополнительный импеданс, а второй трансформатор вы5 полнен в виде двухступенчатого трансформатора с двумя сердечниками, причем первая и вторая обмотки второго трансформатора расположены на обоих сердечниках, а третья и четвертая

10 обмотки второго трансформатора расположены на втором сердечнике, а выводы третьей обмотки соединены с выводами дополнительного импеданса, начало четвертой обмотки второго трансформатора соединено с концом второй обмотки второго трансформатора, конец четвертой обмотки второго трансформатора соединен с второй выходной клеммой и совместно с первой выходной клеммой образует выход трансформаторного магазина импеданса.