Трансформаторный преобразователь импеданса

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности преобразования импеданса. Преобразователь содержит трансформатор с сердечниками 1-1....1-N, обмотки 2 и 3...N, меры импеданса 4-1...4-N, обмотки 2 и 3-1 охватывают все сердечники, обмотка 3-2 охватывает сердечники 1-2...1-N, а каждая из обмоток 3-I охватывает соответственно сердечники 1-I,...,1-N. Обмотки 3-1,...,3-N включены последовательно и согласно. Выводы обмотки 3-1 подключены к выводам меры импеданса 4-1, а выводы каждой обмотки 3-I подключены соответственно к выводам меры импеданса 4-I. Выводы обмотки 2 являются токовыми, а первый вывод основной меры импеданса 4-1 и второй вывод меры импеданса 4-N являются потенциальными выводами преобразователя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„. 80„„1476543 А1 (51)4 Н 01 F 40/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4-i

УГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4240850/24-07 (22) 04.05.87 (46) 30,04,89. Бюл. № 16 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) В.П.Карпенко и С.В.Макаренко (53) 621.314.22.08(088.8) (56) Братусь Ю.В., Будницкая Е.А., Карпенко В.П. Построение трансформаторных образцовых мер. — В кн.: Элементы и схемы электроизмерительных устройств и систем. Киев: Наукова думка, 1985, с. 46, рис. 4, (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ИМПЕДАНСА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобретения является повышение точности преобразования импеданса. Преобразователь содержит трансформатор с сердечниками 1-1 — 1-п обмотки 2 и

3-1. — З-п, меры импеданса 4-1 — 4-п, обмотки 2 и 3-1 охватывают все сердечники, обмотка 3-2 охватывает сердечники 1-2 — 1-п, а каждая из обмоток 3-i охватывает соответственно сер. дечники 1-i — 1-п. Обмотки 3-1 — 3-п включены последовательно и согласно.

Выводы обмотки 3-1 подключены к выводам меры импеданса 4-1, а выводы каждой из обмоток 3-1 подключены соответственно к выводам меры импеданса

4-i. Выводы обмотки 2 являются токовыми, а первый вывод основной меры импеданса 4-1 и второй вывод меры импеданса 4-п являются потенциальными выводами преобразователя. 1 ил.

1476543

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано, например, при построении образцовых мер и магазинов емкос5 ти больших номинальных значений, а также индуктивности и активного сопротивления малых номинальных значений, применяемых для поверки точности компенсаторов переменного тока. 1ð

Цель изобретения - повьппение точности преобразования, импеданса.

На чертеже изображена принципиальная схема:предлагаемого преобразователя. !5

Трансформаторный преобразователь импеданса состоит из трансформатора с сердечниками 1-1, 1-2, ..., 1-п, обмотками 2 и 3-1, 3-2, ..., 3-и а также мер 4-1, 4-2, ..., 4-и им- 20 педанса.

Обмотки 2 и 3-1 охватывают все сердечники, обмотка 3-2 охватывает сердечники 2-1 — 1-п а каждая из обмоток 3-i охватывает соответственно сердечники 1-i — 1-п. Обмотки

3-1 — 3-и включены последовательно и согласно. Выводы обмотки 3-1 подключены к выводам меры 4-1 импеданса, а выводы каждой обмотки 3-i под- Зр ключены соответственно к выводам меры 4-i импеданса. Выводы обмотки 2 являются токовыми, а первый вывод основной меры 4-1 импеданса и второй вывод меры 4-п импеданса являются

35 потенциальными выводами преобразователя импеданса.

Преобразователь работает следующим образом.

Погрешности эквивалентного сопро- 40 тивления устройства, вызываемые падением напряжения на активных сопротивлениях обмоток трансформатора, исключаются благодаря четырехзажимному подключению преобразователя.

При этом эквивалентное сопротивление преобразователя определяется отношением напряжения на потенциальных выводах магазина к току в цепи первичной обмотки 2.

Второй вид погрешностей — погреш50 ности, обусловленные токами намагничивания сердечников трансформатора, компенсируются схемным путем. Эта компенсация реализуется следующим об55 разом.

Трансформатор в предлагаемом устройстве работает в режиме, близком к режиму трансформатора тока, так как его вторичные обмотки (3-1, 3-2, ., °, 3-и) нагружены низкоомными мерами импеданса (4-1, 4-2, ° ., 4-п1.

Основной магнитный поток, передающий энергию во вторичную цепь устройства, создается в сердечнике 1-1, охваченном только первичной 2 и вто-. ричной 3-1 обмотками. В цепи обмотки 3- 1 протекает рабочий (нагрузочный) ток, и падение напряжения на мере 4-1 импеданса, вызванное этим током, составляет основную часть напряжения на потенциальных зажимах преобразователя.

В обмотке 2 протекает суммарный ток, состоящий из рабочего тока, пропорционального току во вторичной обмотке 3-1, и тока намагничивания сердечников трансформатора.

Поскольку пропорциональность между первичным и вторичным токами не выполняется из-за наличия в первичной обмотке тока намагничивания; то при съеме напряжения с выводов меры

4-1 импеданса (при определении эквивалентного сопротивления преобразователя) возникает соответствующая погрешность.

Для компенсации этой погрешности применяются дополнительные сердечники 1-2 — 1-п дополнительные вторичные обмотки 3-2 — 3-п и дополнительные меры 4-2 — 4-п импеданса.

Сердечник 1-2 охвачен тремя обмотками: первичной 2 и вторичными 3-1 и 3-2.

Этот сердечник размагничивается токами этих вторичных обмоток (3-1 и 3-2), и в обмотке 3-2 наводится ток, равный разности приведенного к вторичной цепи первичного тока и вторичного тока в обмотке 3-2. Этот разностный ток, примерно равный приведенному к вторичной цепи току намагничивания сердечника 1-1, создает на мере 4-2 импеданса падение напряжения, которое суммируется с напряжением, сформированным на мере 4-1 импеданса, увеличивая напряжение на потенциальных зажимах меры и компенсируя указанную погрешность.

Однако сердечник 1-2 не полностью размагничивается токами обмоток 3-1 и 3-2. Остаточный магнитный поток этого сердечника (существенно меньший магнитного потока сердечника 1-1) вызывает появление погрешностей второго порядка малости, величина кото1476543 рованием величин мер 4-1, 4-2, 4-п импеданса.

Использование изобретения позволяет строить трансформаторные меры и магазины импедансов с высокими метрологическими характеристиками и произвольными схемами замещения, а также создавать на их базе кодоуправляемые магазины импедансов.

Составитель О.Варламов

Техред А. Кравчук Корректор О.Кравцова

Редактор А.Огар

Заказ 2164/53

Тираж 696

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарйна,101 рых не менее чем на порядок меньше исходных, Компенсация погрешностей второго порядка малости осуществляется сле5 дующим образом.

Сердечник 1-3 размагничивается токами вторичных обмоток 3-1 — 3-3. Наведенный в обмотке 3-3 ток равен разности приведенного к вторичной цепи тока первичной обмотки 2 и токов в обмотках 3-1 и 3-2. Этот разностный ток примерно равен приведенному к вторичной цепи току намагничивания сердечника 1-2. По величине этот ток значительно меньше тока намагничивания сердечника 1-1. Указанный ток вызывает на мере 4-3 импеданса падение напряжения, которое затем суммируется с напряжением, сформированным на мерах 4-1 и 4-2 импеданса, увеличивая напряжение на потенциальных зажимах преобразователя.

Компенсация погрешностей более высоких степеней малости происходит 25 аналогичным образом.

В общем случае числа витков в обмотках 3-1, 3-2, ..., 3-п могут быть различны. Так различными могут быть и величины мер 4-1, 4-2, ..., 4-п импеданса, Однако с целью минимизации числа номиналов, ограничения размеров окон тороидальных сердечников трансформатора и др. числа витков в обмотках 3-1 — 3-п обычно выбирают

35 равными, также равными выбираются и величины мер 4-1 — 4-п импеданса.

Регулирование эквивалентного сопротивления в преобразователе может осуществляться коммутацией числа вит- 40 ков обмотки 2 или совместным регулиФормула изобретения

Трансформаторный преобразователь импеданса, содержащий два сердечника, три обмотки и две меры импеданса, причем выводы второй обмотки подключены к выводам основной меры импеданса, выводы третьей обмотки подключены к выводам вспомогательной меры импеданса, а выводы первой обмотки являются токовыми выводами преобразователя импеданса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования импеданса, в него введены и-2 дополнительных середчников, и-2 дополнительных обмоток и и-2 дополнительных мер импеданса, первая и вторая обмотки охватывают все сердечники, третья обмотка охватывает второй и все дополнительные сердечники, каждая i-я дополнительная обмотка охватывает последние n-i-1 дополнительные сердечники, вторая, третья и все дополнительные обмотки включены последовательно и согласно, выводы i-й по порядку дополнительной с обмотки подключены к выводам i-й дополнительной мерыимпеданса,первый вывод основной меры импеданса и второй вывод последней дополнительной меры им.педанса являются потенциальными выводами преобразователя импеданса.