Устройство для измерения тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения токов в гальванически развязанных цепях. Целью изобретения является повышение динамической точности и снижение потребляемой мощности. Для этого в устройство введены преобразователь 11 формы импульса, двухуровневый компаратор 12 и формирователь 13 импульсов. Под воздействием тока возбуждения от генератора 7 переменного напряжения, протекающего в обмотках 5 и 6 возбуждения, происходит намагничивание сердечников 1 и 2, которое является суммой измеряемого тока в обмотках 3 и 4 и тока возбуждения. Блоки 11-13 формируют импульсы записи, управляющие работой ключа 9, который передает информацию из преобразователя 8 ток - напряжение в элемент 10 памяти. Один из сердечников 1 или 2 находится в насыщенном состоянии, но другой сердечник всегда не насыщен. В описании приведен пример реализации двухуровневого компаратора 12. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g ) g 0 01 R 19/20 — )

° ..

): ° г С3

1 г е и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (2 1.) 4447039/24-21 (22) 17. 06. 88 (46) 07. 10, 90, Бюл, Р 37 (71) Сибирский завод комплектного электропривода "Сибстанкоэлектропривод" (72) P. Д. Бай, В. K. Гробов, А. A. Канеп и А.В.фельдман (53) 621. 317. 7 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 822055, кл. C 01 R 19/20, !979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1270713, кл, О 01 R 19/20, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ?!ЛЯ ИЗИГРВНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использоВано для измерения токов в гальванически развязанных цепях.

Целью изобретения является повьп ение динамической точности- и снижение но14

„„SU„„-. 1597754 А1 2 требляемой мощности. Для этого в устройство введены преобразователь 11 .формы импульса, двухуровневый компаратор 1 и формирователь 13 импульсов. fIbp воздействием тока возбуждения от генератора 7 переменного напряжения, протекающего в обмотках 5 и 6 возбуждения, происходит намагничивание сердечников 1 и 2, которое является суммой измеряемого тока в обмотках 3 и 4 и тока возбуждения. Блоки 11-13 формируют импульсы записи, управляю ие работой ключа 9, который передает информацию из преобразователя 8 ток: — напряжение в элемент 10 памяти. Один из серде .ников или 2 находится в насыщенном состоянии, но другой сердечник,всегда не насыщен. В описании приведен пример реализации двухуровнего компаратора 12. 3 ил.

1597754

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для .измерения тока в гальванически развязанных цепях.

Цель изобретения — повышение динамической точности и снижение потребляемой мощности.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— пример реализации двухуровневого компаратора; на фиг. 3 — диаграммы сиг-:. налов.

Устройство для измерения тока (фиг. 1) содержит ферромагнитные сер- 15 дечники 1 и 2 магнитного преобразователя, входные обмотки 3 и 4,. соединенные последовательно и.размещенные соответственно на сердечниках 1 и 2, обмотки 5 и 6 возбуждения размещены 20 соответственно на сердечниках 1 и 2 и соединены встречно, генератор 7 переменного напряжения соединен с началом обмотки 5 возбуждения, преобразователь 8 ток — напряжение сое- 25 динен своим входом с началом обмотки 6 возбуждения, выход преобразователя 8.напряжение — ток через ключ

9 соединен с входом элемента 10.памяти, общие выводы обмоток 5 и 6 возбуждения соединены с,входом преобразователя 11 формы импульса, выход которого через последовательно соединенные. двухуровневый компаратор

12 и формирователь 13 импульсов соединен с управляющим входом ключа 9, выводы входных обмоток 3 и 4 соединены с входными зажимами 14 и 15 со ответственно, выход элемента 10 памяти соединен с выходным зажимом 16. 40

Двухуровневый компаратор 12 (фиг. 2) содержит источники 17 и 18 тока, первые выводы которых заземлены, второй вивод источника 17 тока 45 соединен с катодом диода 19, первым выводом резистора 20 и неинвертирующим входом операционного усилителя

21, инвертирующий вход которого соединен с,в орым выводом источника 18 50 тока, анодом диода ?2 и первым выводом резистора 23, вторые выводы резисторов 20 и 23 объединены и являются входом двухуровневого компаратора 12, анод диода 19 и катод дио-. 155 да 22 заземлены, выход операционного усилителя 21 является выходом двух.уровневого компаратора 12, В качест ве преобразователя 11 формы импульсов

Ф в простейшем случае можно использовать интегрирукицую RC-цепь.

Устройство дпя измерения тока работает следующим образом.

Генератор 7 переменного напряжения формирует разнополярные импульсы прямоугольной формы (фиг. 3a), под воздействием которых в последовательной цепи иэ обмоток 5 и 6 возбуждения и преобразователя 8 ток —, напряжение возникают импульсы тока (фиг. Зв), амплитуда которых связана с измеряемым током отношением:

Iu

IÂ

1т где I8 IH — мгновенные значения токов вîзбуждения и измеряемого соответственно;

К вЂ” коэффициент трансформации.

Ограничение тока возбуждения на уровне, пропорциональном измеряемому току (фиг. Зб}, происходит вследствие того, что в любой из моментов времени один из сердечников находится в насыщении, а в другом идет процесс перемагничивания, который характеризуется тем, что в сердечнике устанавливается равенство ЩС от измеряемого тока и тока в обмотке возбуждения (I > = Т„), а под воздействием напряжейия, приложенного к обмотке возбуждения этого сердечника, индукция в сердечнике изменяется, например, от -В . до В „(фиг. Зг) . Длительность процесса перемагничивания одного сердечника в одном из направлений составляет 1/4 от периода переменного напряжения генератора 7 переменного напряжения и является функцией îr параметров материала сердечника, число витков в обмотке возбуждения и приложенного напряжения. В момент t изменя1 ется полярность напряжения, приложенного к обмотке 6 возбуждения, и начинается процесс изменения индукции от В до -В, KoTApbM заканчивается в момент t< и означае переход сердечника 2 в насыщенное состояние, и одновременно выход сердечника 1 иэ состояния насыщения (фиг. Зд). Следует процесс изменения индукции от

В > до -В „, и далее процессы повторяются в сердечнике 2.

Диаграмма токов в обмотках 5 и 6 возбуждения показана на фиг. Зв, диаграмма напряжений F. в общей точке обмоток 5 и 6 возбуждения относитель5 15 но общей точки схемы — на фиг, Зе, Из дйаграмм следует, что импульсы напряжения в общей точке оомоток 5 и 6 возбуждения всегда соответствуют моментам времени, когда амплитуда и полярность импульсов тока .возбуждения соответствуют значению и знаку (направлению) измеряемого тока, Дйя повышения динамической точности за счет увеличения в два раза частоты записи в элемент 10 памяти достоверной информации об измеряемом токе, которая существует в выходном сигнале преобразователя 8 ток — напряжение, импульсы напряжения (фиг. Зе) про" пускают через преобразователь 11 формы импульсов, двухуровневый компаратор

12 и формирователь 13 импульсов и получают на управляющем входе ключа

9 импульсы (фиг. Зж), которые дважды за период переменного напряжения генератора 7 определяют начало и окончание записи сигнала в элемент 10

97754

6 согласно фиг, 2, входной сигнал положительной полярности вызывает переключение двухпорогового компаратора

12 по неинвертирующему входу операционного усилителя 11, а отрицательной — по,инвертируи щему. Диоды 19 и 22 являются ограничительными. памяти.

Иа фиг. Зз представлена информация, записанная в элементе 10 памяти.

Величиной В > на диаграммах обозначена величина индукции насьш1ения, Вц — величина индукции в сердечнике

B момент начала перемагничивания.

На выходе двухуровневого компаратора 12 присутствует логический нуль, если модуль входного тока меньше мо— дулей токов источников 17 и 18 тока.

Логическая единица на выходе операционного усилителя 21 будет в том случае, если направления входного тока и тока источника 17 или 18 тока не совладают, а модуль входного тока превышает модуль тока источника 17 или 18 тока, Исходя из сказанного и.

Формула из обретения

Устройство для измерения тока, содержащее магнитный преобразователь на двух ферромагнитных сердечниках, каждый из которых снабжен,вхоЛной обмоткой и обмоткой возбуждения, причем входные обмотки соединены согласно и последовательно, два вывода которых являются входами устройства

20 обмотки возбужпения, соединены встречно и последовательно, генератор переменного напряжения, выход которого соединен с началом первой обмотки возбуждения, преобразователь ток — на25 пряжение, выход которого через ключ соединен с входом элемента памяти, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения динамичесЗ0 кой точности и снпжения потребляемой мощности, в него введены последовательно соединенные преобразователь. формы импульса, двухуровневый компаратор и формирователь импульсов, причем вход преобразователя формы им35 пульса соединен с общими выводами первой и второй обмоток возбуждения, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом ключа, вход

40 преобразователя ток — напряжение ,соединен с началом второй обмотки возбуждения.

1597754 е/

9 иг. J

Составитель В.Смирнов

Редактор Н.Яцола Техред И.Дидык Корректор If.Шароши

Заказ 3050 Тираж 560 Подписное

ВБИИПИ 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. Гагарина, 101