Измерительный преобразователь постоянного тока

 

Изобретение относится к электроизмерениям постоянных токов большой силы. С целью расширения диапазона измерения в сторону токов в преобразователь дополнительно введены формирователь 6 импульсов управления, формирователь 7 импульсов возбуждения. В генератор 1 импульсов возбуждения введены блок 18 временной задержки и формирователь 19 длительности импульсов. Кроме того. магнитомодуляционный узел 2 снабжен магнитным экраном 14, внутрь которого помещены рабочие магнитопроводы 8 и 9 с обмотками сигнальными 12 и 13 и возбуждения 10 и 11, а измерительная 15 и компенсационная 16 обмотки размещены поверх экрана 14. Измеряемый ток обмотки 15 компенсируется током усилителя 4 постоянного тока в обмотке 16. Сигнал разбаланса выделяется обмотками 12 и 13 с помощью демодулятора 3, а на эталонном резисторе 5 выделяется полезный сигнал. Генератор 1 с помощью генератора 17 низкой частоты, блока 18, формирователя 19 и усилителя 20 импульсов, а также формирователей 6 и 7 формирует в обмотках 10 и 11 импульсы возбуждения, исключающие зону нечувствительности . В описании приведен пример реализации формирователя 7. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s 6 01 R 19/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПNCAHME ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (л

К)

О СИ

С) (21) 4681759/21 (22) 19.04.89 (46) 30.05.91. Бюл. М 20 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) В.В.Калиниченко (53) 621.317.7 (088.8) (56) Спектор С.А. Измерение больших постоянных токов. Л.;Энергия, 1978 (рис. 3 — 6 и

3-7)

Калиниченко В.В., Саванеев В.П, Измерительный преобразователь постоянного тока, ОИЯИ, 13 — 84-222, Дубна, 1984. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерениям постоянных токов большой силы. С целью расширения диапазона измерения в сторону токов в преобразователь дополнительно введены формирователь 6 импульсов управления, формирователь 7

: импульсов возбуждения. В генератор 1 импульсов возбуждения введены блок 18 временной задержки и формирователь 19 длительности импульсов. Кроме того. магнитомодуляционный узел 2 снабжен магнитным экраном 14, внутрь которого помещены рабочие магнитопроводы 8 и 9 с обмотками сигнальными 12 и 13 и возбуждения 10 и 11, а измерительная 15 и компенсационная 16 обмотки размещены поверх экрана 14. Измеряемый ток обмотки 15 компенсируется .током усилителя 4 постоянного тока в обмотке 16. Сигнал раэбаланса выделяется обмотками 12 и 13 с помощью демодулятора 3, а на эталонном резисторе

5 выделяется полезный сигнал. Генератор 1 с помощью генератора 17 низкой частоты, блока 18, формирователя 19 и усилителя 20 импульсов, а также формирователей 6 и 7 формирует в обмотках 10 и 11 импульсы возбуждения, исключающие зону нечувствительности. В описании приведен пример реализации формирователя 7. 2 ил, "652930

Изобретение относится к области злектроизмерений и может быть использовано для измерения постоянных токов большой силы.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения в сторону больших токов.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерительного преобразователя постоянного тока; на фиг. 2 — пример реализации форми,рователя импульсов возбуждения.

Измерительный преобразователь постоя нного тока содержит генератор 1 импульсов возбуждения, магнитомодуляционный узел 2, демодулятор 3, усилитель 4 постоянного тока, эталонный резистор 5, формирователь 6 импульсов управления и формирователь 7 импульсов возбуждения.

Магнитомодуляционный узел 2 включа, ет рабочие магнитопроводы 8 и 9 с обмотками 10 и 11 возбуждения, сигнальными 12 и

13, которые размещены соответственно на каждом из них, магнитный экран 14, в который помещена сборка ма нитопроводов 8 и

9 с обмотками 10 — 13, Измерительная 15 и компенсационная 16 обмотки размещены поверх магнитного экрана 14, Первый вывод компенсационной обмотки 16 соединен с первым выходом усилителя 4 постоянного тока, второй выход котого соединен с первым выводом эталонного резистора 5, второй вывод которого соединен с вторым выводом компенсационной обмотки 16, выводы сигнальных обмоток 12 и 13 соединены с соответствующими входами демодулятора 3, выход которого

, соединен с входом усилителя 4 постоянного тока. Генератор 1 импульсов возбуждения содержит генератор 17 низкой частоты, выход которого является дополнительны л выходом и соединен через блок 18 временной задержки и форм ировател ь 1 9 p é eJ> ьнос и MM flbсов с входом усилителя 20 импульсов, выходы которого являются выходами генератора

1 импульсов возбуждения и соединены с соответствующими выходами 21 и 22 формирователя 7 импульсов возбуждения и началами обмоток 11 и 10 возбуждения, концы которых объединены, выводы измерительной обмотки 15 îåäèíå,íû с входами 23 и

24, выводы эталонного резистора 5 соедйнены с выходами 25 и 26 соответственно.

Формирователь 7 импульсов возбуждения (фиг.2) содержит мост на тиристорах

27-30, накопительный 31 и формирующий

32 конденсаторы, резистор 33, реле 34 с нормально разомкнутым контактом 35 и стабилитрон 36. Зажимы 37 и 38 служат для подачи постоянно о напряжения питания на тиристорный мост. При этом зажим 37

55 нены с выводами формирующего конденсатора 32 и анодами тиристоров 29 и 30 соответственно, катоды которых объединены и соединены с выходом 25, выход 26 соединен с входом 38, вторым выводом накопительного конденсатора 31 и первым выводом реле 34, второй вывод которого соединен с анодом стабилитрона 36. Управляющие выводы тиристоров 27 — 30 являются входом формирователя 7 импульсов возбуждения, Преобразователь работает следующим образом.

Измеряемый ток 1 подводится к измерительной обмотке 15 с числом витков wp и, протекая по ней, создает в магнитопроводах 8,9 и магнитном экране 14 намагничивающую силу 1,и, B компенсационную обмотку 16 с числом витков wx поступает ток

1к от усилителя 4 постоянного тока и, протекая по ней, создает намагничивающую силу

Ixwx, направленную навстречу l

Магнитомодуляционный узел 2 совместно с демодулятором 3 и усилителем 4 при участии источников импульсного возбуждения (генератора 1 импульсов возбуждения и формирователя 7 импульсов возбуждения) образуют замкнутую систему авторегулирования, действие которой направлено на поддержание баланса намагничивающих сил в магнитопроводах 8,9 и магнитном экране 14, l awe I xwx =A 1 ст, где ЛМ т, — действующее (статическое) рассогласование в контуре автоматического регулирования, При большом усилении Alw пренебрежимо мало по сравнению с l

Ток lx и, соответственно, падение напряжения U = IxR» на эталонном резисторе 5 (имеющем величину R») являются мерой тока Iи.

При нарушении баланса намагничивающих сил (I„w< -1и,0) на выходе демодулятора 3 появляется напряжение сигнала рассогласования, которое поступает на вход усилителя 4, Детектирование разбаланса намагничивающих сил постоянных токов осуществляется с использованием различных способов магнитной модуляции. В качестве конкретного варианта реализации этой модуляции примем возбуждение магнитомодуляционного узла 2 однополярными через резистор 33 соединен с катодом стабилитрона 36, первыми выводами накопительного конденсатора 31 и контакта 35, второй вывод которого соединен с анодами

5 тиристоров 27 и 28, катоды которых соеди1652930 импульсами напряжения (тока), которые подаются на соединенные последовательно-встречно обмотки 10,11 возбуждения.

При балансе намагничивэющих сил постоянного тока (llaw — 1клк = О) оба магнитопровода 8 и 9 перемэгничиваются в противоположных направлениях по частным циклам петли гистереэиса, На сигнальных обмотках 12 и 13 наводятся практически одинаковые ЭДС и напряжение на выходе демодулятора 3 равно нулю.

При нарушении баланса намагничивающих сил (l>w< — 1кхк- О) происходит сдвиг частных циклов перемагничиванич магнитопроводов 8. 9 по основной петле гистерезиса. ЭДС на сигнальной обмотке одного магнитопровода увеличивается, а на другой уменьшается, и на выходе демодулятора 3 появляется напряжение сигнала рассогласования. Зависимость напряжения сигнала рассогласования от разбаланса является статической характеристикой детектора разбаланса.

Формирователь 7 импульсов возбуждения вырабатывает относительно короткие импульсы тока (z< (0,1 Т, где т, длительность импульса, Т вЂ” период повто-. рения импульсов), амплитуда которых I»T, Импульсы 11 т поступают в обмотки 10 и 11 возбуждения с выхода формирователя 7.

К обмоткам 10, 11 возбуждения подводятся также импульсы от генератора 1 возбуждения (с выхода усилителя 20 импульсов, который входит в генератор 1).

Длительность этих импульсов составляет

0,5 Т, а их амплитуда 1гвт. Причем 11ВТ и 1г выбирается из условий

1гвт ws = (10 — 100) ампер-витков;

11вт кв > 21и ном wg, где юв — число витков обмоток 10 и 11 возбуждения, I< ном =. номинальное значение измеряемого тока, Роль генератора 1 импульсов возбуждения заключается в следующем, При возбуждении магнитомодуляционного узла 2 только короткими импульсами большой амплитуды (т,е. от формирователя

7 импульсов возбуждения) дрейф нуля детектора рэзбаланса, обусловленный "магнитной памятью", составляет достаточно большую величину. При одновременном возбуждении магнитомодуляционного узла

2 короткими импульсами большой ампли" уды и относительно длинными — малой амплитуды (т.е. от формирователя 7 и генератора 1) "магнитная память" практически перестает проявляться.

25

35

40 размыкает свой контакт 35. При этом напря. жение питания с тиристоров 27 — 30 инверто50

5

Формирователь 6 импуль .ов управления вырабатывает импульсы управления длл формирователя 7, синхронизируемые генератором 17 низкой частоты. Такая синхронизация необходима для обеспечения жесткой Воеменной привязки взаимного по ложения во времени выходных импульсов генератора 1 и формирователя 7. Блок 18 временной задержки обеспечивает возможность регулирования взаимного положения во времени выходных импульсов генератора 1 и формирователя 7, что позволяет оптимизировать режим возбужденил на минимизацию дрейфа нуля детектора разбаланса, Формирователь 19 длительности импульсов обеспечивает ьозможность вариации длительности выходных импульсов генератора 1, При подаче напряжения питания на за>кимы 37, 38 через резистор 33 происходит заряд накопительного конденсатора 31.

Когда напряжение на накопительном конденсаторе 31 достигнет уровня срабатывания реле 34, контакт 35 этого реле замыкается и напряжение питания подается на тиристоры 27 — 30 моста. Импульсы управления, поступающие с формирователя 6, отпирают поочередно пары тиристоров 27 и 30, затем

28 и 29, и т.д. При этом происходит переэарлд конденсатора 32, в процессе которого формируются однополярные иMïóëüñы тока возбуждения, поступающие через зажимы

21, 22 в обмотки 10, 11.

При опрокидывании тиристорного инверторэ по каким-либо причинам (вследствие помехи по цепям управления тиристоров 27 — 30, например) происходит быстрый разряд конденсатора 31 и реле 34 ра снимается. Пока конденсатор 31 заряжается через резистор 33 до напряжения срабатывания реле 34, тиристоры 27 — 30 восстанавливают свою вентильную прочность, После срабатывания реле 34 и замыкания контакта 35 инвертор продолжает работу, Значение порога срабатыванил реле 34 изменяется выбором стабилитрона 36.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь постоянного тока, содержащий генератор импульсов возбуждения, включающий генератор низкой частоты и усилитель импульсон, эталонный резистор, усилитель постоя нного тока, демодулятор и магнитомодуляционный узел, включающий магнитную систему на двух рабочих магнитопроводах с обмотками сигнальными и возбуждения на каждом из них, а также

К блоу б

Qua. Z

Составитель В, Смирнов

Редактор А. Маковская Техред М,Моргентал Корректор M. Максимишинец

Заказ 1771 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рэушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 и змерител ьную и компенсаци он ную обмотки, причем два вывода измерительной обмотки являются входами преобразователя, первый вывод компенсационной обмотки соединен с первым выходом усилителя по- 5 стоянного тока, втОрОй выход которого соединен с первым выводом зталоннага резистора и первым выходом преобразователя, Второй выход которого соединен с вторыми выводами эталонного резистора и 10 компенсационной обмотки, выводы двух сигнальных обмоток соединены с соответствующими входами демодулятора, выход которого сОединен с входом усилитоля постоянноготокэ, кОнцы обмоток 6036 æäe- 15 ил соединены между собой, а их начала— с соответству ощими выходами генератора импульсов возбуждения, о т л и ч а к2 щ и ис я тем, что, с целью расширения диапазона измерения в сторону больших токов, в 20 из ерительный преобразователь дополнительно введены формирователь импульсов

Возбуждения и формирователь импульсов управления, а в генератор импульсов возбуждения дополнительно введены последовательно соединенные блок временной задержки и формирователь длительности импульсов, причем дополнительный выход генератора импульсов возбуждения через формирователь импульсов управления соединен с входом формирователя импульсов возбуждения, два выхода которого соединены с соответствующими выходами генератора импульсов возбуждения, выход генератора низкой частоты является дополнительным выходом генератора импульсов возбуждения и соединен с входом блока временной задержки, выход формирователя длительности импульсов соединен с входом усилителя импульсов, выходы которого являются выходами генератора импульсов возбуждения, а магнитомодуляционный узел снабжен магнитным экраном, внутрь которого помещены рабочие магнитопроводы с обмотками сигнальными и возбуждения, при этом измерительная и компенсационная обмотки размещены поверх магнитного экрана.