Устройство для измерения тока в зарядных системах

 

Изобретение относится к электротехническим измерениям и может быть использовано для косвенного измерения тока в зарядных цепях аккумуляторных батарей. Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Устройство содержит трансформаИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для измерения тока в низковольтных преобразовательных устройствах , например, зарядных устройствах, источниках питания. Целью изобретения является повышение надежности и КПД устройства. На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2-4 - то же, варианты . Выход трансформатора 1 через выпрямитель 2 подключен к выходу устройства и к зажимам аккумуляторной батареи. Остальные элементы схемы образуют измерительный мост 3, первая диагональ которого подключена параллельно вторичной обмотке трансформатора, а вторая, измерительная диагональ - к контрольно-измерительным выводам. торный источник переменного тока, зарядный выпрямитель и датчик тока. Последний выполнен по мостовой или полумостовой схеме, входной диагональю подключенной к фазовым выводам трансформатора источника переменного тока, а выходной - к зажимам для подключения измерительного прибора. Полумостовая схема предназначена для использования в нулевых схемах трансформаторного источника переменного тока. В одном из вариантов полумостовой схемы искусственный нулевой вывод образован резисторной схемой, подключенной через дополнительный выпрямитель к фазовым выводам трансформаторного источника переменного тока. Устройство позволяет производить измерение тока без разрыва токовой цепи. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. В принципиальной схеме устройства для измерения тока (фиг.2) двумя плечами измерительного моста являются полуобмотки трансформатора. В принципиальной схеме устройства для измерения тока (фиг.З) два плеча моста подключены к вторичной обмотке трансформатора через выпрямитель . В принципиальной схеме устройства для измерения тока втрехфазной схеме выпрямлений (фиг.4) каждая фаза подключена к измерительной диагонали через свой элемент, например резистор. На фиг.5 приведены диаграммы токов и напряжений устройства для измерения тока в зарядных системах, Устройство (фиг.1) работает следующим образом. При протекании тока нагрузки через вторичную обмотку трансформатора создается падение напряжения на внутреннем активно-индуктивном выходном сопротивлении трансформатора. Учитывая, что выЁ О 00 о о о Јь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 J 7/10

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4632258/07 (22) 05.01,89 (46) 23.10.91. Бюл, № 39 (72) Ю.Н.Швец, А.M.Êàòàøèí, B.Ë.Òîâáèí, В.И.Стадников и А.А. Крисан (53) 621.355.163 (088.8) (5á) Патент США ¹ 4494062, кл, Н 02 J 7/04, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 1149350, кл. Н 02 J 7/10. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА

В ЗАРЯДНЫХ СИСТЕМАХ (57) Изобретение относится к электротехническим измерениям и может быть использовано для косвенного измерения тока в эаряднйх цепях аккумуляторных батарей.

Цель изобретения — повышение надежности и КПД, Устройство содержит трансформаИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для измерения тока в низковольтных преобразовательных устройствах, например, зарядных устройствах, источниках питания.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2-4 — о же, варианты.

Выход трансформатора 1 через выпрямитель 2 подключен к выходу устройства и к зажимам аккумуляторной батареи. Остальные элементы схемы образуют измерительный мост 3, первая диагональ которого подключена параллельно вторичной обмотке трансформатора, а вторая, измерительная диагональ — к контрольно-измерительнь(м выводам.. Ж 1686604 А1 торный источник переменного тока, зарядный выпрямитель и датчик тока. Последний выполнен по мостовой или полумастовой схеме, входной диагональю подключенной к фазовым выводам трансформатора uc-,î÷Hèêà переменного тока, а выходной — к зажимам для подключения измерительного прибора, Полумостовая схема предназначена для использования в нулевых схемах трансформаторного источника переменного тока. В одном из вариантов полумостовой схемы искусственный нулевой вывод образован реэисторной схемой, подключенной через дополнительный выпрямитель к фазовым выводам трансформаторного источника переменного тока, Устройство позволяет производить измерение тока без разрыва токовой цепи. 2 з,п. ф-лы, 5 ил.

В принципиальной схеме устройства для измерения тока (фиг,2) двумя плечами измерительного моста являются полуабмотки трансформатора. В принципиальной схеме устройства для измерения тока (фиг.3) два плеча моста подключены к вторичной обмотке трансформатора через выпрямитель. В принципиальной схеме устройства для измерения тока втрехфазной схеме выпрямлений (фиг.4) каждая фаза подключена к измерительной диагонали через свой элемент, например резистор. На фиг.5 приведены диаграммы токов и напряжений устройства для измерения тока в зарядных системах, Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

При протекании така нагрузки через вторичную обмотку трансформатора создается падение напряжения на внутреннем активно-индуктивном выходном сопротивлении трансформатора. Учитывая, что вы1686604 прямитель однополупериодный, а внутреннее сопротивление аккумулятора мало, одна полуволна выходного синусоидального напряжения трансформатора во время проводимости выпрямителя просажена до уровня Ue<, а другая полуволна повторяет напряжение холостого хода Ursin в t вторичной обмотки трансформатора. При этом конденсаторы моста С1 и С2 при равных резисторах будут заря>каться до различного значения напряжения, что вызовет протекание уравнивающего разрядного тока одного направления по цепи: вторичная обмотка трансформатора, конденсатор С, измерительная диагональ (измерительный прибор), конденсатор Cz. Вольтметр постоянноготока, включенный в измерительную диагональ, покажет величину напряжения в цепи заряда аккумулятора, В схеме сравниваются два напряжения на емкостях С1 и С2, которые хранят информацию (усредненное напряжение) за предыдущий полупериод и настоящий, а результат сравнения двух этих напряжений есть напряжение, пропорциональное току в цепи заряда аккумулятора. Схемы однопульсного выпрямления используются реже из-за подмагничивания трансформатора постоянной составляющей тока нагрузки и повышенных потерь из-эа пульсирующей формы тока.

Чаще всегодля заряда используют двухполупериодные схемы выпрямления, В двухполупериодной схеме выпрямления со средней точкой заряд аккумулятора измеряется следующим образом. Учитывая, что в любой момент времени на вторичной обмотке трансформатора присутствует напря>кение как просаженное до U«, так и в противофазное ему эталонное Ur>sinott, результат их вычитания при помощи измерительного моста, двумя плечами которого являются вторичные полуобмотки трансформатора, будет напряжение, пропорциональное току в цепи заряда аккумулятора. В измерительной диагонали моста наводится напря>кение, равное половине просаженного напряжения во вторичной полуобмотке трансформатора. В моменты времени отсутствия тока мост сбалансирован и выходное напряжение равно О, При протекании тока одна из полуобмоток нагружается, что вызывает разбаланс моста и появление на выходе моста напряжения, пропорционального току. Это напря>кение разнополярное и форма его приведена на фиг.5 (заштрихованная область), в измерительной диагонали моста напряжение будет составлять половинное значение (фиг,5), Для получения однополярного напряжения пропорционального току. два плеча моста (фиг.3) подключены к вторичной обмотке трансформатора через выпрямитель, Такое подключение плеч моста дает положительный эффект, заключающийся в том, что диоды работают при напря5 жении с амплитудой полезного сигнала в

55 два раза большей, чем если бы диоды были включены в измерительной диагонали, что улучшает в два раза не только полезный сигнал, но и качество измерения — температурную стабильность, и снижает влияние поэлементного. разброса параметров диодов на коэффициент передачи устройства, Трехфазный вариант схемы устройства (фиг.4) функционирует аналогично. Учитывая свойство симметрии трехфазной ценив при симметричной нагрузке равны нулю сумма токов трех фаэ и потенциал искусственной нулевой точки относительно естественной нулевой точки, просадка напряжения на одной или на двух фазах будет создавать разбаланс моста и между естественной и искусственной нулевыми точками будет напряжение, пропорциональное току нагрузки, Показания прибора, измеряющего среднее выходное напряжение измерительного моста, будут пропорциональны среднему значению тока. Коэффициент передачи устройства измерения зарядного тока

Decl cd L

Knep= ! Т

Для однополупериодной схемы выNL прямления Knepl= Для двухполупериодл

coL ной схемы выпрямления Кпер2

Учитывая, что частота сети м стабильна и поддерживается на уровне + 0,4 Гц согласно ГОСТУ, то коэффициент передачи устройства зависит только оТ индуктивности L„ которая достаточно стабильна в широком диапазоне температур.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными обусловлены косвенным измерением тока заряда без разрыва токовой цепи и при минимальных затратах на его реализацию, Формула изобретения

1. Устройстводля измерения тока взарядных системах, содержащее трансформаторный источник переменного тока, к выходным выводам которого подключен зарядный выпрямитель и датчик тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и

КПД, датчик тока выполнен по мостовой схеме, входной диагональю подключенной к выводам источника переменной ЭДС, а выходной к контрольно-измерительным выводам.

1686604

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения на системы с нулевыми схемами источников переменного тока, датчик тока выполнен в виде полумостовой схемы, 5 выходной диагональю подключенной к нулевому выводу обмотки трансформатора и к г д искусственной нулевой точке, образованной, например, резисторами.

3. Устройство по п.2, о т л и ч э ю щ е ес я тем, что схема формирования искусственной нулевой точки подключена через дополнительный выпрямитель к фазным выводам источника переменного тока.

1686604

U, Составитель В. Оглоблев

Редактор Л. Гратило Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Шароши

Заказ 3606 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101