Датчик активного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и1 4372I6

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 09.01.73 (21) 1870458/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.07.74. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.01.75 (51) М, Кл. H 031:. 6.06

Гасударственным комитет

Совета Министров СССР па делам иэааретений и открытий (53) УДК 621.374.24 (088.8) (72) Авторы изобретения А, Ш. Кутибашвили, A. Е. Мурадян, Б. Н. Сергеенков, В. С. Шейнкман и С. А. Цагарейшвили (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (54) ДАТЧИК АКТИВНОГО ТОКА

Изобретение относится к области автоматики.

Известен датчик активного тока, содержащий трансформатор тока с двумя вторичными обмотками, средняя точка одной из которых подключена к цепочке, состоящей из последовательно включенных нагрузочного резистора и дросселя, шунтированной конденсатором и через двухполупериодный выпрямитель переходом эмиттер — коллектор транзистора, база которого подключена через резистор и два диода к выводам второй обмотки трансформатора тока, средняя точка которой подсоединена к точке соединения одной пары диодов двухполупериодного выпрямителя с эмиттером транзистора, и трансформатор напряжения с четырьмя вторичными обмотками.

Цель изобретения — уменьшить погрешность измерений.

Это достигается тем, что в датчик активного тока введен четырехтранзисторный преооразователь, в котором базы первых двух транзисторов через резисторы подключены к концам первых двух вторичных обмоток трансформатора напряжения, базы третьего и четвертого транзисторов через другие резисторы подключены к началам трегьей и четвертой вторичных обмоток, эмиттеры первых двух транзисторов — к началам первых двух вторичных обмоток, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов — к концам третьей и четвертой вторичных обмоток, при этом коллекторы первого и четвертого транзисторов через диоды подключены к общей точке соединения эмиттеров второго и третьего транзисторов и к точке соединения нагрузочного резистора и дросселя, а коллекторы второго и третьего транзисторов через другие диоды подключены к эмиттерам первого и четвертого транзисторов

10 соответственно и к выводам первой вторичной обмотки трансформатора тока.

Схема предлагаемого устройства показана на чертеже.

Устройство содержит трансформатор тока

15 1, имеющий первичную обмотку 2 и вторичные обмотки 3 6, преобразователь на четырех транзисторах 7 10, в коллекторы которых включены выпрямители 11 — 14 для отсечки обратных токов резисторов 15 — 18, цепочку., 20 состоящую из дросселя 19 и конденсатора 20. зашунтированчую через выпрямительный мост

21, эмиттер-коллекгором транзистора 22, нагрузочный резистор 23, трансформатор напряжения 24 с первичной обмоткой 25 и четырьмя

25 вторичными обмотками 26 — 29 для управления транзисторами.

Принцип действия четырехтриодного преобразователя основан на том, что в каждый момент времени открыт только один транзистор:

30 тот, в котором наряду с положительным уп437216

Т/2 (u„dt, о

/вз макс —5

20 равляющим напряжением эмитзер имеет положительный потенциал по отношению к коллектору. Взаимная фазировка обмоток 3, 4, трансформатора 1 и обмоток 26 — 29 трансформатора 24 в сочетании с попарным встреч.но-параллельным включением транзисторов

7 — 10 подобрана таким образом, что в те инчервалы времени, когда исходные переменные токи и напряжения имеют одинаковые направления, в нагрузочном выходном резисторе 23 повторяется исходный переменный ток, протекающий в принятом положительном направлении, независимо от направления исходного измеряемого тока в нагрузочном выходном резисторе повторяется исходный переменный ток, протекающий в обратном направлении по отношению к принятому положительному направлению, независимо от направления исход; ного измеряемого тока.

На чертеже это отражено отметкой соответствующих концов обмоток трансформаторов 1 и 24.

Среднее значение тока в нагрузочном резисторе 23 равно

Т/2 /д Т/2

= — (iI*dt = — (д„Ж+ ) д„Ж) = т.," т о о t, г, од/д вТ/2

1„„, t sin mtdt+ J sintdt J =

Тад

О)tt

2 — за маке COS 9 аа маке — Мд где k — коэффициент трансформации трансформатора 1; (P=л — 0)t.

Таким образом, при данном преобразовании среднее значение тока резистора 23 и сответственно напряжение на нем строго пропорциональны активной составляющей измеряемого тока.

Чтобы получить среднее значение активной составляющей тока за полупериод или период в виде импульса с пропорциональным изменением амплитуды, следующего в конце соответствующего полупериода или периода измеряемого тока, к выходному нагрузочному резистору подключается цепочка из дросселя 19 и конденсатора 20, зашунтированного через выпрямительный мост 21 эмиттер-коллектором транзистора 22. На транзистор 22 в течение небольшого интервала времени, начало которого совпадает с переходом тока через нулевое значение, подается запирающее напряжение. В остальное время транзистор насыщается за счет соответствующего базового тока.

Указанное импульсное преобразование происходит за счет того, что к концу каждого полупериода измеряемого тока ток в дросселе нарастает от нуля до значения:

Зо

З5

55 бО где 02з — напряжение на резисторе 23.

В интервале отсечки транзистора 22, который для сведения к минимуму возможной погрешности должен быть небольшим, происходит заряд конденсатора 20 за счет срабатыва.ния энергии, запасенной в дросселе 19 в соответствии с уравнением

2 2 т. е. заряд конденсатора и амплитуда импульса на этом конденсаторе точно соответствует среднему значению напряжения за полупериод на резисторе 23 и активной составляющей измеряемого тока.

Предмег изобретения

Датчик активного тока, содержащий трансформатор тока с двумя вторичными обмотками, средняя точка одной из которых подключена к цепочке, состоящей из последовательно включенных нагрузочного резистора и дросселя, шунтированной конденсатором и через двухполупериодный выпрямитель переходом эмиттер-коллектор транзистора, база которого подключена через резистор и два диода к выводам второй обмотки трансформатора тока, средняя точка которой подсоединена к точке соединения одной пары диодов двухполупериодного выпрямителя с эмиттером транзистора, и трансформатор напряжения с четырьмя вторичными обмотками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений, в него введен четырехтранзисторный преобразователь, в котором базы первых двух транзисторов через резисторы подключены к концам первых двух вторичных обмоток трансформатора напряжения, базы третьего и четвертого транзисторов через другие резисторы подключены к началам третьей и четвертой вторичных обмоток, эмиттеры первых двух транзисторов — к началам первых двух вторичных обмоток, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов — к концам третьей и четвертой вторичных обмоток, при этом коллекторы первого и четвертого транзисторов через диоды подключены к общей точке соединения эмиттеров второго и третьего транзисторов и к точке соединения нагрузочного резистора и дросселя, а коллекторы второго и третьего транзисторов через другие диоды подключены к эмиттерам первого и четвертого транзисторов соответственно и выводам первой вторичной обмотки трансформатора тока.

437216

Составитель Е. Ковалева

Техред А. Дроздова

Корректор Л Орлова

Редактор О. Стенина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3704/4 Изд. № 127 Тираж 811 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5