Устройство для измерения мгновенного значения тока

 

(и) б 24 l73

Оп NCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сециалистичесинк

Респубпии (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено0202.77 (21) 2448160/18-+ с присоединением заявки Pk (23) Приоритет (43) Опубликовано 1509,78„Бюллетень,)В 34 (53) N. Кл.

С 01 Я 19/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7 (088.8) (45) дата опубликования описания 030878 (72) Авторы изобретения

В. Н Вродовский Е, С, Иванов В, В Миронов р

B. И. Роговой и Л. В. Тимофеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО

ЗНАЧЕНИЯ ТОКА

Изобретение относится к области измерительных устройств электрического тока.

Известно устройство для измерения мгновенного значения тока, содержащее фильтр, грубый датчик тока со входами для измеряемого тока и управления, выход грубого датчика тока соединен со входом фильтра, источник пи тани я $1) .

Однако в силовой цепи необходимо устанавливать дроссель, который оказывает влияние на цепь измеряемо-. го тока, что не всегда допустимо и снижает точность работы устройства.

Для повышения точности измерения в предлагаемое устройство для измерения мгновенного значения тока введены второй грубый датчик тока и два пороговых элементавходы каждого из которых соединены с выходами грубых датчиков тока, при этом выход первого порогового элемента подключен ко входу управления первого грубого датчика тока, а выход второго порогового элемента соединен с входом у правления второго грубого датчика тока, выходом первого порогового

1 элемента и с плюсовой клеммой источника питания, минусовая клемма которого связана с соответствующими клеммами обоих пороговых элементов, обоих грубых датчиков тока и фильтра.

На чертеже представлена схема

5 предлагаемого устройства для измерения мгновенного значения тока,, Устройство содержит два пороговым элемента 1 и 2 с входными клеммами

3, 4 и 5, 6 и выходными клеммами

7 и 8, грубый датчик тока 9, состоящий из ключей 1.0 н ll (например, трайэисторно-диодный), резистора 12, измерительного трансформатора 13 йа сердечнике с прямоугольной йетлей гистерезиса с двумя обмотками 14 и

15, при этом клемма 16 является вы.ходом датчика 9. Устройство содержит также второй датчик 17, состоящий из двух ключей 18 и 19, резйстора

@ 20,измерительного трансформатора 21 на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса с двумя обмотками 22 и

23, при этом клемма 24 является выходом датчика 17. Кроме того, в устройство входят фильтр 25 высоких частот и источник 26 постоянного напряжения питания с нулевой шиной.

Устройство включается в цепь измеряемого тока через клеммы 27 н 28. ои Выходом устройства является клемма 29.

624173

Формула изобретения

>5

66

Работа датчиков 9 и 17 основана на принципе трансформации измеряемого тока с помощью трансформаторов 13 и 21. Трансформация постоянного тока любого знака и переменного тока любой фазы из первичных обмоток 14 и

22 *(измерительная шина) во вторичные

15 и 23 происходит потому, что непрерывно перемагничиваются сердечники трансформаторов 13 и 21.

Режим непрерывного перемагничивания трансформаторов 13 и 21 создается благодаря тому, что датчик 9 через элемент 1, а датчик 17 через элемент 2 охвачены жесткой положительной нелинейной обратной связью.

Поэтому в момент захода сердечника трансформатора в область насыщения на выходе соответствующего датчика возникает сигнал переключения, который переключает пороговый элемент, стоящий в цепи обратной связи, что приводит к смене полярности приложенного ко вторичной обмотке этого трансформатора перемагничивающего напряжения. Т.з. датчик 9 с пороговым элементом 1 и датчик 17 с пороговым .элементом 2 образуют два гЕнератора релаксационных колебаний прямоугольной формы, которые в независимом друг от друга режиме работы имели бы частотй генерации, определяемые временем полного пеоемагничивания

-сердечника собственного трансформатора °

В устройстве сечение сердечника трансформатора 13 выбчоается больше, чем сечение сердечника трансформатора 21, порог срабатывания пороговых элементов1 устанавливается меньtue,.÷åì порог срабатывания порогового элемента 2, количества витков обмоток 15 и 23, а также сопротивления

Резисторов 12 и 20 выбираются равными.

При заходе в область насыщения сердечника трансформатора 21 на выходе датчика 17 возникает сигнал переключения, который поступает на входы элементов 1 и 2.

Пернбначально Uн достигает порога срабатывания элемента 1 и переключает этот элемент, что приводит к смене полярности перемагничивающего напряжения на обмотке 15 трансформатора 13. Через некоторый промежуток времени сигнал переключения достигает порога срабатывания элемента 2, что приводит к смене полярности перемагничиваюшего напряжения на обмотке

23 трансформатора 21. Отсюда, видно, что частота колебаний левого по схеме генератора будет равна частоте автоколебаний правого.

Таким образом, сердечник трансформатора 21 будет перемагничиваться по полной петле гистерезиса с небольшим заходом в область насыщения, что необходимо для получения сигнала переключения, а сердечник трансформато5 !

О

40 ра 13 будет перемагничиваться по частной петле гистерезиса без захода в область насыщения.

Если пренебречь токами намагничивания трансформаторов 13 и 21, в этих трансформаторах в любой момент времени соблюдается равенство ампер-витков, т.е. по вторичным обмоткам 15 и

23 будут протекать равные токи, а на резисторах 12 и 20 возникнут равные между собой и противоположные по

Знаку напряжения, которые прямо пропорциональны измеряемому току и являются выходными сигналами ГДТ.

8 качестве выходного сигнала устройства используют сигнал с выхода датчика 9, так как он обладает значительно меньшим уровнем пульсаций, чем сигнал на выходе датчика 17. Выходной сигнал датчика 9 подается на фильтр 25 высоких частот, который сглаживает небольшие выбросы и пробелы длительностью менее микросекунды, возникающие вследствие коммутационных процессов в датчике, тока.

Можно считать, что фильтр 25 не вносит запаздывания на рабочих частотах измеряемого тока, так как имеет малую постоянную времени.

Совместная работа двух датчиков позволяет уменьшить низкочастотные выбросы и провалы, возникающие вследствие захода сердечников трансформаторов в область насьац ния, отдельно взятого датчика до уровня не более, чем +1%.от максимального выходного сигнала. Уровень этих пульсаций определяется величинами порогов элементов 1 и 2, которые, в свою очередь, выбираются с учетом токов намагничи вания трансформаторов. Следовательно, необходимо выбирать параметры транс форматоров 13 и 21 так, чтобы ток намагничивания был во много раз меньше приведенного ко вторичным обмоткам взмеряемого тока.

Устройство для измерения мгновенного значения тока, содержащее фильтр, грубый датчик тока со входами для измеряемого тока и управления, выход грубого датчика тока соединен со входом фильтра, исто.инк питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй грубыи датчик тока и два пороговых элемента, входы каждого из которых соединены с выходами грубых датчиков тока, при этом выход первого порогового элемента подключен к входу управления гоубого датчика, тока, а выход второго порогового элемента соединен с входом управления второго грубого дат ика тока, выходом первого порогового элемента и с плюсовой клеммой источ624173

Составитель В. Ваган з

Редактор И. Шубина Техред Н. Андрейчук Корректор A. Кравчен

Заказ 5177/36 Тирак 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент., г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ника питания, минусовая клемма коT(poLо связана с соответствующими клеммами обоих пороговых элементов, .обоих грубых датчиков тока и фильтра.

Источники информации, принять е во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 194162, кл. 4 Oi К 19/04, 1965.