Измерительный преобразователь мощности

 

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетскня

Соцналнстнчеекнк

Рес убпнк

<1658489 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 020276 (21) 2321121/18-21 с присоединением заявки И (23) Приоритет (53) М. Кл.

G 01 R 21/00

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н отхрытнй

Опубликовано250479 Бюллетень Р 15

{% УД3 621.314. .2 (088. 8) Дата опубликования описания2804.79

P2) Авторы

ИЗОбрЕтЕИИИ A. Н. Кулдыкин, Н. A. Магина и lO. Л. Сергеев

3) ЗаяВНтЕЛЬ Всесоюзный государственный трест по органи ации (7 и рационализации районных электростанций и сетей (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к устройствам измерительной техники и может быть использовано в датчиках для систем контроля и управления работой промышленных энергоблоков.

Известен измерительный преобразователь мощности„ содержащий широтноимпульсный модулятор (ШИМ), выполнe íный на трансформаторе с двумя сердечниками из материала, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса (1 ).

Этим обеспечивается независимость амплитуды и формы управляющего напряжения фазочувствительного амплитудного модулятора (ФЧАМ) оТ изменения управляющего напряжения ШИМ, однако необходимость выполнения трансформатора с мйогочисленными обмотками связи, охватывающими сердечники трансформатора, снижает технологичность изготовления преобразователя мошности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является измерительный преобразователь мощности, содержащий узел управления, ШИМ, выпол- 5 ненный на мультивибраторе с перекрестной емкостной связью,и ФЧАМ (2) .Для согласования ШИМ и ФЧАМ в этот преобразователь включены два усилительных каскада, модулятор и импульсный

;рансформатор. Такое выполнение преобразователя мощности обеспечивает высокую его точность.

Однако необходимость включения согласующих узлов между ШИМ и ФЧАМ снижает его надежность и требует сложных

=.хемных решений.

Целью изобретения является увеличение надежности известного измерительного преобразователя мощности при сохранении основных характеристик.

Достигается это тем, что в измери-. тельном преобразователе мощности, содержащем узел управления, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и фаэоч".вствительный амплитудный модулятор (ФЧАМ), транзисторы ФЧАМ соединены попарно и последовательно по цепям база-эмиттер, а .также последовательно и попарно включены в цепи различных транзистороэ мультивибратора,входящего в ШИМ, причем,колдекторные цепи каждой пары этих транзисторов через диоды подключены к двум втсричньм обмоткам трансформатора,входящего в узел управления, а средние точки этих обмоток через резисторы связаны с шиной источника питания и с нагрузкой.

Такое включе -:е цепей управления (ФЧАМ) позволяет в качестве управляю658489

Формула изобретения щего сигнала использовать большую часть токов, коммутируемых транзисторами мультивибратора, и отказаться от применения двух транзисторных ключевых усилителей мультивибратора, модулятора и импульсного трансформатора.

iia чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого измерительного преобразователя мощности.

Измерительный преобразователь мбщ)О ности включает узел управления 1 широтно-имп..льсный модулятор 2 и фазоЧувствительный амплитудный модулятор 3.!

Узел управления содержит трансформатор тока (напряжения) 4 и резистор

5 в цепи вторичной обмотки, а также трансформатор напряжения (тока) б.

Широтно-импульсный модулятор состоит 20 из мультивибратора 1 с перекрестной емкостной связью, выполненного на ,транзисторах 7 и 8;

Для осуществления широтно-импульс- д5 ной модуляции s цепи разряда конденсаторов мультивибратора включены два транзисторных каскада, выполненных на транзисторах 9, 10 по схеме с общей базой. Управляющее воздействие 10 от узла управления 1 подается на цепи эмиттеров этих транзисторов. Для этой цели эмиттерные цепи каждого транзистора состоят из двух последовательно включенных резисторов 11-14, при этом, два из них 12 и 14 подключены к узлу управления 1 и обтекаются током управ- ления. Стабилизированное напряжение на базы этих транзисторов задается от делителя напряжения, выполненного на резисторе 15 и стабилитроне 16.

Фазочувствительный амплитудный модулятор 3 содержит четыре транзистора 17-20, соединенных попарно и последовательно по цепям эмиттер-база .и также последовательно и попарно включенных в цепи различных транзисторов мультивибратора. Коллекторные цепи каждой пары этих транзисторов че- 50 ,рез диоды 21, 22 и 23, 24 подключены к двум равным вторйчййм обмоткам трансформатора б узла управления 1 таким образом, что коллекторы каждой пары подсоединены к различным обмот- 55 кам и с разнополярным включением. Средние точки вторичных обмоток трансформатора б через резисторы 25 и 26 подсоединены. к общей шине источника питания схемы. Резистор (нагрузка) 27, ) среднее значение .напряжения на котором пропорционально измеряемой мощности электрической цепи, подключается к средним точкам выше укаэанных двух вторичных обмоток трансформатос ра напряжения (тока) б. бо

Измерительный,преобразователь мощ« ности работает следующим образом.

При появлении тока и напряжения на трансформаторах 4 и б узла управления

l, ток вторичной обмотки трансформатора 4, обтекая резисторы 12, 14 цепи управления мультивибратора, осуществляет широтно-импульсную модуляцию его выходных импульсных токов. Эти токи являются управляющими для транзисторов 17, 18 и 19, 20 фазочувствительного амплитудного модулятора 3.

Глубина широтно-импульсной модуляции в этих токах пропорциональна току в первичной обмотке трансформатора 4, а фаза модуляции совпадает с ним в первой цепи и является противоположной во второй.

Питание цепей фазочувствительного амплитудного модулятора 3 осуществляется от двух обмоток со средними точкайи трансформатора напряжения б, что обеспечивает попеременную работу транзисторов 17, 20 и 18, 19 в каждый полупериод напряжения на первичной обмотке э"oro трансформатора. Среднее значение напряжения на резисторе 27 в каждый полупериод будет определяться величиной напряжения на трансформаторе 6, глубиной широтноимпульсной модуляции, являющейся функцией тока в первичной обмотке трансформатора 4, и фазоьым сдвигом этой модуляции по отношению к фазе напряжения на трансформаторе б, т.е. среднее зчачение напряжения на резисторе 27 в каждый полупериод будет пропорционально измеряемой мощности.

Данная конструкция измерительного преобразователя мощности выгодно отличается от известных сочетанием повышенной надежности работы, низкой стоимостью и высокой стабильностью основных характеристик.

Измерительный преобразователь мощности, содержащий узел управлЕния, широтно-импульсный модулятор и фаэочувствительный амплитудный модулятор, о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью повышения его надежности при сохранении основных характеристик, транзисторы фазочувствительно,амплитудного модулятора соединены попарно и последовательно по цепям база-эмиттер, а также последовательно и попарно включены в цепи различных транзисторов мультивибратора, входящего в широтно-импульсный модулятор, причем, коллекторные цепи каждой пары этих транзисторов через диоды подключены к двум вторичным обмоткам трансформатора, входящего в узел управления, а средние точки этих обмоток через ре658489

Составитель A. Старостина

Редакто E. Гончар Тех ед 3.Чужик Корректор А.Гриценко

Заказ 2049/40 Типаж 1089

ЦНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб.

Подписное

4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 зисторы связаны с шиной источника питания и с нагруэкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бенин В. Л. Кизило В. У. Статические измерительные преобразоватеpm электрической мощности, М., Энертия, 1972, вып. 463.

2. Исибаси С., Нитта И. Преобразователи мощности в напряжение постоянного тока. Кэйсэку то Сейче, 1966, г. 5, 9 6.