Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока
Союз Советских
СОциалистичЕских
Республик пп 742973
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВНДЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220278 (21) 2582607/18-24 с присоединением заявки й(
Опубликовано 25.0680. Бюллетень М9
Дата опубликования описания 250680 (51)М. Кл.
G G 7/26
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 335 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения
A.Â.Ñòðàòo÷îâ, М.И.Белый, Л.В.Стратонов и А.И.Кудряшов (71) Заявитель
Ульяновский политехнический институт (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
4 о1 (.ср (RH 1 o —, o\R, 30
Изобретение относится к преобразователям электрических величин и может быть использовано в измерительной и вычислительной технике, а также в системах автоматического регулирования в качестве датчиков мощности и действующего значения электрического тока.
Известны функциональные преобразователи электрического тока (1), выполненные на нелинейных элементах, в частности, на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ), Недостатком этих преобразователей является ограниченный класс воспроизводимых функциональных зависимостей.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока с профилированными в радиальном сечении сердечниками, выполненными из ферромагнитного материала с ППГ (2) .
Этот преобразователь выполнен на 25 двух функциональных трансформаторных преобразователях, входные обмотки которых включены последовательно и согласно, а выходные — последовательно и встречно.
К недостаткам этого преобразователя следует отнести сложность конструкции профилированных тороидальных сердечников, что существенно ограничивает их применение.
Целью настоящего изобретения является упрощение конструкции трансфор-. маторного преобразователя.
Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока, содержащий тороидальный ферромагнитный сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, на котором расположены входная и выходная обмотки, введены мостовой выпрямитель, одна диагональ которого подключена к выходной обмотке, и сглаживающий конденсатор, включенный в другую диагональ мостового выпрямителя, а в тороидальном ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса выполнены радиальные пазы, глубина которых изменяется в радиальном направлении в оответствии с зависимостью
/42973 где F(R) — закон изменения глубины радиальных пазов в радиальном направлении;
R — радиус перемагничивания сердечника;
Нр — высота сердечника;
В„ — остаточная магнитная индукция;
% (R) — поток вектора магнитной индукции в сердечнике, пропорциональный виду воспроизводимой функции.
Йа фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема преобразов ателя1 на фиг. 2 — разрез сердечника преобразователя для случая квадратИчной функции преобразования.
Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока состоит из тороидального ферромагнитного сердечника 1 с прямоугольной петлей гистерезиса, н котором ныполнены радиальные пазы, входной обмотки 2, выходной обмотки 3, мостового выпрямителя 4 и сглаживающего конденсатора Ь, Преобразователь работает следуюшим образом.
Входная обмотка 2 преобразователя подКлючается к источнику переменного тока. В зависимости от величины амплитуды тока, протекаюшегс по входной обмотке 2 преобразователя, перемагничивается часть сердечника 1 с радиусом pm(p)) гВ
Js V4a
2Тс Нс
Формула изобретения
Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока; содержащий тороидальный ферромагá5 нитный сердечник с прямоугольной петS(a) = (»»() )<1й где J — амплитуда входного тока; ех
W — количество витков входной обмотки;
Н вЂ” коэрцитинная сила материала е сердечника, В выходной обмотке 3 при этом наводятс я би пол ярные импуль сы.
Вольт-секундная плошадь выходных импульсов пропорциональна изменению магнитного потока н сердечнике д<Р дВ д В. ПОэтому постоянное напряжение на выходе преобразователя пропорционально изменению магнитного потока н сердечнике. Для сердечника с ППР д » = 2ВгдБ.
Учитывая то обстоятельство, что ферромагнитный сердечник преобразователя имеет радиальные пазы, глубина которых изменяется по радиусу, а также то, что магнитное сопротивление в пазах несравнимо больше магнитного сопротивления сердечника 1, площадь радиального сечения перемагничиваемого объема сердечника будет изменяться с изменением радиуса перемагничивания н соответствии с формулой: где R н — ннутренния радиус тороидального сердечника;
Н (R) — закон изменения эффективной высоты сердечника, т.е, закон изменения высоты сердечника в пазах, В соотнетстнии с этим изменение магнитного потока в сердечнике определяется по формуле
Ф(В) = 2Br Н (R) dR.
» н
Дифференцируя это уран нение, получим формулу для нахождения закона изменения эффективной высоты сердечника по радиусу н зависимо .ти от реализуемой функции преобразования
15 е(к -—
» d Qm(R)5 гв, Используя это выражение, получим закон изме ения глубины пазов по радиусу
В случае квадратичной функции преобразования магнитный поток и сердечнике должен быть пропорционален квадрату амплитуды входного тока ()»- г
Выражая ток через радиус перемагничинания, получим закон изменения магнитного потока по радиусу: () 4кзг Р, н р,(2, где К вЂ” коэффициент пропорциональности.
Дифференцируя это ураннение, находим закон изменения глубины ради-. альных пазов по радиусу н случае квадратичной функции преобразования:
2 2
Как видно иэ этой формулы, закон изменения глубины радиальных пазов в
45 этом случае линейный, т.е. с ростом радиуса глубина их линейно уменьшается, Предложенный трансформаторный преобразователь электрического тока выгодно отличается от преобразователей с профилированными сердечниками, так как использование сердечников с радиальными пазами позволит существенно упростить конструкцию преобразователя, снизить его стоимость за счет технологичности конструкции сердечника и тем самым обеспечить более широкое его применение.
742973
Фиг.1 фиг. C
Составитель И.Шелипова
Редактор H Êàòàìàíèíà Техред Л. Теслюк Корректор Г. Назарова
Заказ 3468/43 . Тираж 751 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 лей гистерезиса, на котором расположены входная и выходная обмотки, отличающийся тем, что, с целью .упрощения преобразователя, он содержит мостовой выпрямитель, одна диагональ которого подключена к выходной обмотке, -и сглаживающий конденсатор, включенный в другую диагональ мостового выпрямителя, а в тороидальном ферромагнитном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса выполнены радиальные пазы, глубина которых изменяется в радиальном направлении в соответствии с зависимостью т;це Р(Ю вЂ” закон изменения глубины радиальных пазов в радиальном направлении;
R †радиус перемагничивания сердечника;
5 Н вЂ” высота. сердечника;
В„- остаточная магнитная индукция;
cp(R) — поток вектора магнитной индукции в сердечнике, про10 порциональный виду воспр ои з води мой функ ции .
Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР .
Р 171183, кл, G 06 G 7/26, 1961 °
2. Авторское свидетельство СССР
0601707,кл.G 06 G 7/26,1975 (прототип).
