Датчик активного тока

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

<н883761 (61) Дополнительное и авт. саид-ву (22) 3a88NeHO 190380 (21) 2895865/18-21 (51)м. Кл,З

G 01 R 19/06 с присоединекием заявки Nо

Государственный комитет

СССР ао деаам изобретений и открытий (23) Приоритет-Опубликовано 231181. Бюллетень ИЯ 43

Дата опубликования описания 23. 11. 81

Ю) 4 421. 317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.И.Антонов и Ю.Я .Лямец (71) Заявитель

Чувашский государственный униве ва (54) ДАТЧИК АКТИВНОГО ТОКА

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в устройствах защиты генератора.

Известен датчик активного тока, содержащий промежуточные трансформаторы тока и напряжения, управляемый выпрямитель и интегратор (1) .

Однако в связи с тем, что управляемый выпрямитель выполнен на диодах и резисторах, датчик обладает низкой чувствительностью.

Известен также датчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение, управляемый выпря- 15 митель,выполненный на аналоговых ключах,промежуточный трансформатор напряжения с двумя отдельными обмотками и интегрирующий конденсатор (2).

Однако преобразователь тока в 20 напряжение в известном датчике выполнен на резисторах и представляет для источника контролируемого тока значительную нагрузку. Поэтому в тех случаях, когда источником тока 25 служит маломощная цепь, например трансреактор, погрешность измерения датчиком активной составляющей тока относительно велика. В то же время для управления аналоговыми ключами . 3p необходимы две гальванически несвязанные вторичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения, что усложняет устройство °

Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции датчика активного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике активного тока, содержащем преобразователь тока в напряжение, управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, первый вход которого подключен к выходу преобразователя тока в напряжение, промежуточный трансформатор напряже-. ния, выход которого подключен ко второму входу управляемого выпрямителя, а вход — к источнику управляющего напряжения, резистор и интегрирующий конденсатор, дополнительно введены два зарядных резистора, два диода и вычитающий блок, причем первые эииттеры обоих аналоговых ключей объединены и подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, а вторые эмиттеры — соответственно к первому и второму выводам интегрирующего конденсатора, подключенного . в свою очередь ко входам вычитающего блока и через зарядные резисторы

883761 к общей клемме устрой ст ва, при э том между коллекторами ан алоговых ключей включен резистор, а переходы базаколлектор аналоговых ключей зашунтированы диодами.

На чертеже приведена схема датчика активного тока.

Датчик активного тока содержит преобразователь 1 тока в напряжение, управляемый выпрямитель 2, выполненный н а ан алоговых ключах 3 и 4, диодах 5 и 6 и резисторе 7, промежуточный трансформатор 8 напряжения, интегрирующий конденсатор 9, зарядные резисторы 10 и 11, вычитающий блок 12 и источник 13 управляющего напряжения. Ко входу преобразователя 15

1 тока в напряжение подводится контролируемый кок i, а к первичной обмотке промежуточного трансформатора

8 напряжения — управляющее напряжение И. 20

Если хотя бы одн а из подведенных к датчику величин равна нулю, то напряжение на конденсаторе 9 также равно нулю. При этом потенциалы его зажимов а и в равны между 25 собой и напряжение на выходе вычитающего блока 12 равно нулю.

Рассмотрим работу датчика при действии обеих подведенных величин на его .входах. В этом случае напряжение вторичной обмотки промежуточного трансформатора 8 для управляемого выпрямителя ? является управляющим (опорным), а напряжение на выходе преобразователя 1 тока в напряжение управляемым. Положительная полуволна управляющего напряжения отпирает ан ало говый ключ 3, а отрицательная аналоговый ключ 4. Зарядный ток конденсатора 9 s первом случае протекает через зарядный резистор 11, а 4Я во втором случае — через зарядный резистор 10. Среднее значение напряжения на конденсаторе 9 пропорционально активной составляющей управляемой величины, в данном случае контролируемого тока i

U =Y - Y = "C > СОЬ 6 где U — напряжение на конденсаторе 9; — действующее значение контролируемого тока

0 — разность фаз между напряжением U и током i; коэффициент пропорциональности.

Вычитающий блок 12 делает более удобным использование выходного сигнала датчика, поскольку его выходное напряжение снимается относительно общей точки схемы. Напряжение на вы ходе вычитающего блока 12 равно

"ь„,= (Y,-Y )=kÇ0îàà > . где k = k k — коэффициент преобра1 зования вычитающего блока 12.

Таким образом; предложенное выполнение датчика позволяет повысить точность измерения активного тока путем уменьшения влияния входного сопротивления преобразователя тока в напряжение на источник контролируемого тока и упростить конструк по датчика, так как управление работой аналоговых ключей осуществляется с помощью только обмотки промежуточного трансформатора напряжения.

Формула изобретения

Датчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение, управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, первый вход которого подключен к выходу преобразователя тока в напряжение, промежуточный трансформатор напряжения, выход которого подключен ко второму входу управляемого выпрямителя, а вход — к источнику управляющего напряжения, резистор и интегрирующий конден сатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, дополнительно введены два зарядных резистора, два диода и вычитающий блок, причем первые эмиттеры обоих аналоговых ключей объединены и подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, а вторые эмиттеры — соответственно к первому и второму выводам интегрирующего конденсатора, подключенного в свою очередь ко входам вычитающего блока и через зарядные резисторы к общей клемме устройства, при этом между коллекторами аналоговых ключей включен резистор, а переходы база-коллектор аналоговых ключей зашунтированы диодами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 213192, кл, 21 д 4/08, Н 01 Н,47/32, 1965.

2. Ковалевская В.В. и Машенков В.M.

Энергетические измерительные преобразователи электрических величин.

JI, Энергия, 1969 с. 268 (прототип) .

883761

Составитель В. Костин

Техред И. Асталош Корректор М. Коста

Редактор Г. Волкова

Тираж 735 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10217/67 филиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4