Магнитный датчик максимального тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстическмх

Республик ()890258 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 24.04.80 (21) 2912598(18-21 с присоединением заявки Не (23) Приоритет— (51) M. Кд. а 01 а В/00

Гооудоротеенный комитет

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12.81 но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621.317. .7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. Н. Гречко, В. В. Голубев и О. И. Фирсов (54) МАГ

ТОКА

Изобретение относится к электроизмеритель ной технике и предназначено для фиксации уровня тока в преобразователях аналоговых величин в дискретные.

Известен бесконтактный датчик тока, содер5 жаший автогенератор выполненный на триоде и двух магнитных сердепптках, причем на одном сердечнике расположены две согласно соединенные обмотки, включенные соответственно в базовую и коллекторную цепи триода, 10 а на другом сердечнике, выполненном из материала с прямоутольной петлей гистерезиса, расположены две встречно соединенные обмотки, включенные соответственнно в базовую и коллекторную цепи триода, и нагрузочная обмот15 ка, осуществляющая срыв генерации в зависимости от протекающего в ней тока (1).

Недостаток известного устройства заключается в малом быстродействии датчика.

Наиболее близким по технической сущности

20.. к изобретению является магнитный датчик максимального тока, содержащий сердечник с прямоутольной петлей гистерезиса, входную обмотку, выходную обмотку и обмотку смешения, подключенную через резистор и элемент задержки нарастания тока к источнику тока смещения (2) .

Недостаток указанного устройства заключается в том, что выходной сигнал имеет колоколообразную форму, что приводит к запаздывнию срабатывания устройств, подсоединенных к магнитному датчику максимального тока, и кроме того, в связи с эффектом шунтирования выходной обмотки обмоткой смещения, ограничивается возможность регулировании уровня срабатывания магнитного датчика максимального тока.

Целью изобретения является повышение быстродействия срабатывания устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитном датчике максимального тока, содержащем сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, входную обмотку, выходную обмотку смешения, подключенную через резистор и элемент задержки нарастания тока к источнику тока смешения, элемент задержки нарастания тока выполнен на двух транзисторах, стабилитроне, диоде, трех резисторах, а сердечник

0258

1О

40 выражением ла.

3 89 снабжен вспомогательной обмоткой, причем. начало обмотки смещеш1я соединено с коллектором первого транзистора и катодом стабилитрона, а эмиттер первого транзистора и анод стабилитрона соединены с общей шиной источника тока смещения, к которой присоединены эмиттер второго транзистора, один вывод второго резистора и конец вспомогательной обмотки, начало которой через диод соединено с третьим вспомогательным резистором, другой вывод которого соединен с базой второго транзистора и друтим выводом второго резистора, коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора и через первый резистор с первой шиной источника тока смещения v. с резистором в цепи обмотки смешения.

Ка фиг. 1 изображена схема устройства; нз фиг. 2 — диаграмма работы устройства.

Магнитный датчик максимального тока содержит сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса 1, входную обмотку 2, выходную обмотку 3, зажимы 4 и 5 источника тока смещения, обмотку 6 смещения, резистор 7, первый транзистор 8, стабилитрон 9, первый резистор 10, второй транзистор 11, второй резистор 12, вспомогательную обмотку 13, третий резистор 14 и диод. 15.

На диаграмме работы устройства (фиг. 2) обозиачены положения "1 — 3" рабочей точки сердечника на гистсрезисной кривой намагничивания, кривые 4 — 6 — соответственно в функции времени намагничивающая сила смещения, результирующая намагничивающая сила, намаг- . ничивающая сила контролируемого тока.

Принцип работы устройства состоит в следующем.

В исходном состоянии транзистор 11 закрыт, транзистор 8 открыт. По обмотке 6 смещения через резистор 7 от зажимов 4 и 5 источника протекает ток смещения. Рабочая точка сердечника в исходном состоянии (фиг. 2) находится в положении "1". Намагничивающая сила, вызываемая протеканием контролируемого тока по входной обмотке 2 описывается где Н -- коэрцетивная сила намагничивания с сердечника, так как при превышении током управления значения тока уставки (фиг. 2, точка t<), происходит перемагничивание сердечника и при этом рабочая точка сердечника с положения "1" проходит в точку 2 и движется в направлении точки 3. На выходной обмотке датчика формируется выходной импульс, свидетельствующий о превышении контролируемым током тока уставки.

Сигнал со вспомогательной обмотки 13 через резистор 14 и диод 15 прикладывается ко входу транзистора 11 и открывает его. База транзистора 8 через открытый транзистор

11 подсоединяется к зажиму 5 источника тока смещения, при этом транзистор 8 закрывается, что приводит к отключению источника тока смещения от обмотки смещения. В результате имеет скачкообразное приращение амплитуды магнитной индукции ЬВ и увеличение скорости 5Ц- в момент формирования выходного сигнала. Отключение обмотки смещения от источника показано на фиг. 2 в виде скачкообразного изменения Н в момент времени tq до t> к нулю, при этОм Н (фиг. ) результ. кривая 5 имеет приращение той же величины.

Длительность формирования выходного сигнала и соответственно отключенного состояния обмотки смещения определяется временем перемагничивания сердечника, что соответствует переходу его рабочей точки с2в 3 (фиг.2)..

Стабилитрон 9 ограничивает величину обратного напряжения на транзисторе 8 во время формирования выходного импульса, а также служит для сброса запасенной энергии индуктивного рассеивания обмотки 6 и подводящих чроводов в источнике смещения.

В целом, улучшение параметров выходного сигнала датчика, а именно, получение прямоугольного. сигнала, вместо колонообразного, достигается увеличением скорости dB/dt u приращением амплитуды магнитной индукции

ЬВ в момент формирования выходного сигна50

55 где СР— длина магнитной силовой линии сердечника;

W — число витков обмотки упоавления.

Результирующая намагничивающая силы сердечника описывается следующим выражением:

= Н вЂ” Н (2) резулът. раб. см.

До Tex IIop, HoKa H аб С Н м . на 8btxoll. ной обмотке импульса нет.

В момент времени, когда (3) Формула изобретения

Магнитный датчик максимального тока, содержащий сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, входную обмотку, выходную обмотку и обмотку смещения, подключенную через резистор и элемент задержки нарастания тока к источнику тока смешения, о т л ич а ю щ. и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, элемент задержки нарастания тока выполнен Hà двух транзисторах, 890258

ВНИИПИ Заказ 10962/72

Тираж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная.4 и>.2 стабилитроне, диоде, трех резисторах, а сердечник снабжен вспомогательной обмоткой, причем начало обмотки смещения соединено с коллектором первого транзистора и катодом стабилитрона, а змиттер первого транзистора и анод стабилитрона соединены с общей шиной источника тока смещения, к которой присоединены змиттер второго транзистора, один вывод второго резистора и конец вспомогательной обмотки, начало которой через диод соединено с третьим вспомогательным резистором, другой вывод которого соединен с базой второго транзистора и другим выводом второго резистора, коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора и через первый резистор с первой шиной источника тока смешения и с резистором в цепи обмотки смещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР М 211623, 10 кл. G 01 R 19/00, 1968.

2. Глух Е. М., Зеленов В. E. Защита полупроводниковых преобразователей. М., "Энергия", 1970, с. 114 — 116 (прототип).