Датчик постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик >947779 ф г (6i) Дополнительное к авт. саид-ву (22) 3ase eHo 02.01.80 (21) 2863892/18-21

Р М Н з

6. 01 R 19/20 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (531УДН 621. 317. . 7(088.8) Опубликовано 300782 Бюллетень ¹28

Дата опубликования описания 30 .07 .82 (72) Авторы изобретения

В.Е.Райнин, В.Л.Карась и Я.М.Михлина ф (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПОСТОЯННОГО TOICA

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля тока низковольтных электроустановок постоянного тока.

Известен датчик постоянного тока, содержащий магнитоуправляемый контакт, расположенный в магнитном поле катушки, обтекаемой контролируемым током, источник магнитного поля смещения, выполненный, например, в виде постоянного магнита, и элементы, регулирующие положение постоянного магнита относительно магнитоуправляемого контакта $1) .

Недостатком иэвестногр датчика является сложность конструкции катушки датчика, а также значительные габариты, обусловленные относительно большим числом витков катушки, необходимых для создания магнитного поля, достаточного для замыкания магнитоуправляемого контакта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик постоянного тока, содержащий магнитный усилитель, обмотка управЛения которого включена в цепь контролируемого тока, генератор прямоугольных импульсов в цепи переменно.—

ro тока магнитного усилителя., выпрямитель, присоединенный своим входом к выходу магнитного усилителя, и нагрузочный резистор, шунтированный кочденсатором, подключенный к выходу выпрямителя 2).

Известный датчик потребляеФ значительную мощность по цепи переменного тока и имеет относительно небольшой линейный участок характеристики, ограниченный выходным напряжением генератора прямоугольных импульсов.

Пель изобретения — растшрение линейности характеристики и снижение потребляемой мощности по цепи пере.менного тока.

Поставленная цель достигается тем, .что в датчик постоянного тока, содержащий магнитный усилитель, обмотка управления которого включена во входную цепь, генератор прямоугольных импульсов в цепи переменного тока магнитного усилителя, выпрямитель, присоединенный своии входом к выходу магнитного усилителя и нагрузочный резистор, шунтированный конденсатором, введен усилитель на транзисторе и источник пиЗО тания, причем переход эмиттер-база

947779 транзистора присоединен к выходу выпрямителя, а переход база-коллек- тор через нагрузочный резистор соединен с источником питания..

На фиг. 1 изображена блок-схема датчика постоянного токаj на фиг. 2 - 5 зависимость выходного напряжения датчика от кратности контролируемого тока по отношению к номинальному значению.

Датчик постоянного тока содер-,10 жит магнитный усилитель 1 (фиг.i); имеющий обмотку 2 .управлений, включенную во входную,цепь, обМотку 3 цепи переменного тока, генератор 4 прямоугольных импульсов, 15 включенный в цепь переменного тока магнитного усилителя, выпрямитель 5 ,/

1 вход которого соединен с выходом магнитного усилителя 1, усилитель на транзисторе б, нагрузочный резис- 20 тор 7, шунтированный конденсатором

В, и источник 9 коллекторного питания транзистора б.

Транзистор 6 усилителя включен по схеме с общей базОй, причем переход эмиттер-база транзистора присоединен к выходу выпряглителя 5, переход база-коллектор транзистора через нагрузочный резистор 7, шунтированный конденсатором 8, включенный в цепь коллектора транзистора, присо30 единен к выводам источника 9 коллекторного питания.

Датчик постоянного тока работает следующим образом.

При наЛичии тока в токоведущей .35 шине электроустановки по обмотке 2 управления магнитного усилителя 1 протекает часть 1 контролируемого тока токоведущей шины, которая осуществляет подмагничивание магнито- 40 провода магнитного усилителя 1. Одновременно в обмотки 3 цепи перегленного тока магнитного усилителя 1 с выхода генератора 4 прямоугольных импульсов поступает переменное напря- 45 жение прямоугольной формы, под действием которого в цепи переменного тока магнитного усилителя 1 протекает переменный ток, являющийся выходным током магнитного усилителя 1.

Выходной ток магнитного усилителя выпрямляется двухполупериодным выпрямителем 5 и с его выхода поступает в цепь перехода эмиттер-база транзистора б усилителя, являющегося нагрузкой выпрямителя 5..При этом среднее значение выпрямленного выходного тока магнитного усилителя пропорционально току 2, протекающему по обмотке 2 управления магнитного усили тели, и, следовательно, контролируе- 60 мОму току в токоведущей шине электрс - установкн. Так как коэффициент пера ,цачи по току транзистора, включенного по схеме с общей базой, равен единице, то значение кол- 65 лекторного тока транзистора б

I оказывается также пропорциональным току 3 и контролируемому току.

Коллекторный ток транзистора б, протекая по нагрузочному резистору 7, создает на его сопротивлении падение напряжения U„, являющееся выходным сигналом датчика.,Конденсатор 8, шунтирующий нагруэочный резистор 7, сглаживает пульсации выходного сигна" ла датчика.

Характеристика датчика представляет собой зависимость падения напряжения на нагрузочном резисторе 7 (фиг.2) от тока Д„ в обмотке 2 управления магнитного усилителя, выраженному в кратностях по отношению к его номинальному значению Юй .

В известных устройствах линейный участок характеристики ограничивается значением напряжения генератора 4 прямоугольных импульсов, повыыение которого приводит к увеличению глощ ности генератора и росту габаритов.

В предлагаемом датчике расширение линейной части характеристики в область больших значений контролируемого тока, причем без снижения ее крутизны определяется напряжением источника 9 коллекторного питания, которое выбирают большим по абсолютному значению, чем напряжение генератора прямоугольных импульсов. При этом габариты датчика не возрастают.

Кроме того, расширение линейной части характеристики датчика при одновременном снижении потребления мощности по цепи переменного тока происходит за счет снижения сопротивления нагрузки магнитного усилителя, так как усилитель на транзисторе, включенном по схеме с общей базой, имеет малое входное сопротивление, 1 существенно меньшее сопротивление нагрузочного резистора 7. Снижение сопротивления нагрузки магнитного усилителя датчика позволяет в свою очередь снизить напряжение. генератора прямоугольных импульсов по сравнению с прототипом и уменьшить его мощность и габариты.

Использование предлагаемого датчика позволяет увеличить диапазон контролируемых токов и снизить стоимость устройств контроля тока в электроустановках постоянного тока.

Формула изобретения

Датчик постоянного тока, содержай магнитный усилитель, обмотка правления которого включена во входную цепь, генератор прямоугольных импульсов в цепи переменного тока магнитного усилителя, выпрямитель -, присоединенный своим входом к выходу

94 7779

@up g

Заказ 5645/69 Тираж 717

ВНИИПИ

Подписное т

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.проектная, 4 магнитного усилителя, и нагруэочный реэистор, шуитированный конденсатором, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью раслаирения линейности характеристики и снижения потребляемой модности по цепи переменного тока, введен усилитель на транзисторе и источник питания, причем переход змиттер-база транзистора присоединен к выходу выпрямителя, а переход база-коллектор через нагрузочный резистор соединен с источником питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3634794, кл. 335-153, 1972.

2. Могилевский Г.В. и др. Бесконтактные устройства защиты для низковольтных электрических аппаратов.

М., "Энергия",.1971, с. 27-30, 10 рис. 9 (прототип).