Устройство для масштабного преобразования тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) б 1)4 С 1 К 120 1900 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ; " фа Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУе лючения нагрузки(71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имВ.В.Куйбьппева(56) Авторское свидетельство СССР У 98868, кл. С 01 К 19/20, 1980.Авторское свидетельство СССР У 1045136, кл. С 01 К 19/20, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСШТАБНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТОКА, содержащее пер вый трансформатор с входной обмоткой, один из выводов которой соединен с первой клеммой для подключения источника преобразуемого тока, и выходной обмоткой, один из выводов которой соединен с первой клеммой для подключения нагрузки, второй трансформатор с входной обмоткой, один из выводов которой соединен с второй клеммой для подключения источника преобразуемого тока, первой выходной обмоткой, одиниз выводов которой соединен с первым выходным выводом усилителя, ивторой выходной обмоткой, подключенной к входным выводам усилителя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения рабочего диапазона по выходной мощности, во второй трансформатор введена третьявыходная обмотка, включенная междудругим выводом выходной обмоткипервого трансформатора и второйклеммой для подключения нагрузки,причем другие выводы входных обмо ток трансформаторов соединены между собой, а другой вывод первой выходной обмотки второго трансформатора и второй выходной вывод усилителя соединены соответственно спервой и второй клеммами для подИзобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для использования при сопряжении источника переменного тока и измерительного прибора в условиях их гальванической развязки.Целью изобретения является расширение рабочего диапазона по выходной мощности при сохранении незначительных габаритов и веса.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для масштабного преобразования тока. Устройство содержит трансформатор1 с входной 2 и выходной 3 обмоткамитрансформатор 4 с входной 5 и выходными бобмотками, усилитель 9клеммы 10 и 11 для подключения источника преобразуемого тока, клеммы12 и 13 для подключения нагрузки 14.Входные обмотки 2 и 5 трансформаторов 1 и 4 включены последовательномежду клеммами 10 и 11, а выходныеобмотки 3 и 8 - последовательномежду клеммами 12 и 13.Выходная обмотка 7 трансформатора4 подключена к входу усилителя 9, авыходная обмотка б включена последоВательно с его выходной цепью междуклеммами 12 и 13.Устройство работает следующимобразом.Преобразуемый ток 1 , проходя че"рез входные обмотки 2 и 5 намагничивает магнитопроводы трансформаторов 1 и 4.В выходных обмотках 3,68 вследствие этого действуют напряжения и протекают токи,Ток 1 нагрузки 14 обеспечивается в основном за счет напряжения,наводящегося на обмотке 3. Под действием этого напряжения через обмотки 3,8 и нагрузку 14 течет ток 1Иагнитопровод трансформатора 4 оказывается практически размагниченнымза счет действия компенсирующих потоков, создаваемых токами в обмотках б и 8.При коэФфиЦиенте петлевого усиления 10-100, который обеспечиваетсясоответствующим выбором коэффициента усиления усилителя 9 и числа витков обмоток б и 7, магнитный потокв магнитопроводе трансформатора 4 может быть очень мал. Поэтому с достаточной точностью для трансформатора 4 справедливо соотношение(2) 1 И - 1 Ы - 111 -0где 1, - ток через обмотку б;Ы,Ч,И - число витков обмоток5,б,8.5 Током обмотки 7 пренебрегаем, поскольку при большом входном сопротивлении усилителя 9 его влияниеничтожно мало.Из (1) имеем10О ы зМТак как сопротивление нагрузки14 выбирается достаточно малым посравнению с эквивалентными сопротивлениями источников токов 1 и 163(сопротивлениями обмотки 3 и усили теля 9), полный ток 1, нагрузки 14определяется как сумма токов 1 з и 11 =1+1 (3)С учетом (2) имеем1 = 1 -+ 1 (1- - - )Ы ЧИЕсли И = Ы, то независимо отискажений, вносимых трансформатором 4,результатпреобразования оказывается пропорциональнымвеличинеЧисло витков обмотки 3 выбираюттак, чтобы выполнялось соотношениеЗО 1,1 ,1 вх11 н дом9 2где 1 - номинальное значение то намка нагрузки 14 при заданном значении тока.Основная мощность передается в35нагрузку 14 через трансформатор 1 илишь часть мощности, рассеиваемойнагрузкой 14,формируетсяусилителем 9,Йагнитопровод трансформатора 1 может быть значительно меньше,чем в40известных грансформаторах тока, поскольку в предлагаемом устройствеувеличение индукции в магнитопроводе трансформатора 1 не приводитпрактически (вследствие коррекции )к увеличению погрешности,Габариты и вес трансформатора 4могут быть выбраны на порядок меньше, чем трансформатора 1, посколькумагнитопровод трансформатора 4 размагничивается, а мощность корректирующего сигнала отбирается от усилителя 9. Корректирующий ток усилителя 9, протекающий через нагрузку 14,не превышает 107 от значения 1,14 номПредлагаемое устройство можетбыть выпопнено с мощностьюв нагрузке до 10 Вт и с погрешностью пре.образования порядка 0,01-0,1 Е.