Широтно-импульсный модулятор переменного тока

СВ Асд1 у ИЕ ИЖ:)БРЕТЕНИ ИС АВТОРСЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(72) В.У,Кизилов и В,И.Максимов (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им,В.И.Ленина (53) 621.376.54(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 447824, кл. Н 03 К 7/08, 1972.2. Зешепв - ЕедйзсЬгИй, 1973,47, Нейй 12, В 1 И 2, с. 864 (прототип).(54)(57) ШИРОТНО-ИИПУЛЬСНЬЗЙ ИОДУЛЯТОР ПКРЕИЕЯНОГО ТОКА, содержащий транс- . Форматор тока, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между общей пщной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компейсирующая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертнрующий операционный усилитель, вход которого соединен с объединен" ными выводами первого и второго резисторов, а выкод - с вторым выводом первого резистора, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в него дополнительно введен третий резистор, включенный между качаном компенсирующей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усилителя, причем конец компенсирующей обмотки соединен с общей шиной, а выход инвертирующего операционного усилителя соединенс объединенчыми выводами конденсатора и второго вывода второго резистора.20 11231Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в множительных устройствах ив измерительных преобразователях тока, напряжения нли мощности.5Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий операционные усилители, компаратор, многообмоточныйтрансформатор и резисторы13.Недостатком данного устройстваявляется его низкая надежность, вызванная сложностью трансформатора,конструкция которого должна обеспечивать хорошую компенсацию намагничивающего тока ферромагнитного сердечника, и наличием дополнительныхэлементов.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является широтно-импульсный модулятор переменного тока, содержащий трансформатортока, первичная обмотка которогосоединена с входными шинами, вторич"ная обмотка включена междУ общей шиной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компенсирующая25обмотка началом .соединена с однойобкладкой конденсатора, неинвертирующий операционный усилитель, к входукоторого через первый резистор подключен его выход, а через второйрезистор - выход переключателя, квходам которого подключены источники токов разной полярности,причем выход инвертирующего операционного усилителя соединен .с З 5концом комйенсирующей обмотки, а вторая обкладка конденсатора соединенас общей шиной 1 2 3Недостатком известного широтно-импульсного модулятораявляется его низ-,. 40кая надежность, вызванная сложностькконструкции, наличием двух источников токов разной полярности и переключателя,.Целью изобретения является повыше ние надежности широтно-импульсногомодулятора путем упрощения его конст"рукции.Поставленная цель достигается тем,что в широтно-импульсный модулятор50переменного тока, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которо-, .го соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между общейшиной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компенсирующаяобмотка началом соединена с однойобкладкой конденсатора, кеинвертиру 02 2ющий операционный усилитель, вход ,которого соединен с объединенными выводами первого и второго резисторов, а выход - со.вторым выводом первого резистора, дополнительно введен третий резистор, включенный между началом компенсирующей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усили теля, причем конец компенсирующей обмотки соединен с общей виной, а выход инвертирующего операционного усилителя соединен с объединенными выводами конденсатора и второго вывода второго резистора.На чертеже представлена схема широтно-импульсного модулятора переменного тока.Он содержит трансформатор 1 тока, с первичной 2, вторичной 3 и компенсирующей 4 обмотками, концы обмоток 3 и 4 соединены с общей шиной, начало обмотки 3 соединено с входом инвертирующего операционного усилителя 5, выход которого через конденсатор 6 соединен с началом обмотки 4, неинвертирующий операционный усилитель 7, выход которого через резистор 8 соединен с началом обмотки 4, а вход - с объединенными выводами резисторов 9 и 10, вторые выводы ко" торых соединены соответственно с выходами инвертирующего и неинвертирующего операционных усилителей 5 и 7, входные шины 11 и 12.Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.Усилитель, 7 с первым резистором 10 образуют компаратор. Трансформатор тока 1 с обмотками 2-4 и усилитель 5 образуют трансформатор тока с электронной компенсацией. Выход усилителя.5 благодаря наличию второго резистора 9 управляет моментом переключения компаратора, а наличие третьего резистора 8 определяет скорость переза ряда конденсатора в зависимости от состояния компаратора.При большом усилении усилителя 5 напряжение на обмотке 3 близко к нулю, следовательно, сердечник трансформатора 1 не перемагничивается и напряжение на обмотке 4 также близко к нулю, а ампервитки обмоток 2 и 4 равны.Зьз- 3м 4 (4 )где 3- ток первичной обмотки 2,т - ток в компенсирующей обмоткег 4,02 За, ы Элй,Е соЕ Составитель Е.БорзовРедактор П.Коссей Техред Т.фанта КорректорВ. Гирняк Заказ 8154/43 Тираж 861 ПодписноеВНИИПИ .Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открйтий113035, Москва, Ж, Раушсчая наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 11231Поскольку напряжение на обмотке 4равно нулю, ток через резистор 8 оп"ределяется величиной этого резистора и напряжением фГ на выходе компаратора. Знак напряжения зависит отсостояния компаратора. Очевидно, чтоток через конденсатор 6 равен суммеили разности стабильного тока черезрезистор 8 и тока 3 , а напряжениена выходе усилителя 1 изменяется ли Онейно со скоростью, определяемой током через конденсатор 6. При этомусловии на выходе усилителя 7 имеетместо знакопеременное напряжение,представляющее собой последовательность импульсов двух полярностей самплитудой Е, относительная разностьдлительностей которых С пропорциональна току 3а следовательно, итоку 3 Точность преобразования широтно- импульсного модулятора. обеспечивается за счет того, что сердечник транс. форматора 1 тока не перемагничивается и соотношение (1) выдерживается с высокой точностью. Повышение надежности широтно-импульсного модулятора обеспечивается упрощением его конструкции, так как вместо двух источников стабильных разнопрлярных токов и переключателя в модуляторе использован дополнитель ный резистор и новые связи между элементами.