Трансформаторный преобразователь импеданса

, 1476 Н 01 Р 40 14 ПИСАН БРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТ Н АВТОВСНО(46) 30.04.89. Бюл.16 (71) Институт электродинамикиУССР2) В.П.Карпенко и С.В.Макаренко (53) 621.314.22.08(088,8) (56) Братусь Ю.В., Будницкая Карпенко В.П. Построение тран торных образцовых мер. - В к менты и схемы электроизмерительных устройств и систем. Киев: Наукова думка, 1985, с. 46, рис. 4, (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ ИМПЕДАНСА(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изоб ретения является повышение точности преобразования импеданса. Преобразо сер- н 4-п,серАН (7 но сер 3-иЕ.А.,сформа асно, вывон.: Элеотакса ы ныл СЬ СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ватель содержит трансформатор сдечниками 1-1 - 1-п, обмотки 23-1 - З-п, меры импеданса 4-1обмотки 2 и 3-1 охватывают вседечники, обмотка 3-2 охватываетдечники 1-2 - 1-п, а каждая изток 3-1 охватывает соответствендечники 1- - 1-п, Обмотки 3-1включены последовательно и соплВыводы обмотки 3-1 подключены кдам меры импеданса 4-1, а выводдой из обмоток 3-1 подключены светственно к выводам меры импед4- Выводы обмотки 2 являютсявыми, а первый вывод основной мимпеданса 4-1 и второй вывод меимпеданса 4-и являются потенциами выводами преобразователя. 1Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано, например, при построении образцовых мер и магазинов емкос 5ти больших номинальных значений, атакже индуктивности и активного сопротивления малых номинальных значений, применяемых для поверки точности компенсаторов переменного тока. ОЦель изобретения " повьппение точности преобразования. импеданса.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого преобразователя. 5Трансформаторный преобразовательимпеданса состоит из трансформаторас сердечниками 1-1, 1-2.1-и,обмотками 2 и 3-1, 3-2, , З-и,а также мер 4-1, 4-2, , 4-и импеданса,Обмотки 2 и 3-1 охватывают всесердечники, обмотка 3-2 охватываетсердечники 2-1 - 1-и, а каждая изобмоток 3- охватывает соответственно сердечники 1-х - 1-и, Обмотки3-1 - 3-и включены последовательнои согласно. Выводы обмотки 3-1 подключены к выводам меры 4-1 импеданса, а выводы каждой обмотки 3- подключены соответственно к выводам меры 4- импеданса. Выводы обмотки 2являются токовыми, а первый выводосновной меры 4-1 импеданса и второйвывод меры 4-и импеданса являются35потенциальными выводами преобразователя импеданса.Преобразователь работает следующим образом.Погрешности эквивалентного сопротивления устройства, вызываемые падением напряжения на активных сопротивлениях обмоток трансформатора,исключаются благодаря четырехзажимному подключению преобразователя.При этом эквивалентное сопротивление преобразователя определяетсяотношением напряжения на потенциальных выводах магазина к току в цепипервичной обмотки 2,Второй вид погрешностей - погреш 50ности, обусловленные токами намагничивания сердечников трансформатора,компенсируются схемным путем. Этакомпенсация реализуется следующим об 55разом.Трансформатор в предлагаемом устройстве работает в режиме, близкомк режиму трансформатора тока, так как его вторичные обмотки (3-1, 3-2, .,, 3-и 1 нагружены низкоомными мерами импеданса (4-1, 4-2, , 4-и 1,Основной магнитный поток, передающий энергию во вторичную цепь устройства, создается в сердечнике 1-1, охваченном только первичной 2 и вто-. ричной 3-1 обмотками. В цепи обмотки 3- 1 протекает рабочий (нагрузочный) ток, и падение напряжения на мере 4-1 импеданса, вызванное этим током, составляет основную часть напряжения на потенциальных зажимах преобразователя.В обмотке 2 протекает суммарный ток, состоящий из рабочего тока, пропорционального току во вторичной обмотке 3-1, и тока намагничивания сердечников трансформатора.Поскольку пропорциональность между первичным и вторичным токами не выполняется из-за наличия в первичной обмотке тока намагничивания; то при съеме напряжения с выводов меры 4-1 импеданса (при определении эквивалентного сопротивления преобразователя) возникает соответствующая погрешность.Для компенсации этой погрешности применяются дополнительные сердечники 1-2 - 1-и, дополнительные вторичные обмотки 3-2 - 3-и и дополнительные меры 4-2 - 4-и импеданса.Сердечник 1-2 охвачен тремя обмотками: первичной 2 и вторичными 3-1 и 3-2.Этот сердечник размагничивается токами этих вторичных обмоток (3-1 и 3-2), и в обмотке 3-2 наводится ток, равный разности приведенного к вторичной цепи первичного тока и вторичного тока в обмотке 3-2. Этот разностный ток, примерно равный приведенному к вторичной цепи току намагничивания сердечника 1-1, создает на мере 4-2 импеданса падение напряжения, которое суммируется с напряжением, сформированным на мере 4-1 импеданса, увеличивая напряжение на потенциальных зажимах меры и компенсируя указанную погрешность.Однако сердечник 1-2 не полностью размагничивается токами обмоток 3-1 и 3-2, Остаточный магнитный поток этого сердечника (существенно меньший магнитного потока сердечника 1-1) вызывает появление погрешностей второго порядка малости, величина кото1476543 рованием величин мер 4-1, 4-2,4-и импеданса.Использование изобретения позволяет строить трансформаторные меры имагазины импедансов с высокими метрологическими характеристиками и произвольными схемами замещения, а также создавать на их базе кодоуправляемые магазины импедансов,Составитель О.Варламов Техред А. Кравчук Корректор О.Кравцова Редактор А.Огар Заказ 2164/53 Тираж 696 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарйна,101 рых не менее чем на порядок меньшеисходных,Компенсация погрешностей второгопорядка малости осуществляется сле 5дующим образом,Сердечник 1-3 размагничивается токами вторичных обмоток 3-1 - 3-3. Наведенный в обмотке 3-3 ток равен разности приведенного к вторичной цепитока первичной обмотки 2 и токов вобмотках 3-1 и 3-2. Этот разностныйток примерно равен приведенному квторичной цепи току намагничиваниясердечника 1-2. По величине этот токзначительно меньше тока намагничивания сердечника 1-1. Указанный токвызывает на мере 4-3 импеданса падение напряжения, которое затем суммируется с напряжением, сформированнымна мерах 4-1 и 4-2 импеданса, увеличивая напряжение на потенциальныхзажимах преобразователя.Компенсация погрешностей более высоких степеней малости происходит 25аналогичным образом,В общем случае числа витков в обмотках 3-1, 3-2.3-и могут бытьразличны. Так различными могут бытьи величины мер 4-1, 4-2, , 4-иимпеданса, Однако с целью минимизации числа номиналов, ограничения размеров окон тороидальных сердечниковтрансформатора и др, числа витковв обмотках 3-1 - 3-п обычно выбирают35равными, также равными выбираются ивеличины мер 4-1 - 4-п импеданса. Регулирование эквивалентного сопротивления в преобразователе может осуществляться коммутацией числа вит ков обмотки 2 или совместным регулиФормула изобретенияТрансформаторный преобразователь импеданса, содержащий два сердечника, три обмотки и две меры импеданса, при. чем выводы второй обмотки подключены к выводам основной меры импеданса, выводы третьей обмотки подключены к выводам вспомогательной меры импе- данса, а выводы первой обмотки являются токовыми выводами преобразователя импеданса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования импеданса, в него введены идополнительных середчников, идополнительных обмоток и идополнительных мер импеданса, первая и вторая обмотки охватывают все сердечники, третья обмотка охватывает второй и все дополнительные сердечники, каждая 1-я дополнительная обмотка охватывает последние и-1 дополнительные сердечники, вторая,третья и все дополнительные обмоткивключены последовательно и согласно,выводы д-й по порядку дополнительнойсобмотки подключенык выводам -й дополнительной мерыимпеданса,первый выводосновной меры импеданса и второй вывод последней дополнительной меры им.педанса являются потенциальными выводами преобразователя импеданса,