Датчик тока нагрузки мостового инвертора

(505 С 01 Й 19/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Г 7 Г 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 974536, кл. Н 02 Р 5/34, 1973.1 Е ЕЕ тгапзасбопз оп 1 пбомга еестгоп 1 сз апб согйго 1 пмгщпеп 1 атпп, 977, 24 В 1, р. 100-107.(54) ДАТЧИКТОКА НАГРУЗКИ МОСТОВОГО ИНВЕРТОРА(57) Изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может использоваться в электроприводах с частотно-токовым управлением для формирования сигналов обратной связи по току, С целью повышения точности измерения тока нагрузки введены блок 6 согласования с ограничительными резисторами 7-10, диодами 11 - 14 и источником 15 опорного напряжения, Ключами 16-19 мостового инвертора 4 осуществляется управление током в нагрузке 3. С шатунов 1 и 2 снимаются полезные сигналы. При этом, в зависимости от того, какая пара ключей (16 и 19 или 17 и 18) замкнута, запертыми оказываются диоды 11,12 или 13,14. В результате вычитающим усилителем 5, построенным на операционном усилителе 24 и резисторах 26 - 30, выделяется ток нагрузки 3. Диоды 20-23 защищают ключи 16-19 и обеспечива- Б ют протеканиетока при их коммутации. 1 ил.Изобретение относится к преобразовательной и измерительной технике и может быть использовано в электроприводах с частотно-токовым управлением для формирования сигналов обратной связи по току.Целью изобретения является повышение точности измерения тока нагрузки,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Датчик тока нагрузки содержит шунты 1 и 2, нагрузку 3, мостовой инвертор 4, вычитающий усилитель 5, выход которого является выходом датчика, а четыре входа вычитающего усилителя 5 соединены с четырьмя соответствующими выходами блока 6 согласования, первый вход которого соединен с первыми выводами шунта 1 и диагонали мостового инвертора 4, второй вывод диагонали которого соединен с первым выводом шунта 2 и четвертым входом блока 6 согласования, вторые выводы шунтов 1 и 2 соединены с выводами нагрузки 3 и вторым и третьим входами блока 6 согласования.Блок б согласования содержит ограничительные резисторы 7 - 10, первые выводы которых являются первым, вторым, третьим и четвертым входами блока б согласования, вторые выводы ограничительных резисторов 7 - 10 являются соответствующими вьходами блока б согласования и соединены с анодами диодов 11 - 14, катоды которых обьединены и соединены с первым выводом источника 15 опорного напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной.Первый вывод мостового инвертора 4 соединен с клеммой источника питания (не показано), второй вывод мостового инвертора соединен с общей шиной, Мостовой .инвертор 4 состоит из ключей 16 - 19 и диодов 20 - 23. Первые выводы ключей 16 и 18 соединены с анодами диодов 20 и 23 и являются первым выводом мостового инвертора, вторым выводом которого являются первые выводы ключей 17 и 19 и катоды диодов 21 и 22, вторые выводы клочей 16 и 17 соединены с анодом и катодом диодов 20 и 21 соответственно и являются первым выводом диагонали, второй вывод которой соединен с катодом и анодом диодов 22 и 23 и вторыми выводами ключей 18 и 19.Вычитающий усилитель 5 содержит операционный усилитель 24, выход которого является выходом усилителя 5 и через резистор 25 соединен с первыми выводами резисторов 26 и 27 и инвертирующим входом операционного усилителя 24, неинвертирующий вход которого соединен с первыми резисторами 28 - 30, второй вывод последнего соединен с общей шиной, вторые вы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 воды резисторов 26 - 29 являются соответствующими входами вычитающего усилителя 5. При указанном включении диодов 20 - 23 и 11-14 источник питания и источник 15 опорного напряжения имеют положительную полярность.Датчик тока нагрузки мостового инвертора работает следующим образом,Регулирование тока в нагрузке 3 осуществляется согласно симметричному закону коммутации ключей 16-19, в соответствии с которым подключение нагрузки 3 к источнику питания осуществляется замыканием двух ключей той илииной диагонали мостового инвертора 4.Выходное напряжение Ооп источника 15 опорного напряжения выбирается из условия(Ок+ Вш 1 макс) Ооп(Оп Ок Йшмакс), (1) где О - падение напряжения на открытом ключе мостового инвертора 4;Йш - активное сопротивление шунтов 1 и 2;макс МаКСИмаЛЬНО ВОЗМОЖНЫЙ тОК Нагрузки 3;Оп - напряжение источника питания мостового инвертора 4.Также величина Ооп должна удовлетворять неравенствуОопОдоп, (2) где Одоп - допустимое входное напряжение вычитающего усилителя 5.Если включены ключи 16 и 19 мостового инвертора 4, ток нагрузки протекает по цепи (+) -16-1-3-2-19+)Соотношение между напряжениями, поступающими с шунтов 1 и 2 на входы блока б согласования, и напряжением Ооп, выбранного согласно (1) и (2), таково, что диоды 11 и 12 Открываются и на выходы блока 6 согласования поступает опорное напряжение Ооп, а диоды 13 и 14 остаются закрытыми и на соответствующие выходы блока 6 согласования поступают напряжения, снимаемые с шунта 2, в результате на выходе датчика тока получаем напряжение, пропорциональное току нагрузки 3,Далее, если ключи 16 и 19 выключаются, то ток нагрузки 3 продолжает протекать в том же направлении по цепи 3-2-23-(+)-;)- 21-1-3. В этом случае диоды 11 и 12 закрываются, а диоды 13 и 14 открываются. На входы вычитающего усилителя 5 поступают напряжения, снимаемь 1 е с шунта 1, а на другие входы - опорное напряжение Ооп. В результате на выходе датчика тока получаем напряжение, пропорциональное току нагрузки.1698803 Предлагаемое устройство работает аналогичным образом при протекании тока нагрузки в противоположном направлении. Составитель В,СмирновТехред М.Моргентал Корректор Э.Слиган Редактор Ю,Середа Заказ 4393 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Формула изобретения Датчик тока нагрузки мостового инвертора, первый вывод которого соединен с клеммой источника питания, а другой вывод соединен с общей шиной, содержащий два шунта и вычитающий усилитель, построенный на основе операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения тока нагрузки, в него введен блок согласования, имеющий четыре выхода, при этом блок согласования содержит четыре ограничительные резистора, четыре диода и источник опорного напряжения, который первым выводом соединен с первым выводом мостового инвертора, другой вывод источника опорного направления соединен с катодами диодов, анод каждого диода соединен с од ним из выходов блока согласования и черезограничительный резистор - с соответствующим его входом, вычитающий усилитель снабжен третьим и четвертым выходами, причем четыре входа вычитающего усилите ля соединены с соответствующими выходами блока согласования, первые выводы обоих шунтов соединены с первым и четвертым входом блока согласования и соответствующими выводами диагонали мостового 15 инвертора, вторые выводы шунтов соединены с вторым и третьим входами блока согласования и выводами нагрузки соответственно.