Устройство для измерения мгновенного значения тока

(и 624173 Оп ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сцналистичесинк Респубяии(223 Заявлено 0202,77 (21) 2448160/18 М. Кл.1 Я 19 соединением ки па сударственный комитет вета Министров СССР о делам изобретениИи открытий(45 Дата опубликования описания 030878 621.317,Иванов, Б, Б. МТимофеев 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКАа 29,Изобретение относится к областиизмерительных устройств электрического тока.Известно устройство для измерениямгновенного значения тока, содержащее фильтр, грубый датчик тока совходами для измеряемого тока и управления, выход грубого датчика токасоединен со входом фильтра, источникпитания1,Однако в силовой цепи необходимоустанавливать дроссель, которыйоказывает влияние на цепь измеряемого тока, что не всегда допустимо иснижает точность работы устройства,Для повышения точности измеренияв предлагаемое устройство для измерения мгновенного значения тока введены второй грубый датчик тока и двапороговых элемента, входы каждого изкоторых соединены с выходами грубыхдатчиков тока, при этом выход первого порогового элемента подключенко входу управления первого грубогодатчика . тока, а выход второго порогового элемента соединен с входому цравлення второго грубого датчика тока, выходом первого пороговогоэлемента и с плюсовой клеммой источника питания, минусовая клемма которого связана с соответствующими клем- мами обоих пороговых элементов, обоихгрубых датчиков тока и фильтра.На чертеже представлена схема 5 предлагаемого устройства для измерения мгновенного значения тока,, Устройство содержит два пороговыхэлемента 1 и 2 с входными клеммами3, 4 и 5, 6 и выходными клеммами7 и 8, грубый датчик тока 9, состоящий из ключей 10 и 11 (например,трайэисторно-диодный), резистора 12,измерительного трансформатора 13 йасердечнике спрямоугольной йетлей в гистерезиса с двумя обмотками 14 и15, при этом клемма 16 является вы"ходом датчика 9. Устройство содержиттакже второй датчик 17, состоящийиз двух ключей 18 и 19, резистора ф 20,измерительного трансформатора 21на сердечнике с прямоугольной петлейгистерезиса с двумя обмотками 22 и23, при этом клемма 24 является выходом датчика 17. Кроме того, в ус- Ж тройство входят фильтр 25 высокихчастот и источник 26 постоянногонапряжения питания с нулевой шиной.Устройство включается в цепь измеряемого тока через клеммы 27 и 28Выходом устройства является клеммО 15 Ю 25 30 35 40 Работа датчиков 9 и 17 основана на принципе трансформации измеряемого тока с помощью трансформаторов 13 и 21. Трансформация постоянного тока любого знака и переменного тока любой Фазы из первичных обмоток 14 и 22 (измерительная шина) во вторичные 15 и 23 происходит потому, что непрерывно перемагничиваются сердечники трансформаторов 13 и 21.Режим непрерывного перемагничивания трансформаторов 13 и 21 создается благодаря тому, что датчик 9 через элемент 1, а датчик 17 через элемент 2 охвачены жесткой положительной нелинейной обратной связью. Поэтому в момент захода сердечника трансформатора в область насыщения на выходе соответствующего датчика возникает сигнал переключения, который переключает пороговый элемент, стоящий в цепи обратной связи, что приводит к смене полярности приложенного ко вторичной обмотке этого трансформатора перемагничивающего напряжения. Т.з. датчик 9 с пороговым элементом 1 и датчик 17 с пороговым .элементом 2 образуют два гвнератора релаксационных колебаний прямоугольной Формы, которые в независимом друг ст друга режиме работы имели бы частотВ генерации, определяемые временем полного пеоемагничивания сердечника собственного трансформатораВ устройстве сечение сердечника трансформатора 13 выбчоается больше, чем сечение сердечника трансформатора 21, порог срабатывания пороговых элементов 1 устанавливается меньшечем порог срабатывания порогового элемента 2, количества витков обмоток 15 и 23, а также сопротивления резисторов 12 и 20 выбираются равными.При заходе в область насыщения сердечника трансформатора 21 на выходе датчика 17 возникает сигнал переключения, который поступает на входы элементов 1 и 2.Пернбначальнс 0достигает порога срабатывания элемента 1 и переключает этот элемент, что приводит к смене полярности перемагничивающего напряжения на обмотке 15 трансформатора 13. Через некоторый промежутоквремени сигнал переключения достигает порога срабатывания элемента 2,что приводит к смене полярности перемагничиваюшего напряжения на обмотке 23 трансформатора 21. Отсюда, видно,что частота колебаний левого пс схемегенератора будет равна частоте автоколебаний правого.Таким образом, сердечник трансформатора 21 будет перемагничиватьсяпо полной петле гистерезиса с небольшим заходом в область насыщения, чтонеобходимо для получения сигнала переключения, а сердечник трансфсрмато ра 13 будет перемагничиваться по частной петле гистерези"а без захода в область насыщвния.Если пренебречь токами намагничивания трансформаторов 13 и 21, в этих трансформаторах в любой момент времени соблюдается равенство ампер-витков, т,е. по вторичным обмоткам 15 и 23 будут протекать равные токи, а на резисторах 12 и 20 возникнут равные между собой и противоположные по Энаку напряжения, которые прямо пропорциональны измеряемому току и являются выходными сигналами ГДТ.В качестве выходного сигнала устройства используют сигнал с выхода датчика 9, так как он обладает значительно меньшим уровнем пульсаций, чем сигнал на выходе датчика 17. Выходной сигнал датчика 9 подается на фильтр 25 высоких частот, который сглаживает небольшие выбросы и пробелы длительностью менее микросекунды, возникающие вследствие коммутационных процессов в датчике, тока. Можно считать, что Фильтр 25 не вносит запаздывания на рабочих частотах измеряемого тока, так как имеет малую постоянную времени.Совместная работа двух датчиков позволяет уменьшить низкочастотные выбросы и провалы, возникающие вследствие захода сердечников трансформаторов в область насьацния, отдельно взятого датчика до уровня не более, чем +1% от максимального выходного сигнала. Уровень этих пульсаций определяется величинами порогов элементов 1 и 2, которые, в свою очередь, выбираются с учетом токов намагничи вания трансФорматоров. Следовательно, необходимо выбирать параметры транс фсрматоров 13 и 21 так, чтобы ток намагничивания был во много раз меньше приведенного кс вторичным обмоткам взмеряемогс тока. Формула изобретения 45 50 55 бб 65 Устройство для измерения мгновенного значения тока, содержащее Фильтр, грубый датчик тока со входами для измеряемого тока и управления, выход грубсгс датчика тока соединен сс входом Фильтра, исто.пик питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьацения точности измерения, в него введены второй грубыи датчик тока и два пороговых элемента, входы каждогО из которых соединены с выходами грубых датчиков тока, при этом выход первого порогового элемента подключен к входу управления грубого датчика, тока, а выход второго порогового элемента соединен с входом управления второго грубого дат ика тока, выходом первсго порогового элемента и с плюсовой клеммой источ624173 ника питания, минусовая клемма котрого свяэана с соответствующимиклеммами обоих пороговых элементов,,обоих грубых датчиков тока и фильтра. Источники информации, принять ево внимание при экспертиэе:1. Авторское свидетельство СССР9 194162, кл. 4 01 К 19,/04, 1965. Составитель В. Ваган зИ. Шубина Техред Н, Андоейчук Корре Кравч ен Тирам 1112рственного комитета Совпо делам изобретений иМосква, Ж, Раушская а пиал ППП Патент.1 ф, г. Ужгород, ул. Проект 77/36ИКПИ Госуд113035 дписное а Минис ткрытий аб., д