Трансформатор постоянного тока

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл, Н 01 Г 40/06 с присоединением заявки-твеударвтвввныб комитет СССР ав Аелем изобретение н втврмтвй(53) УДК 621.314. .224 (088.8) Опубликовано 15.10,79, Бюллетень38 Дата опубликования описания 25.10.79(71) Заявитель 54) ТРАНСФОРМАТОР ПОСТОЯННОГО Т Изобретение относится к измерительной технике, в частности .к технике измерения больших постоянных токов мощных реверсивных преобразователей, когда необходимо знать не только величину тока, но и его поЛярность.Для измерения больших постоянных токов с гальванической развязкой от цепи измеряемого тока широко применяются трансформаторы постоянного тока с выпрямле нием вторичного тока при помощи полупро водниковых диодов 11. Такие трансформаторы обладают высоким быстродействием, экономичны и точны, однако нечуствнтельны к знаку измеряемого тока.Известен также трансформатор постоянного тока 12, в котором дополнительно к обмотке управления (шине измеряемоготока) намотана обмотка смещения с числом витков, равным числу витков обмотки возбуждения переменного тока, причем ток об.мотки смещения проходит через сопротивление нагрузки трансформатора постоянного тока встречно выпрямленному току обмотки возбуждения переменного тока. При токе смещения, равном половине максимального значения переменного тока, получается реверсивный трансформатор постоянного тока, диапазон ампервитков нормальной работы которого равен Йрд Мсипри сохранении всех положительных свойств, присущих трансформаторам постоянного тока. Однако в этом трансформаторе при измерении тока, создающего магнитное поле, встречное полю смещения, величиной большей 2 -- , проЮф падает соответствие полярностей измеряемого и вь 1 ходного токов, что имеет во многих случаях важное значение, в частности, когда трансформатор постоянного тока используется в качестве датчика обратного тока в устройствах защиты. Кроме того, трансформатор постоянного тока с обмоткой смещения должен быть рассчитан на измерение вдвое болыиего тока, чем требуется измерить.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей трансформаора постоянного тока путем увеличения диапазона измерения тока любой полярности до значения критического тока, Это достигается тем, что В предлагаемый трансформатор, содержащий два ферромагнитных сер-дечника с выходными обмотками, обмотку691936 15 20 Формула изобретения 3управления, например шину измеряемоготока, вспомогательную обмотку и мостовойвыпрямитель выходного тока, введены уси-литель напряжения четных гармоник, фазочувствительцый выпрямитель и блоки гальванической развязки с входами, шунтированными диодами, при этом фазочувствительный выпрямитель выполнен реверсивнымна управляемых вентилях, преимущественнотиристорах, с гальваническим соединениемпрямого и обратного мостов, а управляющиепереходы вентилей подключены к выходамблоков гальванической развязки, входы которых соединены последовательно и подключены через фазочувствительный выпрямитель и усилитель напряжения к вспомогательной обмотке.На чертеже показанапринципиальнаясхема описываемого трансформатора,На сердечниках 1 н 2 из ферромагнитногоматериала с высокой магнитной проницаемостыонамотацы обмотки 3 и 4 переменноготока, соединенные так, что на обмотке 5управления (шине измеряемого тока) и вспомогательной обмотке 6 це наводится напряжение основной частоты, Сопротивлениенагрузки 7 включено на выходе гальванически соединенных прямого 8 и обратного 9мостов на управляемых вентилях. Управляющие переходы вентилей через блоки 1 О и 11гальванической развязки с диодами 12 и 139 а входе подключены к вьходу фазочувствительного выпрямителя 14, вход которогочерез усилитель 15 напряжения с высокоомным входом соединен со вспомогательнойобмоткой 6,При прохождении постоянного тока паобмотке 5 управления (шине измеряемого тока) в ней самой и во вспомогательной обмотке 6 наводится напряжение четных гармоник, в основном, второйУи, прячем фаза их изменяется на 180 эл. град. при перемене полярности тока подмагцичивания, а амплитуда в режиме вынужденцого намагничивания достигает своего максимального значения, определяемого выражениемЖ = о- Подбором числа витков вспомогательной обмотки 6 и регулировкой коэффициента усиления усилителя 5 напряжения можно обеспечить условия полностью открытого в одном направлении состояния того или иного моста (8 или 9) при значениях тока в обмотке 5,управления порядка +: 10 4 ни таким образом получить перемену полярности выходного тока в зависимости от полярности.измеряемого. Преимущество реверсивного трансфор. матора постоянного тока заключается в использовании для измерения тока любой полярности всего двух ферромагнитных сердечников, как и в обьг 4 ном трансформаторе постоянного тока, при этом диапазон измерения для любой полярности расширяется до значения критического тока целиком, а не половины как в трансформаторе с обмоткой смещения. Кроме того, вспомогательная обмотка наматывается тонкОм проводом, а число вйтков ее при большом коэффициенте усиления усилителя напряжения может быть небольшим и сама вспомогательная об. мотка по объему составляет очень малую до. лю обмоток трансформатора.Изобретение - использование четных гармоник для управления реверсивным уп. равляемым выпрямителем в цепи переменного тока выходных обмоток может применяться в технике магнитных усилителей с реве(сивцым выходом, при этом повышается КПД и уменыцается в два раза число используемых сердечников,Трансформатор постоянного тока, содержащий два ферромагнитных сердечника с выходными обмотками, обмотку управления, например шицу измеряемого тока, вспо могательную обмотку, мостовой выпрямитель выходного тока, отлно ои,ийся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения диапазона измерения тока любой полярности до значения критического токав него введены усилитель напряжения четных гармоник,фазочувствительный выпрямитель и блоки гальванической развязки с входами, шунтированными диодами, при этом фазочувствительный выпрямитель выполнен реверсивным ца управляемых вентилях, преимущественно тиристорах, с гальваническим соединецием прямого и обратного мостов, а управляющие переходы вентилей подключены квыходам блоков гальванической развязки,входы которых соединены последовательнои подключены через фазочувствительцыйвыпрямитель и усилитель напряжения к вспомогательной обмотке.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Толстов Ю. Измерительные трансформаторы постоянного тока. Энергия, 1967,с. 22,2, Авторское свидетельство СССР192920, кл, Н 01 Г 29/14, 1962.ко Техред Тираж ЦН И И ПИ ГосудаРс но делам изо303, Москва, Жлнал ППП еПатентэ, асиного комитет ретеннй и отары 3, Рауаская н г. Ужгород, ул,Редактор А, ПейсоченЗаказ 8227/44 тель В,МяснвкоО. Луговая Корректор 30, МакаревПоюфнсвоеСССРтнйб., д. 4/бПроектная, 4