Магнитный датчик максимального тока

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалнстическмхРеспублик(22) Зая влено 24.04.80 (21) 2912598(18.21с присоединением заявки Не(51) М. Кд. а 01 а 19/00 Гоеудоретеенный комитет Опубликовано 15.12,81, Бюллетень М 46Дата опубликования ттписания 15.12,81 по делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения Э, Н. Гречко, В, В. Голубев и О. И, Фирсов 54) МАГН ОКА овИзобретение относится к электроизмеритель ной технике и предназначено для фиксации уровня тока в преобразователях аналоговых величин в дискретные.Известен бесконтактный датчик тока, содержаший автогенератор выполненный на триоде и двух магнитных сердещптках, причем на одном сердечнике расположены две согласно соединенные обмотки, включенные соответственно в базовую и коллекторную цепи триода, а на другом сердечнике, выполненном из материала с прямоутольной петлей гистерезиса, расположены две встречно соединенные обмотки, включенные соответственнно в базовую и коллекторную цепи триода, и нагрузочная обмотка, осушествляюшая срыв генерации в эависи. мости от протекающего в ней тока 11,Недостаток известного устройства заключает- в малом быстродействии датчика.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магнитный датчик мак. симального тока, содержащий сердечник с прямоугольной петлей гистереэиса, входную обмотку, выходную обмотку и обмотку смешения, подключенную через резистор и элементзадержки нарастания тока к источнику тока смещения 2) . Недостаток указанного устроиства заключается в том, что выходной сигнал имеет колоко.5лообразную форму, что приводит к запаздывнию срабатывания устройств, подсоединенныхк магнитному датчику максимального тока,и кроме того, в связи с эффектом шунтиро.вания выходной обмотки обмоткой смещения, 0ограничивается возможность регулировании урня срабатывания магнитного датчика максимального тока.Целью изобретения является повышениебыстродействия срабатывания устройства,Поставленная цель достигается тем, что вмагнитном датчике максимального тока, содержашем сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, входную обмотку, выходную обмотку смешения, подключенную через резистор и 20элемент задержки нарастания тока к истови.ку тока смешения, элемент задержки нарастания тока выполнен на двух транзисторах, ста.билитроне, диоде, трех резисторах, а сердечник0258 1 О 15 20 25 30 35 40 выражением 389снабжен вспомогательной обмоткой, причем.начало обмотки смещещя соединено с коллектором первого транзистора и катодом стабилитрона, а эмиттер первого транзистора и анодстабилитрона соединены с общей шиной источ.ника тока смещения, к которой присоединеныэмиттер второго транзистора, один вывод второго резистора и конец вспомогательной обмотки, начало которой через диод соединеноюс третьим вспомогательным резистором, другойвывод которого соединен с базой второго трап.зистора и друтим выводом второго резистора,коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора и через первый резистор с первой шиной источника тока смеще.ния и с резистором в цепи обмотки смешения.Ка фиг. 1 изображена схема устройства;нз фиг. 2 - диаграмма работы устройства.Магнитный датчик максимального тока содержит сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса 1, входную обмотку 2, выходную обмотку 3, зажимы 4 и 5 источника тока смещения, обмотку 6 смещения, резистор 7, первый транзистор 8, стабилитрон 9, первый резистор 10, второй транзистор 11, второй резистор 12, вспомогательную обмотку 13, третий резистор 14 и диод. 15.На диаграмме работы устройства 1 фиг. 2)обозиачены положения "1 - 3" рабочей точкисердечника на гистсрезисной кривой намагничивания, кривые 4 - 6 - соответственно в функции времени намагничивающая сила смещения,результирующая намагничивающая сила, намагничивающая сила контролируемого тока.Принцип работы устройства состоит в следующем,В исходном состоянии транзистор 11 закрыт, транзистор 8 открыт. По обмотке 6 смещения через резистор 7 от зажимов 4 и 5 ис.точника протекает ток смешения. Рабочая точка сердечника в исходном состоянии (фиг. 2)находится в положении "1", Намагничивающаясила, вызываемая протеканием контролируемого тока по входной обмотке 2 описывается где Нкозрцетивная сила намагничиванияссердечника, так как при превышении током управления значения тока уставки фиг. 2, точка т), происходит перемагничивание сердечника и при этом рабочая точка сердечника с положения "1" проходит в точку 2 и дви. жется в направлении точки 3, На выходной обмотке датчика формируется выходной импульс, свидетельствующий о превышении контролируемым током тока уставки.Сигнал со вспомогательной обмотки 13 через резистор 14 и диод 15 прикладывается ко входу транзистора 11 и открывает его, База транзистора 8 через открытый транзистор 11 подсоединяется к зажиму 5 источника тока смещения, при этом транзистор 8 закрывается, что приводит к отключению источника тока смещения от обмотки смещения, В результате имеет скачкообразное приращение амплитуды магнитной индукции ЬВ и увеличение скорости 5 Ц- в момент формирования выходного сигнала. Отключение обмотки смещения от источника показано на фиг. 2 в виде скачкооб. разного изменения Н в момент времени т, до т к нулю, при этом Н 1 фиг. 2),результ.кривая 5. имеет приращение той же величины,Длительность формирования выходного сигнала и соответственно отключенного состояния обмотки смешения определяется временем перемагничивания сердечника, что соответствует переходу его рабочей точки с 2 в 3 фиг, 2)Стабилитрон 9 ограничивает величину обратного напряжения на транзисторе 8 во время формирования выходного импульса, а также служит для сброса запасенной энергии индук. тивного рассеивания обмотки 6 и подводящих чроводов в источнике смещения,В целом, улучшение параметров выходного сигнала датчика, а именно, получение прямоугольного сигнала, вместо колонообразного, достигается увеличением скоростидВ/дС и приращением амплитуды магнитной индукции ЬВ в момент формирования выходного сигнаН (Цюсрла. 55 где СР - длина магнитной силовой линиисердечника;В - число витков обмотки управления.Результирующая намагничиваюшая силы сердечника описывается следующим выражением:= Н - Н 2)резулът. раб. см. ДО тех пор, пока Н б С Н, на выход.ной обмотке импульса нет,В момент времени, когда3) Формула изобретения Магнитный датчик максимального тока, содержащий сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, входную обмотку, выходную обмотку и обмотку смещения, подключенную через резистор и элемент задержки нарастания тока к источнику тока смешения, о т л ича ю щи й ся тем,что, с цельюповышения быстродействия, элемент задержки нарас. тания тока выполнен на двух транзисторах,890258 НИИПИ Заказ 10962/7ираж 735 Подписное Филиал ППП "Патент",.Ужгород, ул,Проектная,4 стабилитроне, диоде, трех резисторах, а сердечник снабжен вспомогательной обмоткой, причем начало обмотки смещения соединено с коллектором первого транзистора и катодом стабилитрона, а змиттер первого транзистора и анод стабилитрона соединены с общей шиной источника тока смещения, к которой при. соединены змиттер второго транзистора, один вывод второго резистора и конец вспомогательной обмотки, начало которой через диод соединено с третьим вспомогательным резистором, другой вывод которого соединен с базой второго транзистора и другим выводом второго резистора, коллектор второго транзисторасоединен с базой первого транзистора и черезпервый резистор с первой шиной источникатока смешения и с резистором в цепи обмотки смещения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 . Авторское свидетельство СССР У 211623, 1 О кл, (д 01 й 19/00, 1968.2. Глух Е. М., Зеленов В. Е, Защита полупроводниковых преобразователей, М "Энергия", 1970, с, 114-116 (прототип).