Измерительный трансформатор постоянного тока

(9 И 1)д) Н 0140/12 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ сдериГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство ССМ 427404, кл, Н 01. Р 40/06, 192. Авторское свидетельство СССМ 858126, кл. Н 01 Р 40/12,198(54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА,жащий два концентрически расположеных относительно друг друга цилиндческих магнитопровода, между котор размещены две обмотки постоянного токаодна из которых является измерительной, подвижный сердечник, расположенныйв отверстиии внешнего цилиндрическогомагнитопровода, две обмотки переменного тока, одна из которых является выхоной, расположенные в концентрическихпроточках магнитопровода, о т л и ч аю ш и й с я тем, что, с целью расширения пределов регулирования, трансформатор имеет регулируемый резистор, выпрямительные мосты, одна из обмоток переменного тока соединена через выпрямИтельный мост с обмоткой постоянноготока, а другая обмотка переменного токачерез другой вьшрямительный м т соединена с частью регулируемого резистора, другая часть которого соединена стретьим выпрямительным мостом.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования дляизмерения постоянного тока,Известен измерительный трансформатор постоянного тока выполненный в видедвух концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрическихмагнитопроводов, между которыми размещены измерительная обмотка постоянного 10токаи выводная обмотка переменноготока 13 .Недостатками известного устройстваявляются необходимость перемещениявыходной обмотки и небольшая выходная мощность, так как она определяется поперечной составляющей магнитногополя обмотки возбуждения.Наиболее близким по технической сущ-:нОсти к предлагаемому является трансформатор, содержащий два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, междукоторыми размещена измерительная обмотка постоянного тока, выходную обмотку переменного тока, размещенную в концентрической расто ке внутреннего цилиндрического магнитопроводд,подвижный сердечник, расположенный в отверстии внешнегсцилиндрического магнитопровсда2 .В известном трансформаторе нижнийпредел измеряемого тока ограничен,Целью изобретения является расширение пределов регулирования.Указанная цель достигается тем,что в устройстве, содержащем два концентрически расположенных относительнодруг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены две обмотки постоянного тока, одна из которыхявляется измерительной, подвижный сердечник, расположенный в отверстииивнешнего цилиндрического магнитопровода,две обмотки переменного тока, одна изкоторых является выходной, расположен нные в концентрических проточках внутреннего цилиндрического магнитопровода,трансформатор имеет регулируемый резистор, выпрямительные мосты, одна из обмоток переменного тока соединена через50выпрямительный мост с обмоткой постоянного тока, а другая обмотка переменного тсжа через другой выпрямительныймост соединена с частью регулируемогорезистора, другая часть которого соедине 55на с третьим выпрямительным мостом,При таком устройстве подмагничивание выходной обмотки осуществляетсякак измеряемым током, так и за счет тока второй обмотки постоянного тока,который определяется индуктивным сопротивлением второй обмотки перемен-фного тока. Индуктивность последней является функцией тока измерительной обмотки. Т,е. при указанном соединенииобмоток создается положительная обратная связь, которая позволяет измерятьменьшие величины токов,На фиг, 1 показано устройство, общий вид, разрез, на фиг, 2 - схема включения обмоток.Измерительный трансформатор постоянного тока состоит из двух концентрически расположенных относительно другдруга цилиндрических магнитопроводов 1и 2, между которыми размещены измерительная обмотка постояпного тока 3и вторая обмотка постоянного тока 4.В концентрической, проточке внутреннего цилиндрического магнитопровода размещены выходная обмотка переменноготока 5 и вторая обмотка переменноготока 6. С внутренней стороны цилиндрического магнитопровода 1 расположенподвижный сердечник 7. Магнитопроводвокруг обмоток 3 и 4, образованныйцилиндрическими магнитопроводами 1и 2 и подвижным сердечником 7, разомкнут воздушным зазором 8. Магнитопроводы вокруг обмоток 5 и 6 замкнуты.Подвижным сердечником 7 регулируютвоздушный зазор 8 и, следовательно,диапазон измеряемых токов, проходящихчерез обмотку 3. Вторая обмотка переменного тока 6 через выпрямительныймост 9 соединена последовательно совторой обмоткой постоянного тока 4.Выходная обмотка переменного тока 5через вьцрямитель 10 нагружена частьюсопротивления переменного резистора 11,напряжение на другую часть резистора 11подается через выпрямитель 12 от сетипеременного тока. На выходе схемы сравнения включен измерительный прибор 13.Индуктивность обмоток переменного тос.ка 5 и 6 определяется магнитной проницаемостью магнитопровода 2, в котором расположены указанные обмотки.Магнитная пройщаемость магнитопровода зависит как от параметров электрической и магнитной цепей обмоток переменного тока, так и магнитной индукциипостоянного поля, создаваемого обмотками 3 и 4, При заданкых габаритах устройства, обмоточных данных 5 и 6 индуктивность последних однозначно определяеч:я величиной магнитной индукции постоянного поля. Особенность устройства3 1092сосоит в том, что при укаэанном соединении между собой обмоток 4 и 6 соз дается положительная обратная связь,благодаря которой получается эффектмагнитного усиления и повышается чувствительность индуктивности выходнойобмотки 5 к току измерительной обмотки 3. При таком включении индуктивность обмотки 5, определяемая магнитной индукцией постоянного поля, зависиткак от ампервитков обмотки 3, так иот ампервитков обмотки 4, В свою очередь, амлервитки обмотки 4 зависят отампервитков обмотки 3. Так как обмотки 3 и 4 намотаны согласно, то маг нитная индукция постоянного поля в магнитопроводе 2 создается суммой ампервитков обмоток 3 и 4. Эффективностьдействия положительной обратной связизависит от зазора 8. Чем меньше зазор 8, тем эффективнее положительнаяобратная связь и выше чувствительность устройства к величине измеряемого тока, Поэтому устройство позволяетрасширить нижний предел измеряемоготока.При отсутствии тока в измерительнойобмотке 3 лодмагничивание магнитопровода 2 осуществляется током обмотки 4.Параметры обмоток 4 и 6 выбираютсятакими, лри которых индуктивное сопротивление обмотки 6 относигельно велико.а ток обмотки 4 незначительный и создает незначительную индукцию постоянного магнитного поля в магнитолроводе 2.Устройство работает следующим обра- З 5зом,При поданном переменном напряжении и отключенной измерительной обмотке 3 подвижным сердечником 7 устанавливают величину воздушного зазора 8, соответствующую незначительному измеряемому току. Обмотка переменного тока 6 обтекается переменным током, а обмотка 4, вклкченная последовательно45 с ней через выпрямитель 9- постоянным током. Так как индуктивное сопротивление обмотки 6 относительно велико, то через обмотку 4 проходит незначительный ток, который создает постоянный магнитный поток,подмагничивающий сердечник 2 с обмотками 5 и 6. Индуктивность последних незначительно пони 581 4жается, Резистором 11 устанавливаютнуль на приборе 13. Затем обмотку 3включают в цепь измеряемого тока.Ампервитки обмотки 3 подмагничиваютмагнитопровод 2. В результате индуктивность обмотки 5 уменьшается. Однакос уменьшением индуктивности обмотки 5происходит уменьшение индуктивностиобмотки 6, что приводит к возрастаниютока обмотки 4, которая увеличиваетлодмагничивание магнитопровода 2,в результате чего происходит дальнейшее снижение индуктивности обмоток 5и 6.Процесс повышения подмагничивания .за счет положительной обратной связимежду обмотками 4 и 6 будет происхо" ,дить до наступеления установившегосярежима. Таким образом, изменение индуктивности обмотки 5 происходит вследствие лодмагничивания как током измерительной обмотки 3, так и током обмовки 4. За счет этого повышается чувствительность устройства к измеряемомутоку еПрибор 13 показывает величину измеряемого тока. При измерении тока большей величины подвижным сердечникомувеличивают зазор 8. В этом случаевлияние положительной обратной связйна изменение индуктивности выходнойобмотки 5 ослабевает, так как с увеличением зазора 8 дополнительное подмаоничивание, создаваемое обмоткой 4,уменьшается.Соединение второй обмотки переменного тока через выпрямительный мостпоследовательно со второй обмоткой постоянного тока отличает прериагаемоеустройство от прототипа, так как поеволяет измерять значительно меньшие величины постоянного тока вследствие положительной обратной связи, т. е. эффекта магнитного усиления,За счет расширения нижнего предела измерения расширяется общий диапазон, токов, измеряемых одним устройством, что увеличивает область применения уст- ройства и устраняет необходимость разработки нескольких типов измеритель ных трансформаторов на ограниченные диапазоны измерения. Благодаря этому снижается стоимость устройства.3,092881 т.2 ль В. Мяс Метелева оваКорректор Г. Реш дакто 264/3 Тираж 683НИИПИ Государспо делам изобрете18035, Москва, Ж Подписное твенного комитета ний и открытийнаб., д. 4/Б филиал ППП фПатентф г. Ужгород, ул. тная, 4