Устройство для формирования сигнала тока в электроприводе

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИИ 4 Н 02 Р 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ М СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРФ 307520, кл. Н 01 Р 40/06, 197.Авторское свидетельство СССРУ 221605, кл. С 01 М 9/04, 1984,1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ фОРИИРОВАНИЯСИГНАЛА ТОКА В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ(57) Изобретение относится к электртехнике и может быть использовано в 80136533 электроприводах с частотно-токовымуправлением. Целью изобретения является расширение области примененияза счет расширения диапазона-измеряемых токов, Устройство содержит трансформатор, выполненный на двух сердечниках 1 и 2 с измерительной 3, выходной 4 обмотками и двумя обмотками 15и 20 обратной связи, блок 8 управления, выполненный на операционном усилителе 25. Устройство позволяеттрансформировать как переменный, таки постоянный ток за счет компенсациипостоянной составляющей потока магнитопровода. 2 ин.Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных электроприводах, например в электроприводах с частотно-токовым5 управлением.Целью изобретения является расширение области применения за счет расширения диапазона измеряемых токов.На фиг.1 приведена принципиальная 10 схема устройства; на Фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.Устройство для формирования сигнала тока в электроприводе содержит трансформатор, выполненный на первом 15 1 и втором 2 сердечниках с расположенными на обоих сердечниках 1 и 3 измерительной 3 и выходной 4 обмотками. Конец обмотки 4 через нагрузочный резистор 5 подключен к общей ши не б устройства, а ее начало - к выходу 7 блока 8 управления, клеммы 9 и 10 питания которого соединены с положительным 11 и отрицательным 12 выводами источника 13 постоянного 25 напряжения, имеющего, среднюю точку 14, подключенную к общей шине 6 устройства, На первом сердечнике 1 трансформатора расположена первая обмотка 15 обратной связи, начало ко- Зо торой соединено с первым входом 16 блока 8 управления. В устройство вве-. дены источник 17 переменного напряжения и два резистора 18 и 19 смещения. Трансформатор снабжен второй обмоткой 20 обратной связи, расположенной на втором сердечнике 2, и демпфирующей обмоткой 21, расположенной на обоих сердечниках 1 и 2. Блок 8 управления снабжен вторым 22, третьим 40 23 и четвертым 24 входами, соединенными соответственно с концом второй обмотки 20 обратной связи, с началом демпфирующей обмотки 21 и одним из выводов источника 17 переменного нап ряжения, и выполнен в виде операционного. усилителя 25, выход которого является выходом 7 блока 8 управления, а вход через последовательно включенные суммирующие резисторы 26 и 27 и диоды 28 и 29 соединен с первым 16 и вторым 22 и через суммирующее резисторы 30 и 31 - с третьим 23 и четвертым 24 входами блока 8 управления. Цепь обратной связи операционного усилителя 25 составлена иэ параллельно включенных резистора 32 и конденсатора 33. Первый 16 и второй 22 входы блока 8 управления через резисторы 18 и 19 смещения соединены соответственно с положительным 11 и отрицательным 12 выводами источника 13постоянного напряжения 3. Конецдемпфирующей обмотки 21, конец первой 15 и начало второй 20 обмотокобратной связи и другой вывод источника 17 переменного напряжения соединены с общей шиной устройства 6,На фиг.1 и 2 обозначено; В - индукция; Н - напряженность; В , ВрВр - В Р - максимальные положительные и отрицательные рабочие значенияиндукции, 1- измеряемый ток; Пнапряжение источника переменного напряжения 17; П, - выходное напряжение операционного усилителя 251 ц ос11 П,", - напряжения обратной связи;П , - выходное напряжение устройства,Устройство работает следующим образом.При подключении измерительной обмотки 3 устройства в цепь контролируемого тока ток обмотки 3 трансформируется в выходную обмотку 4. Напряжение на резисторе 5, пропорциональное току обмотки 4, являетсявыходным сигналом устройства П ц,пропорциональным также измеряемомутоку 1через обмотку 3.Трансформация как переменного,так и постоянного тока достигаетсяв устройстве за счет поддержанияненасыщенным состояния магнитопровода составленного из сердечников 1и 2 трансформатора путем компенсации постоянной составляющей напряжения на выходной обмотке 4.Переменная составляющая этого напряжения выбирается такой, чтобы приперемагничивании сердечников максимальное положительное и максимальноеотрицательное значение их рабочейиндукции В и -В р по величине непревосходили индукции насыщения В и(Фиг.2 к).Постоянная составляющая напряжения на выходной обмотке 4 компенсируется за счет равенства постоянныхсоставляющих выходного напряженияоперационного усилителя 25 и напряжения на нагрузочном резисторе 5.Это обеспечивается обратной связьюпо потоку магнитопровода трансформатора, которая стремится поддержатьпостоянную составляющую. эквивалентного потока магнитопровода равной нулю.Для обеспечения действия обратной связи характеристика перемагничивания магнитопровода на сердечниках 1 и 2 формируется в виде, показанном на фиг.2 к, путем смещения характеристик перемагничивания каждого сердечника в разные стороны по оси Н. Для этого от источника 13 постоянного напряжения в первую 15 и вторую 20 1 О обмотки обратной связи задается ток смещения через резисторы 18 и 19 смещения. Характеристика перемагничивания 15 (фиг.2 к) при этом содержит два участка, первый из которых 1 образован кривой перемагничивания первого сердечника 1, а второй 11 в ,кривой перемагничивания второго сердечника 220 Кроме этого, для обеспечения действия . обратной связи от источника 17 переменного напряжения на вход операционного усилителя 25 через суммирующий резистор 31 подается переменное нап ряженке У (фиг,26). форма переменного напряжения может быть синусоидальной, прямоугольной или другой любой, Определяемая напряжением источника 17 переменная составляющая выходного 30 напряжения У операционного усилителя 25, прикладывается к выходной обмотке 4, При этом обеспечивается циклическое перемагничивание трансформатора, т.е. изменение рабочей индукции магнитопровода между максимальным положительным Ви максимальным отрицательным -В значениями. Напряжение выходной обмотки 4 тансформируется на все другие обмот ки трансформатора, причем на каждую из обмоток 15 и 20 обратной связи только в те моменты времени, когда рабочая точка по индукции находится, соответственно, на участке 1 или на 45 .участке 11 характеристики перемагничивания (фиг.2 к). За счет этого формируется электрический сигнал, пропорциональный постоянной составляющей потока трансформатора, т.е. сигнал, пропорциональный уходу рабочей зоны по индукции от симметричного относительно начала координат положения. Этот сигнал получается как разность постоянных составляющих выпрям ленных напряжений первой 15 и второй 20 обмоток обратной связи. Диаграммы напряжений этих обмоток П и У, приведены на фиг.2 д,е. После выпрямления диодами 28 и 19 эти напряжения в качестве сигналов обратной связи Нос и П (фиг,2 ж,з) поступают на вход операционного усилителя 25, Разность этих сигналов усиливается, сглаживается с помощью фильтра (резистор 32 конденсатор 33) и образует постоянную составляющую выходного напряжения операционного усилителя 25, которая в качестве напряжения отрицательной обратной связи обеспечивает равенство нулю постоянной составляющей напряжения выходной обмотки 4,и, тем самым, равенство нулю постоянной составляющей потока трансформатора. Для устойчивости замкнутого контура используется напряжение демпфирующей обмотки 21 У" проп.рциональное производной потока трансформатора.В устройстве обеспечивается измерение как постоянного, так и переменного тока. В выходном сигнале устройства Б кроме полезной составляющей, пропорциональной измеряемому току, будет содержаться в качестве помехи, составляющая, обусловленная током намагничивания выходной обмотки 4 (фиг.2 и), которая соответствующим выбором параметров может быть уменьшена до требуемого в каждом конкрет" ном случае переменения уровня.Из принципа действия устройства следует, что величину рабочей зоны по индукции в трансформаторе можно варьировать в широких пределах вне связи с величиной индукции насыщения материала сердечника. Это дает воз. можность расширить диапазон коэффициентов трансформации между измерительной 3 и выходной 4 обмотками и за счет этогорасширить диапазон измеряемых токов.формула изобретенияУстройство для формирования сигнала тока в электроприводе, содержащее трансформатор, выполненный на первом и втором сердечниках с расположенными на обоих сердечниках измерительной и выходной обмотками, конец последней через нагрузочный резистор подключен к общей шине устройства, а начало - к выходу блока управления, клеммы питания которого соединены с положительным и отрицательным выво1365334 Хйа Составитель В.ПоспеловТехред М.Ходанич Корректор едактор Г.Волковаказ бб 55/55 583 ственно бретениЖ,ТираНИИПИ Госудапо делам из13035, Москв Подписноео комитета СССРи открытий аушская наб., д, 4 венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,Проектная,оиз дами источника постоянного напряжения, имеющего среднюю точку, подклю. ченную к общей шине устройства, при . чем на первом сердечнике трансформа5 тора расположена первая обмотка обратной связи, начало которой соединено с первым входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области при" менения, в него введены источник переменного напряжения и два резистора смещения, трансформатор снабжен второй обмоткой обратной связи, расположенной на втором сердечнике, и 1 демпфирующей обмоткой, расположенной на обоих сердечниках, блок управления снабжен вторым, третьим и четвертым входами, соединенными соответственно с концом второй обмотки обратной связи, с началом демпфирующей обмотки и с одним из выводов источника переменного напряжения, и выполнен в виде операционного усилителя,выход которого является выходом блока управления, вход через последовательно включенные суммирующие резисторы и Диоды соединен с первым и вторым и через суммирующие резисторы -с третьим и четвертым входами блокауправления, а цепь обратной связисоставлена из параллельно включенныхрезистора и конденсатора, причем первый и второй входы блока управлениячерез резисторы смещения соединенысоответственно с положительным и отрицательным выводами источника постоянного напряжения, а конец демпфирующей обмотки, конец первой и начало второй обмоток обратной связи идругой вывод источника переменногонапряжения сбединены с общей шинойустройства.1