Преобразователь среднеквадратичного значения переменного тока

,137775 ов 4 О 01 Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕА ВТОРСИЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 399501 (22 ) 26.12. (46) 29.02, (71) Всесою ский инстит (72 ) Л.Т,Св (53 ). 621. 31Бюл ый на исследователь т электромеханики ридов и А.В.Семир31,014.33(088.8 ) С.В. Стабимыми транс 1965,(56) Бамдас А.М., Ша лиэаторы с подмагнич форматорами. Л.: Эне РА КА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ с. 79 84.Свиридов Л.Т., Леферов Е.В. Оптимизация параметров измерительного органа стабилизатора действующего значения напряжения. - В сб.: Статические преобразователи и машинновентильные системы малой мощности. Труды ВНИИЭМ, т. 72, 1983, с. 96-106,Бамдас А.М., Шапиро С.В. Стабилизаторы с подмагничиваемыми трансформаторами. Л.: Энергия, 1965, с, 84, рис. 3-3.(54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СРЕ ТИЧНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕН(57 ) Изобретение относится к электротехнике. и автоматике и может бытьиспользовано в автоматических системах управления. Цель изобретения "повышение точности измерения среднеквадратического значения переменного тока прямоугольной формы с изменяющимся коэффициентом заполнения импульсов при неограниченной кратностиизмеряемых токов. Измерительный орган среднеквадратического значенияпеременного тока содержит преобразователь амплитудного значения переменного тока в амплитудное значение переменного напряжения в виде трансформатора 1 тока и резистора 4, выпрямитель (В) 2, нагрузочный резистор 5 и конденсатор 6. В устройствовведен В 3, выполненный по той жесхеме, что и В 2, и образованы новыефункциональные связи. Высокая точность измерения достигается эа счеткомпенсации нелинейности вольт-амперных характеристик элементов выпрямителя и выбора оптимальных параметров схемы измерительного органа. 2 влИзобретение относится к электротехнике и, автоматике, а именно к преобразователям переменного тока, и может быть использовано в автома 5 тических системах управления, теле- метрических системах и статических преобразователях, к которым предь.являются требования повышенной точности преобразования и регу- О лирования среднеквадратичного ( эффективного ) значения переменного тока прямоугольной формы с изменяющимся коэффициентом заполнения импульсов при неограниченной:кратности 5 ( отношения величины максимального значения тока к его минимальному значению) преобразуемых токов.Целью изобретения является повышение точности преобразования средне квадратичного значения переменного тока прямоугольной формы с изменяю-щимся коэффициентом заполнения импульсов при неограниченной кратности преобразования токов путем исключения 25 погрешности, возникающей в преобразователе за счет нелинейности вольтамперных характеристик элементов выпрямителя.На Фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя среднеквадратичного значения переменного тока прямоугольной формы; на Фиг.2- принципиальная:схема преобразователя для случая выполнения выпрямителя по однофазной однополупериодной схеме.Функциональная схема преобразователя (Фиг. 1 ) содержит трансформатор 1 тока, первый выпрямитель 2, выполненный по любой из известных схем (например однофазной однополупериодной, мостовой и т.п. ), второй выпрямитель 3, выполненный по той же схеме, что и первый выпрямитель 2, резистор 4, нагрузочный резистор 5, конденсатор б. Выводы вторичной обмотки трансформаторатока подключены к входу первого выпрямителя 2, первый выходной зажим которого через параллельно включенные нагруэочный резистор 5 и конденсатор б подключен к его второму выходному зажиму, к которому также подключен второй выходной зажим второго выпрямителя 3, первыйвыходной зажим которого через резистор 4 соединен с его вторым выходным закнмом, вход второго выпрямите" ля 3 подключен к выводам вторичной обмотки трансформатора 1 тока.Преобразователь работает следу-. ющим образом.При отсутствии переменного тока в первичной обмотке трансформатора 1 тока выходное напряжение преобразователя равно нулю. В результате протекания переменного тока в первичной обмотке трансформатора 1 часть тока его вторичной обмотки, протекая по цепи первый вывод вторичной обмотки трансформатора 1 - первый выпрямитель 2 - нагрузочный резистор 5 - второй вывод вторичной обмотки трансФорматора 1, создает падение напряжений на первом выпрямителе 2 и нагрузочном резисторе 5. Другая часть тока вторичной обмотки трансформатора 1, протекая по цепи первый вывод вторичной обмотки трансформаторавторой выпрямитель 3 - резистор 4- второй вывод вторичной обмотки трансформатора 1, также создает падение напряжения на втором выпрямителе 3 и резисторе 4.Поскольку параллельно нагрузочному резистору 5 включен конденсатор 6, то при коэффициенте заполнения импульсов, меньшем единицы, напряжение на нагрузочном резисторе 5 усредняется (при достаточной величине емкости конденсатора 6 ) и сумма падения напряжений на первом выпрямителе 2 и нагруэочном резисторе 5 не превосходит по величине сумму падения напряжений (амплитудное значение ) на втором выпрямителе 3 и резисторе 4.1Таким образом, к входу первого выпрямителя 2 прикладывается напряжение, величина которого равна сумме падения напряжений на втором вы- . прямителе 3 и резисторе 4 от протекающего через них тока, следовательно, источник напряжения, питающий первый выпрямитель, содержит нелинейный элемент, ВАХ которого совпадает с ВАХ первого выпрямителя (эле" менты первого и второго выпрямителей выбираются одного типа, например диодные сборки в виде интегральных микросхем, диоды в которых расположены на одной подложке), Так как второй выпрямитель 3 питается от источника тока, то выходное напряжение преобразователя ток - напряжение автоматически повышается на величину пря(3) 11 сво ов. (1) гдемого падения напряжения, падающего на элементах первого выпрямителя 2, и таким образом, происходит компенсация нелинейности ВАХ элементов первого выпрямителя 2 преобразова 5 теля. Некоторое различие величин прямых падений напряжений на элементах , первого 2 и второго 3 выпрямителей, вызванное протеканием через них токов различной величины, учитывается при выборе величины резистора 4.Воспользовавшись методикой выбора оптимальной величины резистора (резистор 4 на фиг. 1 и 2), приведенной в (11), определим его необходимую величину для преобразования среднеквад-, ратичного значения переменного тока прямоугольной Формы с изменяющимся коэффициентом заполнения импульсПэ - 1 мцк"Р Кк о(К,= ----- -г -2 -н 2 8 фУ макс максимальный коэффициентзаполнения импульсов преобразуемого тока (у=212,где С- длительность импульса, Т - период повторения );минимальный коэффициентзаполнения импульсов преобразуемого тока;коэффициент, зависящий отсхемы выпрямителя, при этомР=1 для однофазной однополупериодной схемы и Р=2 35для однофазной нулевой имостовой схем;число последовательновключенных диодов одногоплеча выпрямителя, через 40которые одновременно протекает прямой ток;крутизна прямой ветви ВАХдиода при прямом напряжении, большем напряжения отсечки;величина сопротивления нагрузки преобразователя;величина резистора 4 преобразователя ток - наприжение,Средневыпрямленное значение напряжения на выходе преобразователя равно55+1 -ф дрого м =2- ----Р кн- текущее значение коэффициента заполнения импульсовпреобразуемого тока;и - коэффициент трансформациитрансформатора 1 тока;1 - амплитудное значение токав первичной обмотке трансформатора 1 тока.С учетом того, что 1 ,= 1 у 1 получаем выражение,цля отношения 1 сквП,Иэ выражения (31 следует, что относительная нестабильность преобра" зователя среднеквадратичного значения зависит только от коэффициента заполнения импульсов преобразуемого тока и не зависит от амплитуды (кратности ) преобразуемых токов, при этом относительная погрешность преобразования определяется в соответствии со следующим выражением4 -- 1 --(Ч 3 маркс- Ч 7 мин ) (4)ЯЩЩ=-" г== Формула изобретения Преобразователь среднеквадратичного значения переменного тока, содержащий преобразователь переменного тока в переменное напряжение в виде трансформатора тока, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам устройства, и резистора, первый выпрямитель, вход которого подключен к выводам вторичной обмотки трансформатора тока, первый выходной зажим - к первой выходной клемме устройства и через параллельно включенные нагруэочный резистор и конденсатор подключен к его второму выходному зажиму и к второй выходной клемме устройства, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования переменного тока прямоугольной Формы и изменяющимся коэффициентом заполнения импульсов при неограниченной кратности преобразуемых токов, в него дополнительно введен второй выпрямитель, выполненный по той же схеме, что и первый, причем вход вто1377755 резистор подключен к его второму выходному зажиму и к второй выходнойклемме устройства. Хт 2 Составитель В.КрюнковТехред М.Дидык орректор Н.Король ктор Э,Слиган з 867/ о о 4/ а афическое предприятие оизводственно рого выпрямителя подключен к выводамвторичной обмотки трансформатора сока, а первый выходной зажим через Тираж 772 ВНИИПИ Государственног по делам изобретении 3035, Москва, Ж, Рауш