Устройство для измерения тока

(1)5 (з 01 И 19/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУВ Сл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Сибирский завод комплектного электропривода "Сибстанкоэлектропривод"(56) Авторское свидетельство СССР Р 822055, кл. С 0 1 К 19/20, 979.Авторское свидетельство СССР Р 1270713, кл, О 01 К 19/20, 1985.(54) УСТРОЙСТВО 1 ЛЯ ИЗИГРВЛИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использоВано для измерения токов в гальванически развязанных цепях. Целью изобретения является повьпцение динамической точности и снижение но 14 80. 1597754 А 1 2требляемой мощности. Для этого вустройство введены преобразователь 11формы импульса, двухуровневый компаратор 1 и формирователь 13 импульсов. Под воздействием тока возбуждения от генератора 7 переменного напряжения, протекающего в обмотках 5 и 6 возбуждения, происходитнамагничивание сердечников 1 и 2,которое является суммой измеряемоготока в обмотках 3 и 4 и тока возбуждения. Блоки 11-13 Аормируют импульсызаписи, управляю ие работой ключа 9,который передает информацию из преобразователя 8 ток: - напряжение вэлемент 10 памяти. Один из сердечниковили 2 находится в насыщенномсостоянии, но другой сердечник,всегда не насыщен. В описании приведенпример реализации двухуровнего компаратора 12. 3 ил, 1597754Изобретение относитсяк электро- измерительной технике, в частности к устройствам для .измерения тока в гальванически развязанных цепях,Цель изобретения - повышение динамической точности и снижение потребляемой мощности.На Аиг. 1 приведена Аункциональная схема устройства; на Фиг, 2 - пример реализации двухуровневого компаратора; на Аиг. 3 - диаграммы сиг- . налов.Устройство для измерения тока (Фиг. 1) содержит Аерромагнитные сер дечники 1 и 2 магнитного преобразователя, входные обмотки 3 и 4,. соединенные последовательно и.размещенные соответственно на сердечниках 1 и 2, обмотки 5 и 6 возбуждения размещены 20 соответственно на сердечниках 1 и 2 и соединены встречно, генератор 7 переменного напряжения соединен с началом обмотки 5 возбуждения, преобразователь 8 ток - напряжение сое динен своим входом с началом обмотки 6 возбуждения, выход преобразователя 8.напряжение - ток через ключ 9 соединен с вхоДом элемента 10.памяти, общие выводы обмоток 5 и 6 воз буждения соединены с.входом преобразователя 11 Аормы импульса, выход которого через последовательно соединенные. двухуровневый компаратор 12 и Аормирователь 13 импульсов соединен с управляющим входом ключа 9, выводы входных обмоток 3 и 4 соединены с входными зажимами 14 и 15 соответственно, выход элемента 10 памяти соединен с выходным зажимом 16. 40 Двухуровневый компаратор 12 (Лиг. 2) содержит источники 17 и 18 тока, первые выводы которых заземлены, второй вивод источника 17 тока 45 соединен с катодом диода 19, первым выводом резистора 20 и неинвертирующим входом операционного усилителя 21, инвертирующий вход которого соединен с,вторым выводом источника 18 50 тока, анодом диода 22 и первым выводом резистора 23, вторые выводы резисторов 20 и 23 объединены и являются входом двухуровневого компаратора 12, анод диода 19 и катод дио-, да 22 заземлены, выход операционногоусилителя 21 является выходом двух.уровневогокомпаратора 12, В качестве преобразователя 11 Аормы импульсовв простейшем случае можно использовать интегрирукицую КС-цепь.Устройство дпя измерения тока работает следующим образом.Генератор 7 переменного напряжения Аормирует разнополярные импульсы прямоугольной Формы Фиг. За), под воздействием которых в последовательной цепи иэ обмоток 5 и 6 возбуждения и преобразователя 8 ток - , напряжение возникают импульсы тока Лиг, Зв), амплитуда которых связана с измеряемым током отношением:1 и1 В1 тгде 1, 1 - мгновенные значения токов возбуждения и измеряемого соответственно;К - коэААициент трансформацииаОграничение тока возбуждения на уровне, пропорциональном измеряемому току (Фиг. Зб), происходит вследствие того, что в любой из моментов времени один из сердечников находится в насыщении, а в другом идет процесс перемагничивания, который характеризуется тем, что в сердечнике устанавливается равенство ЩС от измеряемого тока и тока в обмотке возбуждения (1 з = 1), а под воздействием напряжейия, приложенного к обмотке возбуждения этого сердечника, индукция в сердечнике изменяется, например, от -В . до В(Аиг. Зг). Длительность процесса перемагничивания одного сердечника в одном из направлений составляет 1/4 от периода переменного напряжения генератора 7 переменного напряжения и является Аункцией от параметров материала сердечника, число витков в обмотке возбуждения и приложенного напряжения, В момент 1 изменяется полярность напряжения, приложенного к обмотке 6 возбуждения, и начинается процесс изменения индукции от Вдо -В , который заканчивается в момент с и означает переход сердечника 2 в насыщенное состояние, и одновременно выход сердечника 1 иэ состояния насыщения 1 Аиг. Зд). Следует процесс изменения индукции от В . до -В, и далее процессы повторяются в сердечнике 2.Диаграмма токов в обмотках 5 и 6 возбуждения показана на фиг. Зв, диаграмма напряжений Р в общей точке обмоток 5 и 6 возбуждения относитель5 15 но общей точки схемы - на фиг, Зе, Из дйаграмм следует, что импульсы напряжения в общей точке обмоток 5 и б возбуждения всегда соответствуют моментам времени, когда амплитуда и полярность импульсов тока .возбуждения соответствуют значению и знаку (направлению) измеряемого тока, Дйя повышения динамической точности за счет увеличения в два раза частоты записи в элемент 10 памяти достоверной информации об измеряемом токе, которая существует в выходном сигнале преобразователя 8 ток - напряжение, импульсы напряжения (Фиг, Зе) про" пускают через преобразователь 11 формы импульсов, двухуровневый компаратор 12 и формирователь 13 импульсов и получают на управляющем входе ключа 9 импульсы (Фиг. Зж), которые дважды за период переменного напряжения генератора 7 определяют начало и окончание записи сигнала в элемент 10 97754Осогласно фиг, 2, входной сигнал положительной полярности вызывает переключение двухпорогового компаратора 512 по неинвертирующему входу операционного усилителя 1.1, а отрицательной - по,инвертирующему. Диоды 19и 22 являются ограничительными. памяти,Иа фиг, Зз представлена информаГция, записанная в элементе 10 памяти,Величиной Вна диаграммах обозначена величина индукции насьгщения,Вц - величина индукции в сердечникев момент начала перемагничивания.На выходе двухуровневого компаратора 12 присутствует логический нуль,если модуль входного тока меньше модулей токов источников 17 и 18 тока,Логическая единица на выходе опеРационного усилителя 21 будет в томслучае, если направления входноготока и тока источника 17 или 18 тока не совладают, а модуль входного токапревьппает модуль тока источника 17или 18 тока, Исходя из сказанного и. Формула и з обретения Устройство для измерения тока,содержащее магнитный преобразовательна двух ферромагнитных сердечниках,каждьй из которых снабжен,входнойобмоткой и обмоткой возбуждейия, причем входные обмотки соединены согласно и последовательно, два выводакоторых являютсявходами устройства 20 обмотки возбужпения, соединены встречно и последовательно, генератор переменного напряжения, выход которогосоединен с началом первой обмотки возбуждения, преобразователь ток - на пряжение, выход которого через ключсоединен с входом элемента памяти,выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения динамичесЗ 0 кой точности и снпжения потребляемоймощности, в него введены последовательно соединенные преобразователь.Формы импульса, двухуровневый компаратор и Формирователь импульсов,причем вход преобразователя Формы импульса соединен с общими выводамипервой и второй обмоток возбуждения,выход Формирователя импульсов соединен с управляющим входом ключа, вход 40 преоГразователя ток - напряжение1597754 ктор М.Ц 1 аро писное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям . 113035, Москва, Ж, Раушская н СССР Производственно-издательский комбинат "Пат Ужгород,арина Составитель В.Смиедактор Н.Яцола Техред И,Дидык Заказ 3050 Тираж 560 Щ. Г рытиям при4/5