Датчик насыщения сердечника трансформатора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИРЕСПУБЛИК 98089 А)5 Н 02 М 7/538 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ В. Ку 54) ДАТЧИК НАСЫЩЕНИРАНСФОРМАТОРА РДЕЧ НИКА К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1241382, кл. Н 02 М 7/515, 1986,Авторское свидетельство СССРМ 1354372, кл. Н 02 М 3/338, 1986,(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовательной техники. Цель изобретения - повышение технологичности изготовления и надежности работы датчика путем использования для вспомогательного Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовательной техники.Целью изобретения является повышение технологичности изготовления и надежности работы датчика путем использования для вспомогательного сердечника материала с произвольной шириной петли гистерезиса и его полного перемагничивания.На фиг. 1 представлен трансформатор преобразователя с датчиком насыщения его сердечника; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - кривая перемагничивания.Датчик насыщения сердечника трансформатора содержит сердечник 1 трансформатора, вспомогательный сердечник 2 датчика, расположенный параллельной сердечнику 1 и охваченный его обмотками, персердечника материала с произвольной шириной петли гистерезиса и его полного перемагничивания, Датчик насыщения представляет собой вспомогательный сердечник (ВС) незначительного по сравнению с сердечником трансформатора сечения, который располагается параллельно сердец- нику трансформатора, охвачен его первичной и вторичной обмотками, выполняется из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, на который намотана выходная обмотка. Принцип действия датчика основан на эффекте поочередного перемагничивания сердечников, ВС начинает перемагничиваться в ту же сторону только после полного перемагничивания и насыщения сердечника трансформатора благодаря введению дополнительной обмотки, обеспечивающей размагничивание ВС, 2 э.и, ф-лы, 3 ил. вичную обмотку трансформатора Ю 1, вторичную обмотку трансформатора И/2, дополнительную обмотку Ю 2 намотанную на вспомогательный сердечник и соединенную последовательно и согласно с вторичной обмоткой трансформатора, выходную обмотку датчика Ю 91, намотанную на вспомогательном сердечнике 2, и выходную обмотку датчика Я 2, намотанную на сердечнике 1,Датчик по фиг. 1 б отличается от датчика по фиг, 1 а тем, что его дополнительная обмотка Я 1намотана на сердечник 1 и соединена последовательно и согласно с первичной обмоткой трансформатора Ю 1.На фиг, 1 обозначены токи 1,2 соответственно первичной УУ 1 и вторичной Ю 2 обмоток трансформатора,Датчик работает следующим образом.Допустим, что для обоих сердечников 1 и 2 взят одинаковый материал с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ). При прохождении тока по дополнительным обмоткам подмдгничивэния В/2 п или В/1 п (фиг, 1) они создают дополнительную переменную МДС, которая действует на сердечник 2 в размагничивэющую сторону,Дополнительная обмотка подмагничивания Ю 2 П (фиг. 1 а) создает размагничиваюЩУю МДС величиной 2 Я 2 л непосредственно на сердечнике 2. Обмотка подмагничивания Я 1 п (фиг, 1 б) увеличивает МДС вторичной обмотки трансформатора на величину 11 Ю 1 П, которая и производит размагничивающее воздействие на вспомогательный сердечник 2,Допустим, сердечники 1 и 2 находятся в состоянии нижнего насыщения (фиг, 3). При смене полярности. напряжения на первичной обмотке трансформатора Я 1 перемагничиваться вверх начинает только сердечник 1, так как сердечник 2 перемагничиваться не может ввиду того, что под действием дополнительной размэгничивэ" ющей МДС его магнитное состояние характеризуется точкой а (фиг, 3) и он находится на горизонтальном участке петли гистерезиса. После полного перемагничивания вверх сердечника 1 токи трансформатора 1, 2 несколько увеличиваются и начинает перемагничиваться сердечник 2, На время перемагничивания сердечника 2 магнитное состояние сердечника 1 характеризуется точкой д (фиг. 3), При очередной смене полярности напряжения на первичной обмотке трансформатора процесс повторяется в обратную сторону,Таким образом, эа счет введения подмагничивания дополнительной переменной МДС, в качестве которой использована часть размагничивающей МДС вторичной обмотки трансформатора Я 2, .обеспечивается поочередность перемагничивания сердечников 1 и 2, т.е, первым полностью перемагничивается сердечник трансформатора 1, вторым - вспомогательный сердечник 2, Соответственно, напряжения на выходных обмотках датчика Яд 1 иЯд 2 будут возника-ь с очередностью перемагничивания сердечников, т,е. исчезновение одного напряжения и возникновение другого будут фиксировать момент насыщения сердечника 1 трансформатора.Как видно из анализа работы устройства, количество витков обмоток подмагничи- ВаНИЯ В Ю 2 л ИЛИ ЯЬ ПРИНЦИПИаЛЬНОГО значения не имеет, поэтому практически его целесообразно брать минимальным из ус 101520 25304050 55 дечника схема сохраняет работоспособность при любой несимметрии временных параметров электронных приборов в преобразователе.Ф о р мула изобретения 1. Датчик насыщения сердечника трансформатора, содержащий вспомогательный ловия, чтобы при заданных токах 12 или 11неработающий сердечник 2 находился на начале горизонтального участка полной кривой гистерезиса, Отсюда видно, что количество витков обмоток подмагничивания О/2 п или Ю 1 п может составлять незначительную часть соответственно от И/2 или Ю 1,Для обеспечения полного перемагничивания вспомогательного сердечника 2 введенная подмагничивающая МДС должнабыть больше величины 2 Рс, как показано нафиг. 3.Сечение вспомогательного сердечника по сравнению с рабочим может быть незначительным и его минимальная величина определяется по двум условиям. Первое условие - это достаточная глубина эффектапоочередного перемагничивания, оцениваемая по напряжениям на выходных обмотках датчика. При выполнении неРавенства,ид 151(ид 232 пРи пеРемагничивании сердечника 2 можно записатьОд 1=01 Юд 1/И/1,где,ид 1 - динамическая проницаемость сердечника 1 при его насыщении;,ид 2 - ДИНаМИЧЕСКаЯ ПРОНИЦаЕМОСтЬ СЕРдечника 2 при его перемагничивании;Од 1 - напряжение на обмотке 9/д 1; 01 - напряжение на первичной обмоткетрансформатора.Как видно по этому условию, сечение 32 вспомогательного сердечника 2 может быть в сотни раз меньше сечения 31 сердечника 1.Второе условие - время перемагничивания вспомогательного сердечника 2 должно быть больше заданного времени,например времени переключения электронных приборов преобразователя, По этому условию сечение 32 тоже можетбыть меньше 51 в сотни раэ. . Положительный эффект предлагаемогодатчика насыщения по сравнению с известным заключается в улучшении технологии . изготовления, так как для вспомогательногосердечника 2 можно брать материал с ППГ и с любой (произвольной) коэрцитивной силой, например с такой же, как и у сердечника, трансформатора, а также в повышениинадежности работы, так как за счет полного неремагничивэния вспомогательного сер 1598089сердечник из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, расположенный параллельно сердечнику трансформатора и охваченный его обмотками, а также выходные обмотки датчика, намотанные на каждом из 5 сердечников, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности изготовления и надежности в работе датчика путем использования для вспомогательного сердечника материала с произвольной ши риной петли гистерезиса и его полного перемагничивания, введена дополнительная обмотка, обеспечивающая на каждом такте работы размагничивание вспомогательногосердечника,2. Датчик по и. 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что дополнительная обмотка намотана на вспомогательном сердечнике и соединена последовательно и согласно с вторичной обмоткой трансформатора.З.Датчик пои. 1, отл и чаю щи йс я тем, что дополнительная обмотка намотана на сердечнике трансформатора и соединена последовательно и согласно с первичной обмоткой.,г Составитель И. ВойтовичТехред М.Моргентал Корректор А.Обруча едактор Н.Лазаре твенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,из аз 3067 Тираж 499ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет113035, Москва, Ж, Раушс Подписноеиям и открытиям при ГКНТ ССя наб., 4/5