Трансформатор постоянного тока

ОП И САНИ ИЗОБРЕТЕН И Союз Советскнх Соцналнстнческнх Реслублнк(22) Заявлено 040477 21) 2472565/ Кл.2 С 01 В 19/ исоединением заявки осударственный комите СССР ио делам изобретений и открытий(23) Прио Опубликовано 3005.80, БюллетеньДата опубликования описания 3005,872) Автор изобретения В.Ф, Веремеенко(71) Заявитель нститут ядерной иэики АТОР ПОСТОЯННОГО Т 54) ТРА ходы генератора напряжения черезобмотки модуляции и демодулятор подключены к инверсному входу усилителя 2,Недостатком устройства являетсяналичие в выходном си гн але з н ачительного уровня пульсаций частотымодуляции. Потоки модуляции в сердечниках компаратора направленывстречно, Однако иэ-за неидентичности сердечников в результате неизбежного раз броса т ехноло гиче скихпараметров) существует некоторый разностный поток частоты модуляции, крторый наводит во вторичных обмоткахток частоты модуляции. Этот ток,прохбдя поизмерительному шунту,создает в нем падение напряжения частоты модуляции. Часто величина этогонапряжения является неприемлемобольшой, мешает тэчному измерениютока и приходится ставить фильтрнижних частот, что сужает полосу пропускания частот трансформатора постоянного тока.Цель изобретения - увеличение точности измерения тока при сохраненииширокополосности устройства,Поставленная цель достигаетсятем, что в трансформатор постоянного РзмесосО Трансформатор постоянного токаотносится к области измерительныхустройств, в, частности к бесконтактным измерителям постоянного тока ипредназначен для прецизионного иренйя токов, имеющих постояннуютавляющую,Известны трансформаторы постоянного тока, содержащие магнитный компаратор второй гармоники, генераторпеременного напряжения, к которомуподключены обмотки модуляции компаратора и демодулятор 1).Диапазон измеряемых токов в такихустройствах ограничен насыщениемсердечников компаратора второй гармоники,Известен также трансформаторпостоянного тока, содержащий магнитные сердечники с обмотками модуляциии измеряемого тока, магнитный экран,обмотку обратной связи, генераторпеременного напряжения, демодулятор, усилитель постоянного тока,две ВС-цепи и шунт, выход усилителячерез обмотку обратной связи и шунти через две ВС-цепи, соединенные последовательно, соединен с.общей шиной устройства, прякк 1 й вход усилителя подключен м: жду ВС - цепями, выкого отделения АН СССйока, содержащий магнитные сердечники с обмотками модуляции и измеряемого. тока, магнитный экран, обмоткуобратной связи, генератор переменного напряжения, демодулятор, усилитель постоянного тока, две ВС-цепйи Мунт, выход усилителя постоянноготока через обмотку обратной связи ишунт и через две последовательно соединенные ВС-цепи соединен с общейшиной устройства, прямой вход усили теля подключен между КС-цепями, выходы генератора напряжения через об-, ьоткимодуляции и демодулятор подключены к инверсному входу усилителя,между сердечниками с обмотками модуляции и экраном введены дополнительный сердечник и короткоэамкнутая обмотка охватывающая дополнительныйУсердечник и сердечники с обмоткамимодуляции.На фиг. 1 приведена функциональная схема трансформатора; на фиг.2 -конструкция магнитного компаратора.Основу магнитногЬ компаратора 1составляют сердечники 2, на которыенамотаны обмотки модуляции 3. Обмотки3 включенные последовательно, соедийяются с генератором напряжения 4,Дополнительный сердечник 5 расположен поверх сердечников 2, Сердечники2 и 5 охвачены короткозамкнутой обмоткой 6. Сердечники 2, 5 и обмотки3 6 помещаются в магнитный экран 7.Обмотка 8 обратной связи и обмотка9 измеряемого тока располагаются поверх экрана.1Средняя точка обмоток 3 подключена к входу демодулятора 10, Выходдемодулятора соединен с инвертирующим входом усилителя 11 постоянноготока. Неинвертирующий вход усилителя,через конденсатор 12 и резистор 13,соединенные последовательно, соединенс выходом усилителя, а через резистор 14 и конденсатор 15, соединенные " Параллельно, подключен к общей шинеустройства.К выходу усилителя 11 подключеныпоследовательно соединенные обмотка8 обратной связи и измерительный шунт 161Трансформатор работает следующимобразом.Благодаря наличию обмбтки 6 в сердечнике 5 появляется магнитный поток .частоты модуляции, направленный встречйо разностному потоку сердечников 2. В результате суммарный магнитный поток частоты модуляции уменьшается и пропорционально уменьшаются пульсации в.напряжение на шунте 16.Сердечник 5 и обмотка 6 представляют фйльтр йизших частот, хаРактеризующийся постоянной времениЬф,Ф;й 1 где Ьф - индуктивность обмоткиФильтра 6;Вф - бмйческое сопротивление обмотки 6,Степень ослабления разностногопотока модуляции определяется отношением постоянной времени фильтра к,периоду напряжения модуляции2 жС, )нУсилитель 11 в предлагаемом трансформаторе постоянного тока рассчитанна полный ток компенсации. С выходасилителя 11 ток компенсации подаетя в обмотку обратной связи, осуществляя компенсацию потока измеряемого тока в .сердечниках компаратора,Режим трансформатора, переменноготока в компараторе образуется благодаря тому, что обмотка 3 практическикороткозамкнута (через малое выход 20 ное сопротивление усилителя 11 исопротивление Мунта 12),Так как усилитель 11 имеет малое .выходное сопротивление и рассчитанна полный ток кбмпенсации, на его выЯ ходе не могут быть большие напряжения, способные вывести его из строя.С целью дополнительной защиты усилителя от перенапряжений введены диоды17, 18, включенные между выходомЗО усилителя 11 и источниками питания,В предлагаемом трансформаторесуществуют два режима: рабочий режими режим поиска. Режим поиска необходим для введения компаратора в обЗ 5 ласть рабочей точки. Для этого в усилитель 11 введена положительнаярезонансная обратная связь на частоте 1-2 Гц, состоящая из резисторов13, 14 и конденсаторов 15, 16. Еслисердечники 2 магнитного компаратора40 насыщены, коэффициент передачи компаратора близок к нулю, отрицательная обратная связь цепи компенсацииразомкнута и выполняется условие самовозбуждения. усилителя 11 через поф 5 ложительную обратную связь (элементы13, 14, 15, 16 В обмотке 3 протекает переменныйток - осуществляетсярежим поиска рабочей точки компаратора. В момент равенства (1)ЫЗизм:аЬ.насйщение сердечников компаратора исчезает .и замыкается петля отрицательной обратной связи. Возбуждение усилителя 11 срывается и устройство оказывается в рабочем режиме. В рабочем режиме условие возбуждения усилителя 11 не выполняется, так как он охвачен глубокой отрицательной 0 обратной связью цепи компенсациичерез компаратор.Таким образом, предлагаемый трансформатор постьянноготока имеет следующие преимущества: уменьшены пуль сации частоты модуляции в выходномнапряжении, что способствует увели" чению точности измерения при сохранении широкополосности 1 автоматизйрованы процесс введения устройства в рабочий режим и процесс измерения тока и отпала необходимость в операторе.формула изобретенияТрансформатор постоянного тока, содержащий магнитные сердечники с обмотками модуляции и измеряемого тока, магнитный экран, обмотку обратнбй связи, генератор переменного напряжений, демодулятор, усилитель постоянного тока, две ИС-цепи и шунт, выход усилителя постоянного тока че- рез обмотку обратной связи и через две последовательно соединенные ВС-цепи соединен с общей шиной уст-ройства, прямой вход усилителя подключен между ЙС-.цепями, выходы генератора напряжения через обмотки модуляции и демодулятор подключены .к инверсному входу усилителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения точностй измеренияпри сохранении широкополосности уст-.ройства, между сердечниками с обмотками модуляции и экраном введены до 1 О полнительный сердечник и короткозамкнутая обмотка, охватывающая дополнительный .сердечник и сердечникис обмотками модуляции.источники информаций15 принятые во внимание при эксйертизе1. Патент Японии Р 48-17807,опублик, . 01,03,67,2. ЭЕЕЕ Сгапзасй 1 опз оп падпеИ.сэ,1965, ч вад, 1, Р 4, р. 399, Е 1 д 5,6.737850 Х г Составитель Ф, Цареградскийктор Е, Караулова Техред Н.Ковалева . КорректорИ. Муск Заказ 2654/25 Тир ЦНИИПИ Гос по дела 3035, Москв.у4 фъФаж 1019ударст вем изобра, Жнного тений Рауш оми от аядпи снота СССытийб д