Устройство для измерения тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнх Соцналнстнческнх Реслублнк(22) Заявлено 160577 (21) 2487349/18-21с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з С 01 В 19/22 Государственный комитет СССР о деяам изобретений и открытий(5 З) УДК 621,З 14. .224.8(088.8) Дата опубликования описания 2 З,(72) Авторы изобретения Л.В.Тимофеев, Б.Б.Миронов, В.Н.Бродовский,Е.С.Иванов, А,П.Мотыль, Б.Б,Новик и ВИ,Роговой(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА 2 Изобретение относится к измерительным устройствам электрического тока и может быть применено для Формирования сигналов обратной связи в сильноточных быстродействующих системах автоматического регулирования и для регистрации перегрузочных или аварийных токов электрических установок и сетей.Известно устройство, содержащее 10 дроссель, в воздушном зазоре которого распбложен датчик Холла, обеспечивающее большой диапазон измеряемых токов (1).Его недостатком является малая 15 крутизна датчика, а также наличие больших температурных погрешностей,Известно также устройство, содержащее дроссель, охваченный шиной измеряемого тока и дополнительной об моткой, один из выводов которой соединен с общей шиной, а другой - с пер вым входом сумматора, два источника переменного напряжения питания, два выпрямителя, выходы которых подклю чены ко второму и третьему входам сумматора, выход которого через Фильтр соединен с выходной клеммой 2) .Недостатком устройства является узкий диапазон измеряемых токов, ЗО Цель изобретения - расшнрение диапазона измеряемых токов.Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем дроссель, сердечник которого охваченный шиной измеряемого тока и дополнительной обмоткой, один из выводов которой соединен с общей шиной, а другой - с первым входом сумматора, два источника переменного напряжения питания, два выпрямителя, выходы которых подключены ко второму и третьему входам сумматора, выход которого через фильтр соединен с выходной клеммой, сердечник дросселя выполнен П-образным, в его вбздушном зазоре размещены два дросселя насыщения и соленоид, причем дроссели насыщения одними плоскостями установлены на одной из боковых сторон дросселя,а на противоположных плоскостях дросселей насыщения размещен соленоид, обмотка которого подключена к источнику постоянного тока, обмотка перемагничивания каждого иэ дросселей насыщения подключена к одному иэ источников переменного напряжения питания через один иэ выпрямителей.На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения тока; на Фиг. 20где д - изменение времени насьщения дросселей 10 и 11 относительно р.Среднее значение напряжения Псхема пассивного ВС фильтра, одновременно выполняющего и функции сумма"тора; на фиг. За, Зб - временные диаграммы входных и выходных напряжений сумматора.Устройство содержит дроссель 1,сердечник которого охвачен шиной 2лъизмеряемого тока и дополнительной обмоткой 3, один из выводов которойсоединен с общей шиной, а другой - спервым входом сумматора 4, два источника 5 и 6 переменного напряжения питания, два выпрямителя 7 и 8, выходыкбторых подключены ко второму и третьему входам сумматора 4, выход которого через фильтр 9 соединен с выходной клевой, в воздушном зазоредросселя 1 размещены два дросселя 10и 11 насыщения и соленоид 12, причемдроссели 10 и 11 насыщения однимиплоскостями установлены на одной избоковых сторон дросселя 1, а на противоположных плоскостях дросселей 10и 11 насыщения размещен соленоид 12,обмотка 13 которого подключена к источнику 14 постоянного тока, обмотки15 и 16 перемагничивания каждого издрос.-.елей 10 и 11 насыщения подключены к одному из источников 5 и б переменного напряжения питания через одиниз выпрямителей 7 и 8,Для правильной работы схемы необходимо, чтобы сечение соленоида 12было равно боковым сечениям дросселей 10 и 11 насыщения и в четыре раза меньше сечения дросселя 1.Устройство работает следующим образом.При отсутствии измеряемого тока пообмотке 13 от источника 14 постоянного тока протекает ток смешения см,создающий поток смещения Фс , равйыйпотоку насыщения соленоида 12. ПотокФ замыкается через нижнюю часть.смдросселя 1 и через боковые сечениядросселей насыщения 10 и 11, создавая в них индукцию, равную половинеиндукции насыщения. На обмотки перемагничивания 15 и 16 дросселей 10 и11.через входные клеммы соответствующего выпрямителя 7 или 8 подаются пе ременные напряжения питания, создающие,переменные потоки перемагничивания Ф этих дросселей. Если амплитуда и частота напряжения питания выбирается такой, что при совместномдействии потоков Фсм и Фп насыщениедхюсселей 10 и 11 будет наступать червэ четверть периода действиянапряжений питания, то в тече-.ние аставшейся частисоответствующего полупериода это напряжение будет выделяться на выходесоответствующего выпрямителя. Притаком включении выпрямителей 7 и 8,как показано на фиг. 1, на третийвход сумматора 4 будет поступать последовательность положительных импульсов напряжения (П), а на второй вход - последовательность отрицательных импульсов напряжения (П). Начальный коэффициент широтной модуляции обеих последовательностей напряжения равен где Т - период переменного напряженияпитания;10- время нахождения дросселей010 и 11 в состоянии насыщения, равное Т)4.Средние значения напряжений Б.) иП равны1 1)1 сР оПЬ и 1)йср ХоПпгде Цп - амплитуда переменного напряжения питания.Тогда на выходе. сумматора 4 будемиметь нулевой уровень сигналай 1 ссР20 Мгновеннйе значения Пи У при1 = 0 показаны на фиг. За,.При протекании измеряемого токапо шине 2 измеряемого тока в дросселе 1 возникает магнитный поток Ф, 25 прямопропорциональный этому току,замыкающийся через боковые сеченияобоих дросселей 10 и 11 насыщения,При указанном на фиг. 1 направлениипотоков Фс, и Фр они будут суммиро ваться в дросселе 10 и вычитаться вдросселе 11, При этом насыщение дросселя 10 будет наступать раньше, адросселя 1 - позже чем черезчетверть периода действия перед менного напряжения питания, тоесть будет наблюдаться изменениекоэффициентов широтной модуляции напряжений Щ и П. Другое направлениетока 1 будет изменять коэффициентыширотной Модуляции напряжений П и ф 0 П в противоположные стороны от расйсмотренного случая. Тогда средниезначения напряжений ц и У определяются по формулам и =- к : о-д сР Мкоы 1= и Поток фр прямопропорционален току 1 по Формуле5 йо789833 0 сно Составитель Т.КТехред Н Бабурк едактор В екмаррре 029/42 Тираж 1019 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, акаэ 9 дписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная