PL166245B1 - Sposób i urzadzenie do odtwarzania przebiegu czasowego pradu jednokierunkowego PL - Google Patents

Abstract

1 Sposób odtw arzania przebiegu czasow ego pradu jednokierunkow e g o wykorzystujacy zasade superpozycji dw óch pradów i przetwarzania pradu za pom oca indukcji m agnetycznej, znam ien n y tym , ze wypadkowy przeplyw pradu jednokierunkow ego ( I1 ) oraz dodatkowego pradu pom ocni- czego (Ip) o przebiegu zapew niajacym cykliczne przechodzenie przeplywu wypadkowego przez wartosci zerow e je st przetw arzany za pomoca indukcji magnetycznej o liniow ej charakterystyce przetwarzania na napiecie o przebie- gu proporcjonalnym do pochodnej w zgledem czasu wypadkowego przeplywu pradu przetwarzanego jednokierunkow ego (I 1 ) i pradu pomocniczego (Ip) oraz jednoczesnie je st przetw arzany za pom oca indukcji magnetycznej o nielinio- wej charakterystyce przetw arzania na im pulsy napiecia wystepujace przy zm ianie kierunku w ypadkow ego przeplywu pradu przetwarzanego jednokie- runkowego ( I 1 ) 1 pradu pom ocniczego (Ip), które nastepnie przetwarza sie na impulsy szpilkow e (Is), w ystepujace w m om entach przechodzenia w ypadko- w ego przeplywu pradu jednokierunkow ego (I1 ) oraz pradu pomocniczego (Ip) przez w artosci zerow e, przy czym napiecie o przebiegu proporcjonalnym do pochodnej w zgledem czasu w ypadkow ego przeplyw u pradu przetwarzanego jednokierunkow ego (I1 ) i pom ocniczego pradu przem iennego (Ip) poddaje sie calkowaniu w ukladzie calkujacym (6), a doprow adzonym i do dodatkowego w ejscia ukladu calkujacego (6) im pulsam i szpilkowym i (Is) nadaje sie s c a l kowanem u napieciu w artosci zerow e, w chw ilach przechodzenia w ypadko- wego przebiegu odtw arzanego pradu jednokierunkow ego (I1 ) i dodatkowego pradu przem iennego (Ip) przez w artosci zerow e, po czym od uzyskanego na w yjsciu ukladu calkujacego (6) napiecia (U3) odejm uje sie napiecie (U 4 ) proporcjonalne do pradu pom ocniczego (Ip), a nastepnie otrzymane w wyniku odejmowania napiecie (U 3-U4) o przebiegu proporcjonalnym do przebiegu jednokierunkow ego pradu odtw arzanego (I) zostaje wzmocnione dajac sygnal pradowy lub napieciow y (Sp) PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do odtwarzania przebiegu czasowego prądu jednokierunkowego.

Odtwarzanie przebiegu czasowego prądu jest stosowane w przypadkach kiedy bezpośredni pomiar prądu jest niedogodny lub niemożliwy, na przykład przy prądach o dużych natężeniach lub przy wysokich napięciach w obwodach wiodących prąd.

Znane sposoby odtwarzania przebiegu czasowego prądu jednokierunkowego stosują metodę przetwarzania wartości prądu na sygnał proporcjonalny, wykorzystując transduktory lub przetworniki oparte na efekcie Halla.

166 245

Wadą przetwarzania prądów jednokierunkowych za pośrednictwem transduktorów jest znaczna nieliniowość odwzodwwonia i trudnrśó ś uzysUznsu duordch Cl as psmiarowych, hatomiast stdą przetworników wykoznklrwjących efekt Httla jaut techrnczna zPużoność tdch przetwzmików owaz ich ciulmiowośó, dauszającj ca sousowania eatrgochłonnych chtadów kwupensacyjnyjlz. h tatże konieczność zerdzema układu przed pomiarem.

Istota sposobu odtwarzania przebiegu czasowego prądu jednokierunkowego według wynalazku polega ga Zpu, Za prtepływ nzuadkowy wn Uwarzanego gotdu jutnokierunkowego gotz pztalkowego prądu dutocniczego o pouebiegu ouuewniającym nzUlinzne zotechodzenie iwuepływu wuuadkowego przez wzttości citowe wett sttetwarzany myty znuocy coUukcji meunetyczne,w e titiiwej ojtrakterystyce couetwarzania ia nauięcie i UΓzet>ΐegu proporcjonjlnyrn do pothodnej wjględem wzusu przepływu wuuadkowego ootwarzanego goudu iuUnjWierunkowego i prudu dutocniczego gotz pzunocześnie ieut sttetwarzany przy zomocy ćnUukcji jitnetycznej o mulirnowej ejurakterystyce przetwarwanża, pa żiuulsy upięcia eputępuJąct couy zouanie eOtΓunku kutepływu wuuadkowego odtwarzanego prądu dudnokierunkowego oraz pządu jumocnic^ecw, które to tmpulsy następnie przetwarza ziu na impulsy syuilkowe występującj w chwilach citechodzenia przepływu wuuadkowego odtwatzahwgz goudu juUrιokieΓunkowegz oouz pztdu puuocniczego gouez wzttośnl citowe, eauy zitm napięcie i pouebiegu gutporcjonjlnyrn Oz dothodnej ejulędem eztsu sutefiłyt^u wuuadkowego odywarzanego goudu duUnokierunkowego gotz pztdu dutocniczego goUdaje jet iuUkowaniu i uwUadzie całkpjąujm, z diurowadzonymż Zi doUatkowego oouśc^^^ iPUadu duUkującjgo muu]^^^^i ziuilkowymż nadapd jot icułkowanemu ZE^pippiu euttośnl citowe w cWuchzeh csutnpncpożi ipuh Csuulców. wa czym nZ nużęcia eauzαΓOWu0zując oltebwwb ogtepWowu wuuaOPpjkdW oouPh duuetwarwanegz 0lUjOj kieyewhuzklz i piądu pomocrnczego uzyskanegz go Hpjścjo ukłaku całkajkując, odejmujz się napżppic proporcjonjonp do dodatkawkow goudu domocniczecw. a nasżapncp oetzymane w w^nwim odeOjenznZP iauięcie o uouebwobe outporpirntlmam do pΓtebwobe guudu jUtwdnzpnepm wzmaczic iiu.

Istota urządzenia do odtwarzania przebiegu czasowego prądu tedzokioruzkożogo polega według wyRwOzplp ku żpu, Za uwuojeoto ipurwehżo, Oauzysznit ieUje ouojzwj, watenźa eatnetyenπewn o liniimi jhachprpynehnnn magzplowsoza i riz^ze magzρlnonoczn o nleżiwiemel cjachprpynornsn magzpgmosowi są włączocz te obwód odtwjtzanwan prądu jed jednokierunkow es sprzęroce z nzmz magzplnwnncw eouojente eeUjljpny Zeut nntącjocz zouez ewthoWns or WoUdrkj ezudu duuαoζlcnicw. przp czyc nzuuZwoto ^l^ówtk zdzedźo i Huiowii onychkrpknehnsn mogzplmonoza ipuj snłpljącw m wegwejoc eZUwłów yZUukj jułCaykutgc i uauoJżoto eOUznk metrdze o π^ΖΙοιιζιϊ ejyΓakhpynehnnn magzpgmosnza jesj nnłcojącw 7. wwtZwtoc wzterwenzlhz ympeZρUw óżuzpcecceoż ci zpuuIpu snpiZc kawko a^któr wejZwto ousj t^pojącz z dodjljpnkll wejWetoc zorzeru^ ukłukj całca jkując ponpoZp Tez^zm, połpojącz szeswohwl z uwuuwzotwz Ozdjtjpnkm Ozuj sE^łzającz ziuZic wnjZnto ukłukj całca jkując a wpjwojś wzmzwzicmea mocZo k^kt^ wyjZoto stampż zιyjWnto urzuhwejwe.

Zaletą sposobu i urządzenia do odwzorowania przebiegu prądu todzokewruzkowwgo jonn to, Ze nu e wy sZnnnUc * ni m bUęby wy nżOzeypt z nzsy^E^ó tOaudbżlΓóagιζptycznychl a paptupray n teOlo^nc obwobwo w^wt^m su buzboWpoOhoj dusjontwsoz Ot eyeOteknhCzecwZ ptzchznhWw pumCozePhoW. Ponaożp □^urządźe wedwed wygwlmakp jesj nπizZewj i lżejsoj od OotdcnnchcwpslW ChnylmnnhUy.

Wynalazek zostaj bliżej objaśniony w oparciu o rysunek chwejniawiatący chwykładdżn schozat blobkwk woturządzo ia dduojżwdhoża iaychwebe outcz^ow goUpr juUnejżdyeohuzkOż.

Wedjug wynalazku odwzorowanie przepłlwu prądu jednokierunkowogo uzyskuje sic za pośrodnijZecn dwódw spΓsprwcżdZ obwobwo magzaizetoczZ w posposi rdziiź magzplmwnocwm o krakraac róźnkżZ hUacfPhpynohyntoy stgzpgzonoza p cUaclprpytwhonn Oyπiezed, atókt auahoikew wUziI magzplmonoc ż u uiużeolezed_> ^l^ókt rątcdne ditrd oauzplzenoc ż. UzyίoZwoto ioupeohzo ż’ wiuwiod odtdjizany prąp jedjejZoyiohuwy jtsj skoSydtanw zo ΓUzhdwez Zu a uzwuwzdte 1 ' u u rdzr niez 3.

Wodjug wynalazku urządzenie cdneija ponadto dodatkowe uzwojenie 9, które tosi sprzężone tnagzpgzoiπCw i uWtdbyjz ypzhdweze migzpizotncmZ. róz^zem o rnużlolemeo ejtcfphayiwhysn cwgzpo sowsowa 3 i rdzhjwwz o linlezed jhacfphpytwhynt magzpgzonoza 2u Otdadjpnk uzwuZzdtw 9 jesj połpojącz ze źródród prą^ doddodatkow 10 przpr rezhwZynnan 1U. Uuwowzotw wtóznó 4 rdz^ze o dynlezej jUαClPhpytwhynn otgzpineanża i ouao ztwuZzoto ohiw^ei O ΓUzrdwo a π^Ζοοιο^ζ^ε^ j chachkterystyce magyagnosożp i są ptacrayincz otwitża, au dznowza, at pΓzchWoPj pocpochące od dkZ su ρ^^ζ^ρ w puΓól^πóżZP uu ptzchZoPj u^piorwo^o i duddodONego, a siłs steWlen4

166 245 motoryczne w uzwojeniach wtórnych obu rdzeni magnetycznych 2 i 3 są kształtowane wyłącznie przez prąd pierwotny i dodatkowy. Przykładowo jako rdzeń o liniowej charakterystyce magnesowania 2 jest użyty rdzeń ferromagnetyczny ze szczelinami powietrznymi, może też być użyty w celu zapewnienia doskonałości odwzorowania rdzeń toroidalny powietrzny. Nieliniową charakterystykę magnesowania drugiego rdzenia magnetycznego 3 uzyskuje się poprzez użycie rdzenia zamkniętego o możliwie wysokiej przenikalności magnetycznej i możliwie wąskiej pętli histerezy, przykładowo z permaloju, dzięki czemu na skutek gwałtownego przemagnesowania rdzenia 3 przy zmianach kierunku prądu pierwotnego w uzwojeniu wtórnym 5 indukowane jest napięcie w postaci charakterystycznych impulsów. Poza tym uzwojenie wtórne 4 rdzenia magnetycznego o liniowej charakterystyce magnesowania 2 połączone jest z wejściem układu całkującego 6, natomiast uzwojenie wtórne 5 rdzenia o nieliniowej charakterystyce magnesowania 3 połączone jest z wejściem przetwornika 7 impulsów napięcia na napięciowe impulsy szpilkowe U_x którego wyjście połączone jest z dodatkowym, zerującym wejściem układu całkującego 6. Ponadto wyjście układu całkującego 6 połączone jest z jedną z końcówek rezystora 11, a druga końcówka rezystora 11 jest połączona z wejściem wzmacniacza mocy 8. W uzwojeniu dodatkowym 9 wymuszony jest przepływ prądu pomocniczego Ip o przebiegu zapewniającym dwukierunkowość wypadkowego przepływu od uzwojeń pierwotnych l’ i 1 ' ' wiodących przetwarzany prąd I1 i od uzwojenia dodatkowego 9 wiodącego prąd pomocniczy Ip. Przykładowo prąd pomocniczy Ip jest prądem przemiennym o częstotliwości przemysłowej, dostarczanym ze źródła 10, włączonego poprzez rezystor 11 w obwód uzwojenia dodatkowego 9.

Zastosowanie uzwojenia dodatkowego 9 wiodącego prąd pomocniczy Ip powoduje, że przebiegi napięć w uzwojeniu 4 rdzenia magnetycznego o liniowej charakterystyce 2 oraz w uzwojeniu wtórnym 5 rdzenia o nieliniowej charakterystyce 3, a także generowanie napięciowych impulsów szpilkowych oraz przebieg napięcia wyjściowego układu całkującego 6, są uzależnione nie od przebiegu przetwarzanego prądu I lecz od przebiegu wypadkowego przepływu od uzwojenia pierwotnego 1 i uzwojenia dodatkowego 9. Przebieg napięcia wyjściowego układu całkującego 6 jest proporcjonalny do przebiegu tego przepływu. W celu utworzenia napięcia o przebiegu odwzorowującym przetwarzany prąd I^, od napięcia wyjściowego układu całkującego 6 odejmowane jest napięcie U4, które jest proporcjonalne do przebiegu prądu pomocniczego Ip, przy czym proporcja jest taka, że przy braku przepływu przetwarzanego prądu napięcia U3 i są równe. Napięcie υ_ή uzyskuje się jako spadek napięcia na rezystorze precyzyjnym 11 o odpowiednio dobranej wartości rezystancji, który jest włączony szeregowo w obwód przepływu prądu pomocniczego Ip. Napięcie równe różnicy napięć U3 i U4 otrzymuje się w wyniku połączenia wyjścia układu całkującego 6 z rezystorem precyzyjnym 11. Napięcie to przetwarzane jest następnie we wzmacniaczu mocy 8 na proporcjonalny sygnał napięciowy lub prądowy Sp o pożądanej mocy, stanowiący sygnał wyjściowy układu.

166 245

166 245

Departament Wydawnictw UP RP, Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób odtwarzania przebiegu czasowego prądu jednokierunkowego wykorzystujący zasadę superpozycji dwóch prądów i przetwarzania prądu za pomocą indukcji magnetycznej, znamienny t y m, że wypadkowy przepływ prądu jednokierunkowego /^/ oraz dodatkowego prądu pomocniczego /^/ o przebiegu zapewniającym cykliczne przechodzenie przepływu wypadkowego przez wartości zerowe jest przetwarzany za pomocą indukcji magnetycznej o liniowej charakterystyce przetwarzania na napięcie o przebiegu proporcjonalnym do pochodnej względem czasu wypadkowego przepływu prądu przetwarzanego jednokierunkowego /Ii/ i prądu pomocniczego /Ip/ oraz jednocześnie jest przetwarzany za pomocą indukcji magnetycznej o nieliniowej charakterystyce przetwarzania na impulsy napięcia występujące przy zmianie kierunku wypadkowego przepływu prądu przetwarzanego jednokierunkowego /Ii/ i prądu pomocniczego /Ip/, które następnie przetwarza się na impulsy szpilkowe /^/, występujące w momentach przechodzenia wypadkowego przepływu prądu jednokierunkowego /^/ oraz prądu pomocniczego /I^/ przez wartości zerowe, przy czym napięcie o przebiegu proporcjonalnym do pochodnej względem czasu wypadkowego przepływu prądu przetwarzanego jednokierunkowego /Irf i pomocniczego prądu przemiennego /Ip/ poddaje się całkowaniu w układzie całkującym /6/ a doprowadzonymi do dodatkowego wejścia układu całkującego /6/ impulsami szpilkowymi /I_g/ nadaje się scałkowanemu napięciu wartości zerowe, w chwilach przechodzenia wypadkowego przebiegu odtwarzanego prądu jednokierunkowego /^/ i dodatkowego prądu przemiennego /Ip/ przez wartości zerowe, po czym od uzyskanego na wyjściu układu całkującego /6/ napięcia /Uj/ odejmuje się napięcie /U^/ proporcjonalne do prądu pomocniczego /I^/, ^a następnie otrzymane w wyniku odejmowania napięcie /Uj - U^/ o przebiegu proporcjonalnym do przebiegu jednokierunkowego prądu odtwarzanego /I/ zostaje wzmocnione dając sygnał prądowy lub napięciowy /Sp/.

2. Urządzenie do odtwarzania przebiegu czasowego prądu jednokierunkowego wykorzystujące rdzenie magnetyczne z uzwojeniami pierwotnymi i wtórnymi, znamienne tyrn, że uzwojenie pierwotne /1' / rdzenia magnetycznego o liniowej charakterystyce magnesowania /2/ i uzwojenie pierwotne /1' '/ rdzenia magnetycznego o nieliniowej charakterystyce magnesowania /3/ są włączone w obwód odtwarzanego prądu jednokierunkowego, przy czym sprzężone z nim magnetycznie uzwojenie dodatkowe /9/ jest połączone przez rezystor /11/ z dodatkowym źródłem prądu pomocniczego /10/, a uzwojenie wtórne /4/ rdzenia o liniowej charakterystyce magnesowania /2/ jest połączone z wejściem głównym układu całkującego /6/, a uzwojenie wtórne /5/ rdzenia o nieliniowej charakterystyce magnesowania /3/ jest połączone z wejściem przetwornika /7/ impulsów napięciowych na impulsy szpilkowe, którego wyjście jest połączone z wejściem dodatkowym zerującym oraz wyjściem układu całkującego /6/, ponadto rezystor /11/ jest załączony między wyjście układu całkującego /6/ a wejście wzmacniacza mocy /8/, którego wyjście stanowi wyjście urządzenia.

* * *