PL233867B1 - Bezrdzeniowy przetwornik prądu na napięcie - Google Patents

Abstract

Bezrdzeniowy przetwornik prądu na napięcie zawierający uzwojenie pierwotne, uzwojenie wtórne, karkas oraz izolator, charakteryzuje się tym, że uzwojenie wtórne (4) nawinięte w postaci walca, składające się z wielu warstw o dużej ilości zwojów, otoczone izolatorem (3) i posiadające wyprowadzenia napięciowe (5), znajduje się wewnątrz nawiniętego na izolatorze (3) uzwojenia pierwotnego (1), składającego się z jednej warstwy nawiniętej grubym drutem i posiadającego wyprowadzenia prądowe (2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest bezrdzeniowy przetwornik prądu na napięcie.

Bezrdzeniowe przetworniki prądu na napięcie zbudowane są najczęściej z uzwojenia wtórnego, w postaci spirali tworzącej zamknięty krąg z przeprowadzonym wewnątrz zwojem powrotnym i z uzwojenia wtórnego będącego przeprowadzonym przez środek kręgu przewodem, w którym płynie mierzony prąd. Uzwojenie wtórne może być także wykonane w postaci rozłożonych po okręgu i połączonych szeregowo uzwojeń cząstkowych, na przykład wykonanych jako obwody drukowane.

W opisie patentowym PL193990 opisany jest transformator współosiowy modularny bezrdzeniowy, składający się z dwóch lub więcej modułów, zwierających jednozwojowe uzwojenia ukształtowane w postaci toroidów. Transformator ten wymaga ekranów magnetycznych pomiędzy modułami, które nasycając się wprowadzają nieliniowość pracy transformatora.

W opisie patentowym PL168284 opisane jest urządzenie do ogrzewania płynów zawierające bezrdzeniowy transformator, składający się z uzwojenia pierwotnego i wtórnego. W tym rozwiązaniu uzwojenie pierwotne znajduje się wewnątrz uzwojenia wtórnego, wykonanego z rury, a zastosowaniem transformatora jest podgrzewanie płynów.

W opisie patentowym PL222521, PL222525, PL223006, PL223007 i PL226854 opisane są bezrdzeniowe przetworniki prądu na napięcie, charakteryzujące się tym, że uzwojenie pierwotne w postaci pojedynczego zwoju znajduje się wewnątrz ustawionych poprzecznie cząstkowych uzwojeń wtórnych.

Bezrdzeniowy przetwornik prądu na napięcie według wynalazku, wykonany jest jako zespół współosiowych uzwojeń, pierwotnego i wtórnego, rozdzielonych izolatorem. Uzwojenie pierwotne składa się jednej warstwy nawiniętej grubym drutem i posiada wyprowadzenia prądowe. Uzwojenie wtórne jest nawinięte w postaci walca, składającego się z wielu warstw o dużej ilości zwojów w każdej warstwie. Uzwojenie to posiada wyprowadzenia napięciowe. Uzwojenie wtórne znajduje się wewnątrz uzwojenia pierwotnego i oba uzwojenia są usytuowane w jednej osi. Pomiędzy uzwojeniami znajduje się izolator.

Pole magnetyczne, wytworzone przez płynący przez uzwojenie pierwotne prąd, zależy od wartości tego prądu oraz ilości zwojów uzwojenia. Ilość zwojów uzwojenia pierwotne go wynika z maksymalnych rozmiarów tego uzwojenia i średnicy drutu dopasowanej do prądu płynącego przez uzwojenie pierwotne. Pole magnetyczne osiąga największe natężenie wewnątrz tego uzwojenia. Pole to indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym, proporcjonalnie do natężenia pola magnetycznego oraz ilości zwojów uzwojenia wtórnego. Umieszczenie uzwojenia wtórnego, składającego się z dużej ilości zwojów, wewnątrz uzwojenia pierwotnego powoduje, że uzwojenie wtórne znajduje się w polu magnetycznym o największym natężeniu i skuteczność indukowania napięcia jest największa.

Zaletą takiego rozwiązania jest duży współczynnik przetwarzania prądu na napięcie, liniowość przetwarzania wynikająca z braku nasycającego się rdzenia oraz szerokie pasmo pomiarowe.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ bezrdzeniowego przetwornika prądu na napięcie, a fig. 2 przedstawia zasadę działania bezrdzeniowego przetwornika prądu na napięcie.

Bezrdzeniowy przetwornik prądu na napięcie wykonany jest w postaci dwóch współosiowo usytuowanych uzwojeń przy czym uzwojenie wtórne 4, nawinięte w postaci walca, składającego się z wielu warstw o dużej ilości zwojów, otoczone jest izolatorem 3 i posiada wyprowadzenia napięciowe 5. Uzwojenie wtórne 4 znajduje się wewnątrz nawiniętego na izolatorze 3 uzwojenia pierwotnego 1, składającego się jednej warstwy nawiniętej grubym drutem i posiadającego wyprowadzenia prądowe 2. Prąd płynący od wyprowadzenia Iwe do wyprowadzenia Iwy wytwarza w uzwojeniu pierwotnym pole magnetyczne, które osiąga największe natężenie wewnątrz uzwojenia pierwotnego 1, gdzie znajduje się uzwojenie wtórne. Napięcie Uwy na wyprowadzeniach 5 uzwojenia wtórnego 4 jest proporcjonalne do szybkości zmian pola magnetycznego w uzwojeniu pierwotnym 1.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Bezrdzeniowy przetwornik prądu na napięcie zawierający uzwojenie pierwotne, uzwojenie wtórne, karkas oraz izolator, znamienny tym, że uzwojenie wtórne (4), nawinięte w postaci walca, składające się z wielu warstw o dużej ilości zwojów, otoczone izolatorem (3) i posiadające wyprowadzenia napięciowe (5), znajduje się wewnątrz nawiniętego na izolatorze (3) uzwojenia pierwotnego (D, składającego się z jednej warstwy nawiniętej grubym drutem i posiadającego wyprowadzenia prądowe (2).