Opublikowano: 5.II.1969 56912 MKP GOlr CZYTELNIA Polskiej Rzeetyir ei i Twórca wynalazku: dr inz. Jan Leszczynski Wlasciciel patentu: Politechnika Lódzka (Katedra Elektroniki Ogólnej), Lódz (Polska) Sposób pomiaru pradu stalego i uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru pradu stalego za posrednictwem typowego prze¬ kladnika pradu zmiennego oraz uklad elektryczny do stosowania tego sposobu.Znane sposoby pomiaru pradu stalego za posred¬ nictwem przekladnika polegaja na tym, ze mierzo¬ ny prad staly steruje za pomoca elementu ferro¬ magnetycznego pradem przemiennym z pomocni¬ czego zewnetrznego zródla napieciowego, przy czym wartosc srednia pradu przemiennego przy stalej wartosci skutecznej napiecia zródla pomocnicze¬ go i stalej czestotliwosci jest jednoznaczna funkcja pradu mierzonego.Niedogodnoscia tych sposobów jest to, ze wy¬ magaja zastosowania przekladnika transduktorowe- go o dwu uzwojonych rdzeniach ferromagnetycz¬ nych oraz to, ze w obwodzie pierwotnym przeklad¬ nika sa wzbudzane parzyste harmoniczne sily elek¬ tromotorycznej, które iprzy malej impedancji obwo¬ du pierwotnego powoduja zwiekszenie uchybu przekladnika wskutek wymuszenia w tym obwo¬ dzie parzystych harmonicznych pradu o duzej war¬ tosci.Celem wynalazku jest zmniejszenie tych niedo¬ godnosci.Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiagnieto w ten sposób, ze pomiar pradu stalego dokonuje sie za posrednictwem typowego przekladnika pradu zmiennego przy czym mierzony prad staly wyste¬ pujacy w uzwojeniu pierwotnym steruje za po- 20 25 srednictwem rdzenia ferromagnetycznego rozply¬ wem skladowych pradu zmiennego obwodu wtór¬ nego tegoz przekladnika. Ten zmienny prad ma wymuszony przebieg czasowy, zas kazda z jego skladowych jest miara pierwotnego pradu stalego.Na fig. 1 pokazany jest uklad do stosowania spo sobu wedlug wynalazku, na fig. 2 przedstawiono, wykres charakterystyki magnesowania rdzenia przekladnika, a na fig. 3 pokazana jest odmiana ukladu pozwalajaca na zmniejszenie napiecia wstecznego na zaworze prostowniczym.Uklad do stosowania sposobu wedlug wynalaz¬ ku sklada sie z typowego przekladnika pradu zmiennego z rdzeniem ferromagnetycznym 1, uzwo¬ jeniem pierwotnym 2 i uzwojeniem wtórnym 3.Przez uzwojenie pierwotne Z plynie mierzony prad staly.Uzwojenie wtórne 3 zbocznikowane jest impe- dancja 4 i zasilane ze zródla pomocniczego o zmiennym napieciu za posrednictwem polaczonego szeregowo z tyim uzwojeniem zaworu prostowni¬ czego 5 oraz polaczonej takze szeregowo impeden- cji liniowej 6. W obwód wlaczony jest nadto mier¬ nik pradu 7. Ze wzgledu na to, ze wartosc impe- dancji 6 jest wielokrotnie wieksza od wartosci im- pedancji 4, zródlo pomocnicze wraz z impedancja 6 ma charakter zródla pradu.Kierunek wlaczenia zaworu prostowniczego do obwodu uzwojenia wtórnego 3 jest taki, ze zapew¬ nia odejmowanie skladowej stalej przeplywu 56 9120 3 56912 uzwojenia wtórnego 3 od stalego przeplywu uzwo¬ jenia pierwotnego 2. Impedancja 4 bocznikujaca uzwojenie wtórne 3 ma wartosc wieksza od im- pedancji uzwojenia wtórnego 3 w stanie nasyce¬ nia rdzenia 1 i wartosc mniejsza od wartosci im¬ pedancji tega uzwojenia w nienasyconym stallie rdzenia 1.Sposób pomiaru wedlug wynalazku jak i dzia¬ lanie ukladu elektrycznego do stosowania tego spo¬ sobu zostanie dokladnie wyjasnione z powola¬ niem sie na fig. 1 i 2 przy zalozeniu, ze przebieg pr4diJ w przedziale przewodzenia zaworu pro¬ stowniczego jest sinusoidalny, liczby zwojów obu uzwojen sa jednakowe oraz, ze charakterystyka magnesowania rdzenia przekladnifca B = f(i), przedstawiona ha fig. 2,k ma ksztalt uproszczony.Mierzony prad staly Ii powoduje nasycenie rdze¬ nia 1 do stanu okreslonego polozeniem na charak¬ terystyce magnesowania (fig. 2) punktu pracy C.Wraz ze wzrostem pradu i rosnie skladowa pradu wtórnego i2, plynaca przez uzwojenie 3, przesuwa¬ jac punkt pracy przekladnika wzdluz odcinka cha¬ rakterystyki magnesowania, odpowiadajacego na¬ syceniu rdzenia, w kierunku punktu D. Mozna przy tym przyjac, ze wobec malej wartosci rezy¬ stancji uzwojenia wtórnego 3 oraz — zgodnej z przyjeta aproksymacja charakterystyki magnesowa¬ nia — pomijalna wartoscia reaktancji rozproszenio¬ wej, spelniony jest w rozwazanym przedziale 0 ^ cot ^ a warunek i2= i.W chwili cot = a nastepuje odsycenie rdzenia 1.W przedziale a^cot^n—a zawartym pomiedzy ta chwila a chwila ponownego nasycenia rdzenia 1, wartosc pradu wtórnego i2 praktycznie nie ulega zmianie, natomiast zmienia sie odpowiednio do pradu i, skladowa ib galezi bocznikujacej uzwo¬ jenie wtórne 3. W chwili cot == n— przechodzi ponownie w obszar nasycenia po czym prad i2 maleje wraz ze zmniejszaniem pradu i osiagajac w chwili cot = n wartosc ze;:owa.Wartosc srednia, wartosc skuteczna oraz ampli¬ tuda pradu wtórnego i2 sa — przy stalej wartosci amplitudy Im sinusoidalnego pradu Ii — jedno¬ znaczna funkcja mierzonego pradu stalego Ii. Po¬ miar pradu wtórnego dokonywany jest za pomoca miernika 7, na przyklad amperomierza.W odmianie ukladu, pokazanej na fig. 3, zawór prostowniczy 5 wlaczony jest w obwód uzwojenia wtórnego 3 miedzy punktami F i G. Takie wlacze¬ nie zaworu powoduje, ze przez impedancje 4 i 6 plynie prad przemienny, który w przedziale zapo¬ rowym zaworu prostowniczego 5 wywoluje na im- pedancji 4 jedynie maly spadek napiecia równy napieciu wstecznemu. Moc pobierana ze zródla zewnetrznego jest w odmianie ukladu dwukrotnie wieksza od mocy pobieranej przez uklad pokazany na fjg. 1.Sposób wedlug wynalazku moze byc równiez za¬ stosowany do pomiaru napiecia stalego za posred¬ nictwem przekladnika napiecia zmiennego, przy czym w tym przypadku szeregowo z uzwojeniem 5 pierwotnego przekladnika musi byc wlaczona re¬ zystancja liniowa, dzieki czemu w uzwojeniu pier¬ wotnym przekladnika plynie prad staly o wartosci proporcjonalnej do mierzonego napiecia. 10 PL