Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.vm.1970 60548 KI. 21 e, 19/22 MKP G 01 r, 19/22 UKD 621.314.5 Twórca wynalazku: Jerzy Kacma • Wlasciciel patentu: Zaklady Badawcze i Projektowe Miedzi „Cuprum", Wroclaw (Polska) Przetwornik fazoczuly wielkosci elektrycznych pradu przemiennego na wartosc srednia pradu stalego i Przedmiotem wynalazku jest przetwornik fazo¬ czuly wielkosci elektrycznych pradu przeknienne- go na wartosc srednia pradu stalego, przeznaczony dla ukladów automatyki przemyslowej jako ele¬ ment umozliwiajacy wspólprace przetworników wielkosci nieelektrycznych, z wyjsciowym sygna¬ lem napieciowym pradu przemiennego oraz z apa¬ ratami ukladów regulacji ze znormalizowanym wejsciowym sygnalem pradowym pradu stalego.Dotychczasowe rozwiazania fazoczulych prze¬ tworników charakteryzowaly sie transformatoro¬ wym sprzezeniem stopnia koncowego ze stopniem wstepnym, a dla uzyskania efektu fazoczulosci, wzajemnej kompensacji pradów zerowych i wply¬ wów od zmian temperatury, stosowano w stopniu koncowym tranzystory w ukladach mostkowym, róznicowym przeciwstawnym lub przeciwsobnym.Wymagalo to starannego doboru tranzystorów, o malych pradach zerowych, z podobnymi charak¬ terystykami i zblizonych zmianach pozostalych pa¬ rametrów w funkcji temperatury. Uzycie transfor¬ matorów sprzegajacych ograniczalo pasmo stoso¬ wanych czestotliwosci. Stosowanie w stopniu kon¬ cowym tranzystorów w ukladzie o wspólnym emi¬ terze ze wzgledu na wlasciwosci fizyczne tego u- kladu nie zapewnialo stalosci sygnalu wyjsciowego przy zmianach oporu obciazenia i wahaniach na¬ piecia zasilajacego. Niezaleznosc od zmian oporu obciazenia \ napiecia zasilania uzyskiwano przez 10 15 20 25 30 objecie stopni koncowego i wstepnego, petla sil¬ nego ujemnego sprzezenia zwrotnego.Poza tym stosowanie znanego fazoczulego prze¬ twornika wielkosci elektrycznych pradu przemien¬ nego na wartosc pradu stalego, zbudowanego na dwóch tranzystorach w ukladzie wspólnego kolek¬ tora, stanowiacych dwa ramiona zrównowazonego mostka, ograniczone jest do zasilania obciazenia tylko typu róznicowego, stanowiacego dwa po¬ zostale ramiona mostka. Przetwornik ten nie mo¬ ze byc równiez stosowany do zdalnych pomiarów ze wzgledu na zaleznosc sygnalu wyjsciowego od zmian oporu obciazenia.Celem wynalazku jest uzyskanie na wyjsciu przetwornika sygnalu pradowego pradu stalego, o wartosci niezaleznej od wahan napiecia zasila¬ jacego i od zmian oporu obciazenia w granicach od zera do znormalizowanej wartosci znamiono¬ wej.Cel ten zostal osiagniety przez skonstruowanie dwustopniowego przetwornika, w którym tran¬ zystor stopnia wstepnego pracuje w ukladzie o wspólnym emiterze z ujetainym sprzezeniem zwrotnym, a sygnal wejsciowy sumuje sie z na¬ pieciem polaryzacji, ustalajacym poczatkowy punkt pracy wzmacniacza, zas obwód wyjsciowy stopnia wstepnego jest galwanicznie polaczony poprzez zasilacz z obwodem wejsciowym stopnia konco¬ wego, pracujacym w ukladzie o wspólnej bazie, 605484 tyl •-*•?. :-9 :'-¦* 60548 natomiast opór obciazenia wlaczony jest bezpo¬ srednio miedzy wtórne uzwojenie transformatora* odrebnego zasilacza i pelnookresowy prostownik w ukladzie Graetz'a.Fazoczuly przetwornik wedlug wynalazku ze wzgledu na prosty uklad oraz mala ilosc elemen¬ tów jest rozwiazaniem o duzej niezawodnosci dzialania i umozliwia uzyskanie duzej dokladnosci pomiaru w warunkach przemyslowych. JStosowa- nie przetwornika z wyjsciowym sygnalem prado¬ wym jest szczególnie korzystne przy pomiarach zdalnych, uniezaleznia bowiem wskazania od zmian opornosci linii, umozliwia szeregowe lacze¬ nie znacznej ilosci mierników, rejestratorów, licz¬ ników itp. o sumarycznej opornosci nie przekra¬ czajacej wartosci znamionowej, z zachowaniem klasy pomiaru.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku.Przetwornik sklada sie z tranzystorowego dwu¬ stopniowego wzmacniacza wstepnego Tx i konco¬ wego T2, którego obydwa stopnie polaczone sa z dwoma odrebnymi zasilaczami Z2 i Z3, oraz z dzielnika napiecia polaryzacji utworzonego z opo¬ rów R3 i R4 polaczonego z zasilaczem Zla Stopien wstepny Tj tworzy tranzystor w ukla¬ dzie wspólnego emitera, z oporem R5 w obwodzie sprzezenia zwrotnego, a stopien koncowy T2 sta¬ nowi tranzystor w ukladzie o wspólnej bazie. Za¬ silacz Zx podlaczony do dzielnika napiecia pola¬ ryzacji sklada sie z pelnookresowego prostownika w ukladzie symetrycznym na diodach Dx i D2 po¬ dlaczonych do uzwojenia wtórnego a, czterouzwo- jeniowego transformatora Tr zasilajacego i z oporu ograniczajacego Ri polaczonego z dioda stabiliza¬ cyjna D9.Stopien wstepny Tx zasilany jest z zasilacza Z2 utworzonego z pelnookresowego prostownika w ukladzie symetrycznym na diodach D3 i D4, podla¬ czonego do uzwojenia wtórnego b transformatora Tr, oraz do oporu ograniczajacego R2 polaczonego z dioda stabilizacyjna D10.Odrebny zasilacz Z3 podlaczony do stopnia kon¬ cowego T2, sklada sie z uzwojenia wtórnego c transformatora Tr, podlaczonego przez opór obcia¬ zenia R0, do pelnookresowego prostownika w ukla¬ dzie mostkowym, utworzonym z diod D5, D8, D7, Zasilacz Zx dostarcza stabilizowanego napiecia do dzielnika oporowjego R3 i R4. Spadek napiecia otrzymany na oporze R4 ustala poczatkowy punkt pracy dwustopniowego wzmacniacza. Stopien wstepny Ti zasilany z zasilacza Z2 napieciem sta¬ bilizowanym, spelnia role wzmacniacza o duzej opornosci wejsciowej i okreslonym wzmocnieniu, dla sygnalu wejsciowego. Obciazeniem stopnia wstepnego Tj jest, polaczony galwanicznie przez zasilacz Z2, obwód wejsciowy stopnia koncowego T2. Stopien koncowy pracuje jako transformator opornosci przy wzmocnieniu pradowym bliskim jednosci. 10 15 20 25 30 40 45 50 55 60 Umieszczenie oporu obciazenia R0 w obwodzie pradu przemiennego zasilacza Z3, umozliwia uzys¬ kanie zmiany biegunowosci sygnalu wyjsciowego w zaleznosci od fazy sygnalu wejsciowego. Sygnal wejsciowy pradu przemiennego przykladany jest do zacisków wejsciowych 1 i 2. Sygnal wejscio¬ wy sumuje sie z napieciem polaryzacji i wystero- wuje dwustopniowy wzmacniacz Tlf T2 w jednym pólókresie. Przez opór obciazenia Ro podlaczony do zacisków wyjsciowych 3 i 4, plynie prad o bie¬ gunowosci zaleznej od fazy sygnalu wejsciowego i od przewodzenia diod D5 i D8 lub D6 i D7 zasila¬ cza Z3.Przy sygnale wejsciowym równym zero, dwu¬ stopniowy wzmacniacz sterowany jest z oporu R4 w obydwu pólokresach tylko napieciem polaryzacji.Wówczas na wyjsciu WY w kazdym pólókresie plynie prad w kierunku przeciwnym, a jego war¬ tosc srednia wynosi zero. W celu zmniejszenia pulsacji pradu wyjsciowego zaciski wyjsciowe 3 i 4 mozna zablokowac kondensatorem o odpowied¬ niej pojemnosci.Zastosowanie przetwornika wedlug wynalazku, pozwala na kojarzenie przetworników wielkosci nieelektrycznych np. sily, przesuniecia liniowego, ilosci obrotów, kata obrotu itp. z wyjsciem w po¬ staci wielkosci elektrycznej pradu przemiennego, ze zunifikowanymi blokami ukladów automatycz¬ nej regulacji o wejsciach pradowych.Przetwornik pracuje przy zasilaniu z sieci prze¬ myslowej o wahaniach napiecia w granicach plus piec procent do minus pietnastu procent przy za¬ chowaniu dokladnosci lepszej od jednego procenta oraz minimalnym wplywie zmian temperatury otoczenia w granicach dopuszczalnych dla stoso¬ wanych tranzystorów. Przetwornik wedlug wy¬ nalazku moze byc równiez wykonany na tranzys¬ torach typu n-p-n. PL