RU1810916C - Датчик тока - Google Patents

Abstract

Использование: в измерительной технике . Сущность: трансформатор содержит сер- дечник 1 с токоведущей шиной 2, измерительной 3 и размагничивающей 4 обмотками и регулируемым элементом 5, который может быть либо в виде резистора либо схемы. Благодар  регулируемому элементу 5 можно измер ть различные значени  первичных токов. 3 з.п.ф-лы. 4 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  в системах контрол  тока силовых цепей технологических процессов производства.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков и расширение области применени  трансформаторных датчиков тока.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчик тока, содержащий замкнутый маг- нитопровод и размещенные на нем токове- дущую шину и измерительную обмотку, дополнительно введена размагничивающа  обмотка с регулируемым элементом. Существенным отличием  вл етс  то, что благодар  использованию отдельной размагничивающей обмотки со специаль- ным регулирующим элементом, существенно расшир етс  диапазон размагничивающего действи , а следовательно , значительно увеличиваетс  кратность измер емого тока. Подобного технического решени  авторами не обнаружено . Следовательно, за вл емое техниче- ское решение соответствует критерию существенные отличи .

На фиг. 1 показана схема датчика тока, состо щего из замкнутого ферромагнитного сердечника 1, охватывающей его токове- дущей шины 2, намотанных на сердечник измерительной Зи размагничивающей 4 обмоток и внешнего регулируемого элемента 5; на фиг. 2 - характеристика вход-выход

датчика тока; на фиг. 3 - первый вариант

регулируемого элемента, состо щего из переменного резистора 6; на фиг. 4 - второй вариант регулируемого элемента, состо щего из емкостей 7, 8. регулируемого резистора 9 и индуктивности 10.

Устройство работает следующим образом .

По токоведущей шине 2 протекает измер емый ток, который создает магнитный по- ток в магнитопроводе. Он наводит в измерительной 3 и размагничивающей 4 обмотках электродвижущие силы. Нагрузкой измерительной обмотки 3  вл етс  устройство с большим входным сопротивлением и, следовательно, ток в этой обмотке практически отсутствует. Нагрузкой размагничивающей обмотки 4  вл етс  регулируемый элемент 5. Ток, протекающий по размагничивающей обмотке 4, создает размагничи- вающий магнитный поток, величина которого может регулироватьс  регулируемым элементом 5. Таким образом, регулиру  ток в размагничивающей обмотке 4, можно добитьс  одного и того же номинального на0

t- 0 5

0

5

0

5 o 5

пр жени  на выходе измерительной обмотки при различных значени х тока токоведущей шины 2. Степень размагничивани  в каждом случае должна быть такой, чтобы номинальному напр жению на зажимах измерительной обмотки 3 соответствовало значение магнитной индукции в магнитопроводе 1, равное (0,15-0,25) Тл. Это позвол ет использовать предложенный датчик дл  контрол  тока короткозамкнутых асинхронных двигателей, обеспечива  линейность характеристики вход-выход (фиг. 2) при 4-7 кратных пусковых токах. Таким образом , благодар  регулируемому размагничиванию значительно сокращаетс  число типоразмеров датчиков тока при использовании их дл  контрол  тока электроустановок переменного тока различной мощности. Возможные варианты реализации регулируемого элемента.

1. Регулируемым элементом может быть резистивное сопротивление 6 (фиг. 3), измен ющеес  от.нул  до бесконечности . Техническа  реализаци  датчика тока с регулируемым элементом в виде рези- стивного сопротивлени , им ею щёго сечение магнитопровода 1,5 см2, Л/разм. 500, WHSM. 3000, позволило использовать его дл  контрол  тока асинхронных коротко- замкнутых двигателей, номинальные токи которых измен лись от 30 А до 400 А.

Однако, такое решение нар ду с очевидной простотой реализации имеет некоторые недостатки. Резистивное сопротивление не обеспечивает нужного дл  наиболее эффективного размагничивани  угла сдвига фаз между напр жением на зажимах размагничивающей обмотки 4 и током в ней. Это несколько сужает диапазон размагничивани  и приводит к некоторому увеличению его габаритов.

2. Регулируемым элементом может быть цепь, схема которой представлена на фиг. 4. В этой схеме параметры элементов подо-/ браны таким образом, что при сопротивлении ; переменного резистора 9 равного 0, индукЛ тивность 10 и конденсатор 8 наход тс  в области резонанса токов, тогда входное сопротивление регулируемого элемента стремитс  к бесконечности и размагничивание практически отсутствует. При возрастании сопротивлени  переменного резистора 9, эквивалентное индуктивное сопротивление параллельного контура уменьшаетс  от бесконечности до величины сопротивлени  индуктивности 10 и, следовательно, степень размагничивани  возрастает. Когда сопротивление резистора 9 станет равным бесконечнрсти .то имеет место последовательное соединение размагничивающей обмотки 4 с емкостью, и индуктивностью 10. При этом параметры емкости 7 подобраны таким образом , чтобы в последовательном контуре имел место резонанс напр жений.-В этом случае степень размагничивани  максимально возможна  и существенно больша , чем при простом закорачивании размагничивающей обмотки 4. Это позвол ет умень- шить габариты размагничивающей обмотки, а, следовательно, и всей конструкции при той же степени размагничивани . В случае применени  этой схемы регулируемого элемента получены аналитические выражени  дл  определени  параметров элементов датчика.

Вт - амплитуда магнитной индукции в магнитопроводе при номинальном токе;

R - резистивное сопротивление схемы (фиг. 4);

xt-2rifL индуктивное сопротивление;

И - фактическое значение контролируемого тока;

1 1

0

xci

ХС2

- - сопро27TfCi AW 2jrfC2 тивление емкостей Ci и С2;,Х2 - сопротивление рассе ни  размагничивающей обмотки 4.

Датчиктока с регулируемым элементом по

схемефиг. 4, имеющий сечение магнитопровоЬ да 1.5 см2, WM3M. 500, W2 Wpaan. - 3000.

испытан при токах, номинальные значени 

которых измен лись от 20 до 700 А.

W2

llmlb

1,11 -  -f Г S Вг

п

ух -d2

4 W2

И

Х1 ХС2 xCl - Х2,

где Л/2 - число витков размагничивающей обмотки;

Иго - максимальный контролируемый ток шины 2;

й - средн   длина витка размагничивающей обмотки 4;

f - частота контролируемого тока;

у - удельна  проводимость, материала размагничивающей обмотки 4;

d - диаметр провода размагничивающей обмотки;

S - сечение магнитопровода;

20

Claims (3)

1. Датчик тока- содержащий замкнутый магнитопроводи размещенные на нем токо- ведущую шину, измерительную и размагничивающую обмотки, отличающи.йс-  тем, что, с целью расширени  области применени , в нем установлен регулируемый элемент, соединенный с размагничивающей обмоткой.

2, Датчик тока по п, 1, о т л и ч а ю щ и й- с   тем, что регулируемый элемент состоит из резистивного сопротивлени .

3. Датчик тока по п. 1,отличающий- с   тем, что регулируемый элемент выполнен в виде двух емкостей, индуктивности и регулируемого резистивного сопротивлени , образующих смешанное соединение, причем в неразветвленный части цепи включена одна из емкостей, а индуктивность подключена параллельно второй емкости и резистивному сопротивлению, соединенных последовательно.

Фиг. 4

Редактор

Составитель В.М сникова Техред М.МоргенталКорректор Л.Ливринц

I--i Фиг 2 Ж К