RU2208903C2 - Способ работы датчика для измерения импульсного тока - Google Patents
Способ работы датчика для измерения импульсного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208903C2 RU2208903C2 RU2001114472/09A RU2001114472A RU2208903C2 RU 2208903 C2 RU2208903 C2 RU 2208903C2 RU 2001114472/09 A RU2001114472/09 A RU 2001114472/09A RU 2001114472 A RU2001114472 A RU 2001114472A RU 2208903 C2 RU2208903 C2 RU 2208903C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- pulse
- secondary winding
- primary
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Использование: как способ работы датчика для измерения импульсного тока. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей датчика тока путем обеспечения его работы в режиме замера асимметричных относительно нуля импульсов тока. Датчик содержит трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в импульсную силовую цепь, по которой протекает импульсный ток i1. К выводам вторичной обмотки подключают высокоомное сопротивление, за счет которого во вторичной обмотке индуцируют импульс высокого напряжения противоЭДС до момента, когда ток намагничивания сравняется с первичным током, при этом площадь импульса высокого напряжения пропорциональна изменению тока намагничивания. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам работы датчиков тока с гальванической развязкой без дополнительного питания и может использоваться как способ работы датчика для измерения импульсного тока.
Известен оптоэлектронный датчик тока высокопотенциальных цепей, описанный в авт. свид. СССР 1566294 (публ.23.05.90 г.), в котором в качестве измерительного элемента используют шунт, включая его в цепь тока. Параллельно шунту подключают световой излучатель, интенсивность свечения которого изменяется при изменении тока, проходящего через шунт. Сигнал светового излучателя подают через оптический канал на фотоприемник. Недостатком датчика является использование шунта, имеющего большие габариты, уменьшение которых ведет к повышению тепловых потерь, а также большая чувствительность к помехам. Кроме того, в рассматриваемом датчике фотоприемник должен содержать дополнительный стабильный источник питания для формирования сигнала измерения.
Устранение недостатков шунта приводит к конструктивному усложнению датчика. Например, в авт. свид. СССР 641350 (публ.05.01.79 г.) использован коаксиальный шунт с принудительным охлаждением.
Наиболее близким по технической сущности является способ работы датчика тока, описанный в литературе [1], где в качестве измерительного элемента использован трансформатор тока. Первичную обмотку трансформатора включают в импульсную силовую цепь, а со вторичной обмотки снимают сигнал о величине тока в силовой цепи. При этом ампервитки первичного тока равны сумме ампервитков вторичного тока и ампервитков тока намагничивания. В рассматриваемом трансформаторе тока ток намагничивания составляет не более 1-3% первичного тока и им пренебрегают и, как следствие, ампервитки первичного тока равны ампервиткам вторичного тока. Недостаток известного датчика вытекает из свойства трансформатора не пропускать постоянную составляющую напряжения. При асимметричных относительно нуля импульсах тока, т.е. в случае неравенства площадей положительного и отрицательного импульсов, напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора не соответствует реальному значению тока в первичной обмотке. Другим недостатком является токовая погрешность, определяемая отношением тока намагничивания к первичному току.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей датчика тока, в котором в качестве чувствительного элемента используется трансформатор тока, путем обеспечения его работы в режиме замера асимметричных относительно нуля импульсов тока.
Указанная задача решается способом работы датчика импульсного тока с чувствительным элементом в виде трансформатора тока, первичную обмотку которого включают в импульсную силовую цепь, а со вторичной обмотки снимают сигнал о величине тока в первичной обмотке, ампервитки первичного тока равны сумме ампервитков вторичного тока и ампервитков тока намагничивания, при котором к выводам вторичной обмотки подключают высокоомное сопротивление, тогда изменение первичного тока равно изменению намагничивающего тока, который, в свою очередь, пропорционален площади импульса напряжения во вторичной обмотке.
Время импульса напряжения на выводах вторичной обмотки задают, как правило, при условии его ограничения временем минимальной паузы и по амплитуде указанного импульса определяют величину изменения первичного тока.
При работе преобразователя с постоянной частотой выпрямлением и интегрированием напряжения на выводах вторичной обмотки можно получать аналоговый сигнал для измерения амплитудного значения импульса первичного тока.
Способ можно использовать для измерения импульсного тока как однополярного, так и двухполярного симметричного или асимметричного, по площади относительно нуля.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию "изобретательский уровень".
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема датчика для измерения импульсного тока, на фиг.2 изображен график, поясняющий работу датчика.
Датчик содержит трансформатор тока, первичная обмотка 1 которого включена в импульсную силовую цепь, по которой протекает импульсный ток i1. Ко вторичной обмотке 2 параллельно ее выводам подключен высокоомный резистор 3, на котором формируется высоковольтный импульс напряжения U2. Кроме того, параллельно резистору 3 может быть подключен конденсатор 4.
Процессы в сердечнике трансформатора определяются законом электромагнитной индукции:
∫U2Δt = ΔBw2S, (1)
где U2 - напряжение на выводах вторичной обмотки;
Δt - время протекания импульса напряжения U2;
ΔВ - приращение индукции;
w2 - количество витков во вторичной обмотке;
S - сечение сердечника магнитопровода.
∫U2Δt = ΔBw2S, (1)
где U2 - напряжение на выводах вторичной обмотки;
Δt - время протекания импульса напряжения U2;
ΔВ - приращение индукции;
w2 - количество витков во вторичной обмотке;
S - сечение сердечника магнитопровода.
Как видно, приращение индукции в сердечнике за время действия импульса пропорционально площади импульса, выражаемой интегралом в левой части равенства.
Используя линейный участок намагничивания, получаем:
ΔB = (Δiμw1/l)μμ0, (2)
где Δiμ - приращение намагничивающего тока;
w1 - количество витков первичной обмотки;
l - длина магнитопровода;
μ - относительная магнитная проницаемость;
μ0 - магнитная постоянная.
ΔB = (Δiμw1/l)μμ0, (2)
где Δiμ - приращение намагничивающего тока;
w1 - количество витков первичной обмотки;
l - длина магнитопровода;
μ - относительная магнитная проницаемость;
μ0 - магнитная постоянная.
Ампервитки в магнитопроводе определяются по формуле:
i1w1 = iμw1+i2w2, (3)
где i1 - ток в первичной обмотке;
i2 - ток во вторичной обмотке.
i1w1 = iμw1+i2w2, (3)
где i1 - ток в первичной обмотке;
i2 - ток во вторичной обмотке.
В трансформаторе тока за счет высокого сопротивления во вторичной обмотке индуцируется высокая противоЭДС, пока iμ не сравняется с i1, в результате заканчивается изменение магнитного потока, а во вторичной цепи заканчивает протекать высоковольтный импульс.
Подставляя (2) в (1), получаем:
∫U2Δt = Δiμw1(μμ0/l)w2S, (4)
и учитывая, что изменение тока намагничивания Δiμ в установившемся режиме равно по величине первичному току i1
∫U2Δt = I1 ампw1(L2/w2), (5)
где I1амп - амплитудное значение i1;
L2 - индуктивность вторичной цепи, выражаемая формулой
L2 = w S(μμ0/1),
тогда при коммутации первичного тока во вторичной цепи возникает импульс напряжения, площадь которого пропорциональна величине тока I1амп.
Для получения затухающего синусоидального сигнала U2 параллельно вторичной обмотке 2 подключают конденсатор 4 и резистор 3, причем сопротивление резистора 3 выбирается из условия полного затухания, как правило, за один полупериод по времени, меньший времени минимальной паузы.
∫U2Δt = Δiμw1(μμ0/l)w2S, (4)
и учитывая, что изменение тока намагничивания Δiμ в установившемся режиме равно по величине первичному току i1
∫U2Δt = I1 ампw1(L2/w2), (5)
где I1амп - амплитудное значение i1;
L2 - индуктивность вторичной цепи, выражаемая формулой
L2 = w
тогда при коммутации первичного тока во вторичной цепи возникает импульс напряжения, площадь которого пропорциональна величине тока I1амп.
Для получения затухающего синусоидального сигнала U2 параллельно вторичной обмотке 2 подключают конденсатор 4 и резистор 3, причем сопротивление резистора 3 выбирается из условия полного затухания, как правило, за один полупериод по времени, меньший времени минимальной паузы.
Литература
1. Афанасьев В.В. "Трансформаторы тока", Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1989, с.13-17, 36.
1. Афанасьев В.В. "Трансформаторы тока", Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1989, с.13-17, 36.
Claims (4)
1. Способ работы датчика для измерения импульсного тока с чувствительным элементом в виде трансформатора тока, первичную обмотку которого включают в импульсную силовую цепь, со вторичной обмотки снимают сигнал о величине тока в первичной обмотке, а к выводам вторичной обмотки подключают сопротивление, при этом ампервитки первичного тока равны сумме ампервитков вторичного тока и ампервитков тока намагничивания, отличающийся тем, что сопротивление выбирают высокоомным, за счет него во вторичной обмотке индуцируют импульс высокого напряжения противоЭДС до момента, когда ток намагничивания сравняется с первичным током, при этом площадь импульса высокого напряжения пропорциональна изменению тока намагничивания.
2. Способ работы датчика для измерения импульсного тока по п.1, отличающийся тем, что задают время импульса напряжения на выводах вторичной обмотки при условии его ограничения временем минимальной паузы и по амплитуде указанного импульса определяют величину изменения первичного тока.
3. Способ работы датчика для измерения импульсного тока по п.1, отличающийся тем, что при работе преобразователя с постоянной частотой выпрямлением и интегрированием напряжения на выводах вторичной обмотки получают аналоговый сигнал для измерения амплитудного значения первичного тока.
4. Способ работы датчика для измерения импульсного тока по п.1, отличающийся тем, что его используют для измерения импульсного тока как однополярного, так и двухполярного симметричного или асимметричного по площади относительно нуля.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001114472/09A RU2208903C2 (ru) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Способ работы датчика для измерения импульсного тока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001114472/09A RU2208903C2 (ru) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Способ работы датчика для измерения импульсного тока |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001114472A RU2001114472A (ru) | 2003-05-20 |
| RU2208903C2 true RU2208903C2 (ru) | 2003-07-20 |
Family
ID=29209697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001114472/09A RU2208903C2 (ru) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Способ работы датчика для измерения импульсного тока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2208903C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020095302A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | Visic Technologies Ltd. | Derivative voltage and current sensing devices |
-
2001
- 2001-05-25 RU RU2001114472/09A patent/RU2208903C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АФАНАСЬЕВ В.В. Трансформаторы тока. - Л.: Энергоатомиздат, 1980, с.13-17. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020095302A1 (en) * | 2018-11-07 | 2020-05-14 | Visic Technologies Ltd. | Derivative voltage and current sensing devices |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2108587C1 (ru) | Измерительный преобразователь интенсивности тока | |
| US7876086B2 (en) | Current measuring device for measuring the electrical current flowing in an electrical conductor electrically isolated from the current measuring device | |
| CN106574950B (zh) | 具有磁通门检测器的电流变换器 | |
| DK421683D0 (da) | Detektorkredsloeb til brug ved stroemmaling | |
| RU2208903C2 (ru) | Способ работы датчика для измерения импульсного тока | |
| RU2207577C2 (ru) | Способ работы датчика для измерения импульсного однополярного тока | |
| US4011505A (en) | Current measuring device | |
| Zhang et al. | A new electro-optic hybrid current-sensing scheme for current measurement at high voltage | |
| RU2138824C1 (ru) | Датчик тока | |
| Qiu et al. | A method for detecting DC bias in transformer of dual active bridge DC-DC converter | |
| RU2079849C1 (ru) | Устройство для измерения тока | |
| SU901956A1 (ru) | Устройство дл измерени потерь в магнитном сердечнике | |
| SU1700655A2 (ru) | Магнитна антенна - индукционный кабелеискатель | |
| RU2001114472A (ru) | Способ работы датчика для измерения импульсного тока | |
| SU832435A1 (ru) | Устройство дл измерени электро-пРОВОдНОСТи | |
| RU2328002C1 (ru) | Измерительный преобразователь переменного тока | |
| JPS5940245A (ja) | 被測定体内部情報測定用磁場発生方法 | |
| SU1622428A1 (ru) | Устройство дл измерени плотности тока в электролите | |
| JPS59183378A (ja) | 電流検出装置 | |
| RU2229137C2 (ru) | Способ измерения больших токов | |
| SU789830A1 (ru) | Измерительный преобразователь посто нного тока | |
| RU2148265C1 (ru) | Способ контроля наличия короткозамкнутых витков в катушке индуктивности | |
| SU789771A1 (ru) | Способ дл измерени посто нной составл ющей переменного тока и устройство дл его осуществлени | |
| Li et al. | Optical fiber transient current measurement | |
| Weyand et al. | Fluxgate magnetometer for low-frequency magnetic electromagnetic compatibility measurements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060526 |