RU2510030C2 - Device for scale transformation - Google Patents
Device for scale transformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510030C2 RU2510030C2 RU2012120600/28A RU2012120600A RU2510030C2 RU 2510030 C2 RU2510030 C2 RU 2510030C2 RU 2012120600/28 A RU2012120600/28 A RU 2012120600/28A RU 2012120600 A RU2012120600 A RU 2012120600A RU 2510030 C2 RU2510030 C2 RU 2510030C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- winding
- load resistance
- series
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах и устройствах для измерения электрических величин тока, мощности, энергии, а также в системах защиты и автоматики.The invention relates to the field of measurement technology and can be used in systems and devices for measuring electrical quantities of current, power, energy, as well as in protection and automation systems.
Известны устройства для масштабного преобразования тока, содержащие усилитель, трансформатор тока с входной и выходной обмотками, нагрузку (см. а.с. №918868. БИ №13, и др.).Known devices for large-scale current conversion, containing an amplifier, a current transformer with input and output windings, load (see AS No. 918868. BI No. 13, etc.).
Недостатком таких устройств является низкая точность из-за невозможности компенсации сопротивлений нагрузки и обмотки трансформатора точнее, т.к. возможен разброс и отклонение параметров трансформатора и усилителя от номинального значения из-за влияния температуры и со временем.The disadvantage of such devices is low accuracy due to the impossibility of compensating the load resistances and the transformer winding more precisely, because scatter and deviation of the transformer and amplifier parameters from the nominal value is possible due to the influence of temperature and over time.
Другим недостатком является необходимость применения усилителей большой мощности и с большим выходным током, т.к. через усилитель течет полный ток нагрузки. Следствием этого является необходимость применять большие радиаторы мощный источник питания для усилителя.Another disadvantage is the need to use high power amplifiers and with a large output current, because The full load current flows through the amplifier. The consequence of this is the need to use large radiators as a powerful power source for the amplifier.
Следующим близким по техническому решению к предложенному устройству является устройство (по а.с. №1045136 БИ №36, 1983), содержащее первый трансформатор с входной и двумя выходными обмотками, усилитель, выход которого последовательно соединен с первой выходной обмоткой, первого трансформатора, второй трансформатор и блок опорного напряжения, вход которого подключен к входной обмотке первого трансформаторе, а выход - последовательно со второй выходной обмоткой первого трансформатора, выходная обмотка которого подключена ко входу усилителя, а обмотка обратной связи к его выходу.The next technical solution close to the proposed device is a device (according to AS No. 1045136 BI No. 36, 1983), comprising a first transformer with an input and two output windings, an amplifier whose output is connected in series with the first output winding, the first transformer, the second a transformer and a reference voltage unit, the input of which is connected to the input winding of the first transformer, and the output is in series with the second output winding of the first transformer, the output winding of which is connected to the input of the amplifier, the feedback winding to the outlet.
Недостатком такого устройства является сложность конструкции применяемого усилителя при больших токе и мощности в нагрузке и, как следствие этого, практическая невозможность применения устройства при токах нагрузки порядка 5 А.The disadvantage of this device is the design complexity of the used amplifier at high current and power in the load and, as a consequence, the practical impossibility of using the device at load currents of the order of 5 A.
Наиболее близким по техническому решению является устройство по а.с. №1582137. БИ №28, 1990 г., содержащее первый трансформатор с входной и выходной обмотками, усилитель, второй трансформатор с входной и тремя выходными обмотками первая из которых соединена с входом усилителя, сопротивление нагрузки, третья выходная обмотка второго трансформатора включена последовательно с выходной обмоткой первого трансформатора и сопротивлением нагрузки, параллельно которому подключается цепь, состоящая из последовательно соединенных выходной цепи усилителя и второй выходной обмотки второго трансформатора, входные обмотки обоих трансформаторов соединяются последовательно.The closest in technical solution is the device for A. with. No. 1582137. BI No. 28, 1990, containing the first transformer with input and output windings, an amplifier, the second transformer with input and three output windings, the first of which is connected to the amplifier input, load resistance, the third output winding of the second transformer is connected in series with the output winding of the first transformer and load resistance, in parallel to which a circuit is connected, consisting of a series-connected output circuit of the amplifier and the second output winding of the second transformer, the input windings of transformers are connected in series.
Недостатком такого решения является, ограничение типов нагрузок, одновременно подключаемых к выходу устройства, и режимов их эксплуатации.The disadvantage of this solution is the limitation of the types of loads simultaneously connected to the output of the device, and their operation modes.
Целью изобретения является расширение диапазона выходной мощности, для одних видов нагрузок, например, систем защиты, автоматики и высокой точности для систем измерений подключаемых одновременно.The aim of the invention is to expand the range of output power, for some types of loads, for example, protection systems, automation and high accuracy for measurement systems connected simultaneously.
Цель достигается тем, что последовательно с третьей выходной обмоткой второго трансформатора и выходной обмоткой первого трансформатора, введено дополнительное сопротивление нагрузки. Сущность изобретения заключается в следующем.The goal is achieved in that in series with the third output winding of the second transformer and the output winding of the first transformer, an additional load resistance is introduced. The invention consists in the following.
1. Устройство для масштабного преобразования тока содержит первый трансформатор с входной и выходной обмотками, усилитель, второй трансформатор с входной и тремя выходными обмотками, первая из которых соединена с входом усилителя, сопротивление нагрузки, третья выходная обмотка второго трансформатора включена последовательно с выходной обмоткой первого трансформатора и сопротивлением нагрузки, параллельно которому подключается цепь, состоящая из последовательно соединенных выходной цепи усилителя и второй выходной обмотки второго трансформатора, входные обмотки обоих трансформаторов соединяются последовательно, отличающееся тем, что последовательно с третьей выходной обмоткой второго трансформатора и выходной обмоткой первого трансформатора, введено дополнительное сопротивление нагрузки.1. The device for large-scale current conversion comprises a first transformer with input and output windings, an amplifier, a second transformer with input and three output windings, the first of which is connected to the amplifier input, load resistance, the third output winding of the second transformer is connected in series with the output winding of the first transformer and load resistance, in parallel with which a circuit is connected, consisting of a series-connected output circuit of the amplifier and the second output winding of the second transformer, the input windings of both transformers are connected in series, characterized in that additional load resistance is introduced in series with the third output winding of the second transformer and the output winding of the first transformer.
2. Устройство для масштабного преобразования тока по п.1, отличающееся тем, что дополнительное сопротивление нагрузки выполнено в виде последовательно включенных гальванически разделяемого от основной нагрузки дополнительного сопротивления нагрузки и третьего трансформатора, так что его первичная обмотка подключена последовательно с выходной обмоткой первого трансформатора и они имеют одну общую клемму, а к вторичной обмотке подключается дополнительное гальванически разделяемое от основного сопротивление нагрузки.2. The device for large-scale current conversion according to
На чертеже фигура 1, фигура 2, представлены варианты выполнения предложенного устройства для масштабного преобразования тока.In the drawing, figure 1, figure 2, presents embodiments of the proposed device for large-scale current conversion.
Устройство на фигуре 1 содержит первый трансформатор 1 и второй трансформатор 2, усилитель 3, входные обмотки 4 и 5, выходные обмотки 6 и 7, 8, 9 первого 1 и второго 2 трансформаторов соответственно, сопротивления основной 10 и дополнительной 11 нагрузок.The device in figure 1 contains a
Устройство на фигуре 2 содержит первый трансформатор 1 и второй трансформатор 2, усилитель 3, входные обмотки 4 и 5, выходные обмотки 6 и 7, 8, 9 первого 1 и второго 2 трансформаторов соответственно, сопротивлений основной 10 и дополнительной нагрузок, причем в качестве дополнительной нагрузки используется первичная обмотка 11 третьего трансформатора 12, к вторичной обмотке 13, которого подключаются гальванически разделяемое от основной дополнительное сопротивления нагрузки 14.The device in figure 2 contains a
Принцип действия предложенного устройства по фигуре 1 следующий.The principle of operation of the proposed device according to figure 1 is as follows.
Входной ток, проходя через обмотки 4 и 5, намагничивает сердечники трансформаторов 1 и 2. Во вторичных обмотках трансформаторов I и 2 вследствие этого действуют напряжения и протекают токи.The input current passing through
Ток I10 нагрузки 10 обеспечивается в основном за счет напряжения, наводящегося на обмотке 6. Под действием этого напряжения через обмотки 6, 7 и нагрузку 10 течет ток I6.The current I 10 of the
Сердечник трансформатора 2 практически размагничен за счет действия компенсирующих потоков создаваемых токами в обмотках и 7 и 9.The core of
При коэффициенте петлевого усиления 10-100, который обеспечивается за счет выбора коэффициента усиления усилителя 3 и числа витков обмоток 8, 9 трансформатора 2, магнитный поток в сердечнике трансформатора 2 может быть сделан очень малым. Поэтому с достаточной точностью справедливо для трансформатора 2 соотношениеWith a loop gain of 10-100, which is ensured by choosing the gain of the
где I1 - входной ток трансформаторов 1 и 2;where I 1 is the input current of
I6 - ток обмотки 6;I 6 - current winding 6;
I9 - ток через обмотку 9;I 9 - current through the winding 9;
W5, W7, W9 - числа витков обмоток 5, 7, 9.W 5 , W 7 , W 9 - the number of turns of the
Током обмотки 8 пренебрегаем, т.к. при большом входном сопротивлении усилителя его влияние ничтожно мало. Из (1) имеем:We neglect the current of winding 8, because with a large input impedance of the amplifier, its effect is negligible. From (1) we have:
Так как сопротивление нагрузки 10 выбирается достаточно малым по сравнению с эквивалентными сопротивлениями источников токов I6 и I9 (сопротивлениями обмотки 6, даже без учета дополнительного сопротивления 11, и усилителя 3), то полный ток нагрузки I10 практически определяются как сумма токов I6 и I9 Since the
С учетом (2) имеемIn view of (2), we have
Если W7=W9, то независимо от искажений, вносимых трансформатором 1 результат преобразования пропорционален величине I1. Число витков обмотки 6 практически выбирают так, чтобы выполнялось соотношение W6=W4(I1/I10ном),If W 7 = W 9 , then regardless of the distortions introduced by the
Где I10ном - номинальное значение тока нагрузки 10 при заданном значении тока I1.Where I 10nom - the nominal value of the
При этом основная мощность передается в нагрузки 10 и 11 через трансформатор 1 и лишь часть мощности, рассеиваемой нагрузкой 10, формируется усилителем 3.In this case, the main power is transmitted to the
При этом, несмотря на то, что нагрузка первого 1 трансформатора из-за дополнительной нагрузки 11 от систем защиты и автоматики в несколько раз возрастает, по сравнению с нагрузкой 10 от измерительных систем, мощность усилителя 3 для обеспечения точности в нагрузке 10 увеличится незначительно, так как она пропорциональна не мощности трансформатора 1, а его погрешности. Так при погрешности трансформатора 1 равной 0,5% и мощности нагрузки 10 от измерительных систем 1,0 Вт составит доли процента от усилителя 3 потребуется мощность равная 0,5% от выделяемой на нагрузке 10, т.е. равная 0,05 Вт.Moreover, despite the fact that the load of the first 1 transformer due to the
Таким образом, в отличие от прототипа обеспечивается возможность подключения к устройству как систем защиты и автоматики, требующих большой мощности при умеренной погрешности порядка 0,5%, так и точных измерительных цепей требующих небольшой мощности, но малой погрешности порядка 0,1%.Thus, unlike the prototype, it is possible to connect to the device both protection and automation systems requiring high power with moderate error of the order of 0.5%, and accurate measuring circuits requiring low power, but small error of the order of 0.1%.
Принцип действия устройства по фигуре 2, отличается от предыдущего тем, что гальванически разделяемое сопротивление нагрузки 14 приводится дополнительным третьим трансформатором 12 к его первичной обмотке с коэффициентом пропорциональности (W13/W11)2. Такое решение обеспечивает необходимое соотношение токов в нагрузках 10 и 14, а также их гальваническое разделение. Некоторое увеличение погрешности тока в нагрузке 14, за счет погрешности трансформатора 12, не имеет особого значения, если учесть, что точность для измерительной нагрузки 10 остается практически неизменной, т.е. не более 0,1%, тогда как ток в сопротивлении нагрузки 14 соответствует системе защиты и автоматики, где требования к точности не столь высоки.The principle of operation of the device according to figure 2, differs from the previous one in that the galvanically shared
Высокая точность, небольшие вес и габариты, расширенный диапазон выходной мощности устройства, соответствующие разным типам нагрузок и режимов эксплуатации, позволят широко применить такое устройство в измерительных системах и системах автоматики.High accuracy, small weight and dimensions, an expanded range of output power of the device, corresponding to different types of loads and operating modes, will make it possible to widely use such a device in measuring systems and automation systems.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120600/28A RU2510030C2 (en) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | Device for scale transformation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012120600/28A RU2510030C2 (en) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | Device for scale transformation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012120600A RU2012120600A (en) | 2013-12-10 |
RU2510030C2 true RU2510030C2 (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=49682519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012120600/28A RU2510030C2 (en) | 2012-05-21 | 2012-05-21 | Device for scale transformation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510030C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200616U1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | DEVICE FOR SCALE CURRENT CONVERSION |
RU2747212C2 (en) * | 2019-05-16 | 2021-04-29 | Александр Михайлович Косолапов | Current transformer with active correction |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU545929A1 (en) * | 1971-12-10 | 1977-02-05 | Владимир Ильич Турченков | Dc to ac converter |
SU1582137A1 (en) * | 1988-02-18 | 1990-07-30 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Scale converter |
RU2329514C1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-07-20 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Alternating current measurening tool |
US20090212761A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Keihin Corporation | Dc-dc converter and voltage detector using same |
US20110215793A1 (en) * | 2008-01-11 | 2011-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and device for diagnosing signal status in measurement, drive, or control, and transformer used in the device |
-
2012
- 2012-05-21 RU RU2012120600/28A patent/RU2510030C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU545929A1 (en) * | 1971-12-10 | 1977-02-05 | Владимир Ильич Турченков | Dc to ac converter |
SU1582137A1 (en) * | 1988-02-18 | 1990-07-30 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Scale converter |
RU2329514C1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-07-20 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский электротехнический институт им. В.И. Ленина" | Alternating current measurening tool |
US20110215793A1 (en) * | 2008-01-11 | 2011-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method and device for diagnosing signal status in measurement, drive, or control, and transformer used in the device |
US20090212761A1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-08-27 | Keihin Corporation | Dc-dc converter and voltage detector using same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2747212C2 (en) * | 2019-05-16 | 2021-04-29 | Александр Михайлович Косолапов | Current transformer with active correction |
RU200616U1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) | DEVICE FOR SCALE CURRENT CONVERSION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012120600A (en) | 2013-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10078102B2 (en) | Methods and devices for AC current sources, precision current transducers and detectors | |
EP2955529B1 (en) | Power converter, short-circuit detecting device thereof and short-circuit detecting method thereof | |
CN107102187B (en) | Zero-flux fluxgate current sensor for measuring alternating current and direct current heavy current | |
CN103176148B (en) | Testing device and testing method for silicon steel core limit hysteresis loop | |
CN102331517A (en) | Inductive current detection circuit and DC-DC (direct current to direct current) power switch converter | |
EP3440768B1 (en) | Power converter | |
US9632164B2 (en) | Methods and systems for accuracy improvement in current comparators | |
RU2510030C2 (en) | Device for scale transformation | |
CN102969136B (en) | A kind of big current, High-accuracy direct current current transformer | |
US9991808B2 (en) | Cross regulation circuit for multiple outputs and cross regulation method thereof | |
CN104576005A (en) | Alternating current transformer | |
EP3116001A1 (en) | Impedance-compensated current transformer | |
Górecki et al. | Electrothermal analysis of the self-excited push–pull DC–DC converter | |
Pustovetov | A universal mathematical model of a three-phase transformer with a single magnetic core | |
RU2747212C2 (en) | Current transformer with active correction | |
US20200051738A1 (en) | Current Transformer with Current Branches on Primary Conductor | |
RU200616U1 (en) | DEVICE FOR SCALE CURRENT CONVERSION | |
EP3529623B1 (en) | Device and method for measuring electrical current in an electrical conductor | |
WO2014131378A1 (en) | Measurement current transformer | |
RU2510029C2 (en) | System to account power consumption | |
CN105683043B (en) | A kind of protection equipment for being used for preventing the upstream circuit of power supply module | |
JP2005181021A (en) | Current-measuring device and power supply device having current-measuring means | |
RU180905U1 (en) | ELECTRIC ENERGY METER CURRENT CIRCUIT | |
RU2528270C2 (en) | Dc sensor with isolation | |
Górski et al. | The power amplifier dedicated for set-up to the measure parameters of magnetic devices |