RU7208U1 - Трансформаторный делитель напряжения - Google Patents

Abstract

Трансформаторный делитель напряжения, содержащий несколько каскадов, которые соединены параллельно и выполнены в виде двухобмоточных трансформаторов с тесной индуктивной связью и магнитопроводом из ферромагнитного материала, первичная обмотка которых выполнена в виде измерительной декады, а вторичная - в виде обмотки возбуждения, присоединенной к измерительной декадной обмотке последующего каскада, отличающийся тем, что в него введен дополнительный трансформаторный делитель напряжения, который содержит обмотку возбуждения в виде одного или нескольких витков, которые намотаны на магнитопровод первого каскада основного делителя, при этом к обмотке возбуждения присоединена первичная обмотка первого каскада дополнительного делителя, одна из вторичных обмоток которого выполнена по типу обмотки автотрансформатора и соединена последовательно и согласно с обмоткой возбуждения первого каскада основного делителя, а другая вторичная обмотка - обмотка возбуждения присоединена к первичной обмотке второго каскада дополнительного делителя, при этом последующие каскады дополнительного делителя присоединены к соответствующим последующим каскадам основного делителя по аналогии с соединениями в первом каскаде, а магнитопроводы основного и дополнительного делителей напряжения выполнены из низконикелевых пермаллоев или высококачественной электротехнической стали.

Description

Трансформаторный делитель напряжения

Трансформаторный делитель напряжения относится к электроизмерительной технике и предназначен для использования в качестве точного масштабного преобразователя в широком диапазоне входных и выходных напряжений, применяемых в условиях механических помех - тряски и вибрациях.

Известен трансформаторный делитель напряжения с трансформаторной связью мевду каскадами (с плавшзщей секцией) l,S,3j, в котором на каждом каскаде размещены измерительная декадная обмотка и обмотка возбуждения, с которой подается напряжение на вход измерительной декадной обмотки последуюш,его каскада. Каскады делителя напряжения фактически представляют собой двухобмоточные трансформаторы, первичная обмотка которых является измерительной обмоткой каскада, а вторичная - обмоткой возбуждения. Напряжение на обмотке возбуждения равно 1/10 входного напряжения каскада. Выходное напряжение делителя равно сумме выходных напряжений калзкадов, а коэффициент деления - сумме показаний каскадов.

Недостаток известного трансформаторного делителя напряжения заключается в том, что применяемые в них сердечники (магнитопроводы) из высоконикелевых пермаллоев, в особенности при напряжениях свыше 100 В,

. 5/0

имеют высокую стоимость, а механическое напряжение, обусловленное тряской и вибрациями при транспортировке, снижают магнитные свойства высоконикелевых пермаллоев С43, что приводит к погрешности делителей.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает получение следующих техн1меских результатов: снижение стоимости трансформаторного делителя в широком диапазоне входных напряжений за счет применения низконикелевых пермаллоевых магнитопроводов или высококачественной электротехничеокой стали, снижение влияния тряски и вибраций на магнитные свойства магнитопроводов, и погрешность делителей.

Указанная задача решена в результате того, что в трансформаторный делитель напряжения, содержаш й несколько ка1зкадов, -которые соединены параллельно и вьшолнены в виде двухобмоточнььх трансформаторов с тесной индуктивной связью и магнитопроводом из ферромагнитного материала, первичная обмотка которых выполнена в виде измерите.яьной декады, а вторичная - в виде обмотки возбувдения, присоединенной к измерительной декадной обмотке последуюш;его кас-када, введен дополнительный траноформаторный де.штель напряжения, который содержит обмотку возбуждения в виде одного или нескольких витков, которые намотаны на магнитопровод первого каскада основного делителя, при этом к обмотке возбуждения присоединена первичная обмотка первого казкада дополнительного делителя, одна из вторичных обмоток которого выполнена по типу обмотки автотрансформатора и соединена последовательно и согласно с обмоткой возбуждения первого каскада основного делителя, а другая вторичная обмотка, - обмотка возбуждения присоединена к первичной обмотке казкада дополнительного делителя, при этом последуюш;ие

-.1

каскады дополнительного делителя присоединены к соответствующим последующим каскадам основного делителя по аналогии с соединениями в первом каскаде, а магнитопроводы основного и дополнительного делителей напряжения выполнены из низконикелевых пермаллоев или высококачественной электротехнической стали.

На фиг.1 приведена схема трансформаторного делителя напряжения, который содержит однокаскадные трансформаторные делители напряжения 1,2,3,4,5,6. Одноказкадные трансформаторные делители напряжения содержат декадные измерительные обмотки 7,8,9ДО,11,12, являющиеся первичными обмотками, переключатели декадньлх измерительных обмоток 13,14,15,16,17,18, вторичные обмотки 19,20,21,22,23, являющиеся обмотками возбуждения для последующих каскадов. Кроме этого, делитель 1 содержит обмотку 24, которая является обмоткой возбуждения для дополнительного трансформаторного делителя напряжения, содержащего одноказкадные трансформаторные делители напряжения 25,26,27,28,29. Они содержат первичные обмотки 30,31,32,33,34, обмотки возбуждения последующих ка1зкщов 35,36,37,38 и обмотки 39,40,41,42,43, предназначенные для компенсации погрешностей делителя, обусловленных шунтированием обмоток делителя последующим каскадом. Измерительные обмотки 7,8,9, 10,11,12 и обмотки возбуждения 19,20,21,22,23, тесно скрученные между собой в общий жгут, намотаны на тороидальные магнитные сердечники (на фиг Л не обозначены) с относительно высокой магнитной проницаемостью, обеспечиваемой низконикелевыми пермаллоями , что обеспечивает тесную индуктивную связь между проводами обмоток и высокую точность деления напряжения.

Входное напряжение подается на клеммы 44,45, выходное напряжение снимается с клемм 46,47.

Первый каскад делителя обеспечивает деление входного напряжения от О до 1 ступенями ОДивх; второй каскад - от О до 0,1 ступенями 0,01UBX; третий казкад - от О до 0,01 ступенями 0,001UBX, и т.д.

Однокаскадные делители напряжения 25,6,27,28,S9 выполнены на тороидальных сердечниках с относительно высокой магнитной проницаемостью. Обмотки 39,40,41,42,43 выполнены с возможностью изменения количества включенных витков по типу автотрансформаторов.

Ра5ота трансформаторного делителя напряжения заключается в следующем.

Входное напряжение UBX подается на клеммы 44,45 и на декадную измерительную обмотку 7 одноказкадного делителя 1. Выходное напряжение делителя 1 изменяется при помощи переключателя 13 от нуля до UBX. При этом напряжение, равное 0,1UBX со вторичной обмотки возбуждения 19 подается на вход декадной измерительной обмотки 8 однокаскадного делителя 2. Аналогичный процесс деления входного напряжения осуществляется последующими каскадами делителя. Поскольку в качестве магнитопроводов применен низконикелевый пермаллой или высококачественная электротехническая сталь, то входное сопротивление каждого последующего каскада резко снижается по сравнению с каскадом, выполненным на основе высоконикелевого магнитопровода. Это приводит к шунтированию выходного сопротивления обмоток 19,20,21,22,23 соответственно входным сопротивлением однокасзкадных делителей 2,3,4,5,6, что обусловливает погрещность трансформаторного делителя напряжения от шунтьфования предыдущего кэзкада последующим. Эта погрешность компенсируется введением напряжения, снимаемого с обмотки 39 однокаскадного дополнительного делителя напряжения 25. При этом выходное напряжение трансформаторного делителя и1вых при положении перекж)чателя 13 в положеНИИ ОДиВХ, то есть включена первая ступень обмотки 7, а переключатели 14,15,16,17,18 находятся в нулевом положении, и выходное напряжение игвььх делителя при нахождении переключателя 14 в положении 0,1UBX, т. е. включены десять ступеней обмотки 8, а все другие переключатели находятся в нулевом положении, должны быть равны. Равенство и1вых и2вььх обеспечивается изменением положения движка (на фиг. 1 не обозначен) по обмотке 39. Здесь к напряжению возбуждения, снимаемого с обмотки 19, доб ляется напряжение с обмотки 39, компенсирующее погрешность, обусловленную шунтированием обмотки 19 входным сопротивлением однокаскадного делителя 2.

Аналогично компенсация погрешностей трансформаторного делителя производится при помошд делителей 6,7,28,29.

Применение дополнительных однока зкадных делителей напряжения 25,26,27,28,29 для компенсации погрешностей, обусловленных шунтированием обмоток возбуждения входным сопротивлением последующих каскадов, обеспечивает высокую точность трансформаторных делителей напряжения в широком диапазоне входных напряжений. При этом в качестве магнитопроводов использованы низконикелевый пермаллой или высококачественная электротехническая сталь.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает построение трансформаторных делителей напряжения в широком диапазоне входных напряжений, обеспечивает низкую стоимость делителей и возможность их использования в условиях механических помех - тряски и вибраций при транспортировке делителей.

1. Гриневич Ф.Б. и др. Трансформаторные измерительные мосты.-М:Энергия, 1970,с. 129,130.

g. БайкоЕ В.М. Трансформаторные делители напряжения.-М.: Машиностроение, 1984, с. 31,32.

3.БайкоБ В.М. Методика расчета погрешностей трансформаторных делителей от токов утечки меледу секциями. Исследования в области электрических измерений. Труды метрологических институтов СССР. Выпуск 138(198), 1972, с. 12,13.

4.Преображенский А.А. Магнитные материалы и элементы.-М.:Высшая школа, 1976, с. 117.

Литература

Claims (1)

1. Трансформаторный делитель напряжения, содержащий несколько каскадов, которые соединены параллельно и выполнены в виде двухобмоточных трансформаторов с тесной индуктивной связью и магнитопроводом из ферромагнитного материала, первичная обмотка которых выполнена в виде измерительной декады, а вторичная - в виде обмотки возбуждения, присоединенной к измерительной декадной обмотке последующего каскада, отличающийся тем, что в него введен дополнительный трансформаторный делитель напряжения, который содержит обмотку возбуждения в виде одного или нескольких витков, которые намотаны на магнитопровод первого каскада основного делителя, при этом к обмотке возбуждения присоединена первичная обмотка первого каскада дополнительного делителя, одна из вторичных обмоток которого выполнена по типу обмотки автотрансформатора и соединена последовательно и согласно с обмоткой возбуждения первого каскада основного делителя, а другая вторичная обмотка - обмотка возбуждения присоединена к первичной обмотке второго каскада дополнительного делителя, при этом последующие каскады дополнительного делителя присоединены к соответствующим последующим каскадам основного делителя по аналогии с соединениями в первом каскаде, а магнитопроводы основного и дополнительного делителей напряжения выполнены из низконикелевых пермаллоев или высококачественной электротехнической стали.