SU1004895A1 - Датчик тока - Google Patents

Description

на  надежность, обусловленные большим числом испольауемих преобразователей Холла,

Цель изобретени  - упрощение, дат- чика и повышение его надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, ;iTO в датчике тока, содержащем шесть лреобразователей Холла, расположенных вблизи тины с кoнтpoлиpye iым током, соединенных между собой последовательно одноименными потенциальными электродами, первый, п тый и третий преобразователи Холла установлены перпендикул рно одной из граней шины, одноименными потенциальными электродами в сторону этой грани, второй, шецтой и четвертый преобразователи Холла установлены идентичным образом у противоположной грани шины, первый, второй, третий и четвертый преобразователи Холла расположены у краев граней, п тый и шестой преобразователи Холла - у центра граней, трансформатор , имеющий первичную обмотку, подключенную к выходу генератора переменного тока, и восемь вторичных обмоток с одинаковым количеством витков, из которых первые четыре одноименными выводами раздельно присоединены к токовым электродам первого, второго, третьего и четвертого преобразователей Холла, п та  и шеста  обмотки одними одноименными ;выводами раздельно соединены с одними токовыми электродами п того и шестого преобразователей Холла, и усилитель, один входной зажим которого присоединен к свободному потенциальному электроду первого преобразовател  Холла, а вы ход св зан с выходом датчика, седьма  и восьма  обмотки трансформатора включены последовательно согласно с п той и шестой обмотками соответственно и свободными выводами раздельно . соединены с другими токовыми электродами п того и шестого преобразователе Холла, а свободный потенциальный электрод четвертого преобразовател  Холла присоединен к другому входноглу зажиму усилител .

На фиг.1 изображена блок-схема датчика; на фиг.2 - расположение преобразователей Холла датчика относи тельно шины с контролируемым током.

Датчик тока содержит преобразователи 1-6 Холла, расположенные вблизи шины 7 с контролируемым током, трансформатор 8 с одной первичной обмоткой 9, подключенной к выходу генератора 10 переменного тока, и восемью вторичными обмотками 11-18, имеющими одинановое количество витков, усилитель 19/ выход которого св зан с выходом датчика (фиг,1 и 2) ,

Преобразователи 1-6 Холла (фиг.1) соединены между собой последовательно одноименными потенциальными электродами и образуют цепочку, виводы которой , св занные со свободными потенциальныг-1и электродами преобразователей 1 и 4 Холла присоединены ко входу усилител  19. Вторичные обмотки 11-14 трансформатора 8, одноименными выво-, дами присоединены к токовым электродам преобразователей 1-4 Холла, вторичные обмотки 15, 16 и 17, 18 соединены попарно последовательно-согласно и свободными одноименными выводами присоединены к токовым электродам преобразователей 5 и б Холла.

Преобразователи 1, 5 и 3 Холла установлены перпендикул рно одной из узких граней шины 7, одноименными потенциальными электродами в сторону грани. Преобразователи 2, 6 и 4 Холла установлены таким же образом у противоположной грани 1чины 7. При этом преобразователи 1 и 3, и 4 Холла расположены у краев узких граней шины 7 на уровн х ее широких граней , а преобразователи 5 и б Холла около центров узких граней.

Преобразователи 5 и б Холла служат непосредственно дл  измерени  тока, протекающего по шине 7, а преобразователи 1-4 Холла обеспечивают компенсацию помех, наводимых токами в соседних шинах в преобразовател х

5и б Холла.

Датчик работает следующим образом. При включенном генераторе 10 переменного тока через токовые электроды преобразователей 1-6 Холла протекают токи J управлени , имеющие в каждом преобразователе одинаковое направление. При этом величина токов Эу управлени  в преобразовател х 5 и

6Холла- вдвое больше, чем в преобразовател х 1 и 2, 3 и 4 Холла, за счет присоединени  к токовым электродам каждого из преобразователей 5 и б Холла двух последовательно-согласно включенных обмоток 15 и 16, 17 и 18 трансформатора 8, что позвол ет удвоить напр жение, прикладываемое к токовым электродам этих преобразователей 5 и б Холла,

: При наличии тока шине 7 между потенциальными электродами каждого преобразовател  Холла возникает напр жение

,

где - коэффициент пропорциональности , учитыванлций чувствительность преобразовател  Холла;

Вц - нормальна  к плоскости преобразовател  Холла составл юща  вектора магнитной индукции в месте расположени  преобразовател  Холла. При этом силовые линии магнитного

пол , создаваемого током Зизм вход т в плоскость преобразовател  5 ХолЛс ) сверху, а в плоскость преобразовател  6 Холла снизу, в результате чего напр жени  между их потенциальными электродами, равные по величине, имеют разные знаки. Соединение-преобразователей 5 и 6 Холла одноименными потенциальными электродами приводит к суммированию выходных сигналов обоих преобразователей 5 и & Холла, причем их сумма пропорциональна величине контролируемого тока Эцэил , протекающего по шине 7, Выходной сигнал преобразователей 5 и б Холла усиливаетс  усилителем 19 и поступает на выход датчика .

При расположении справа или слева от шины 7 с контролируемым током З, шины с током помехи на рассто нии, соизмеримом с рассто нием между преобразовател ми 5 и 6 Холла, напр женность магнитного пол , создаваемого током помехи, в месте размещени  преобразователей 5 и б Холла, оказываетс  соизмеримой с напр же.нностью магнитного пол , создаваемого контролируемым током 3„зм « При этом в суммарном сигнале преобразователей 5 и 6 Холла возникает сигнал помехи. Комг пенсаци  этой помехи, осуществл етс  с помощью преобразователей 1-4 Холла, также соединенных между собойодноименными потенциальными электродами. При этом удвоенный сигнал помехи на выходе пары преобразователей 5 и 6 Холла, компенсируетс  суммой сигналов помех пар преобразователей 1 и 2, 3 и 4 Холла.

При расположении шины с током помехи над (под) шиной 7 с контро ируемым током Оиэ1А силовые шины магнитного пол , создаваемого током помехи вход тв плоскости преобразователей 1, 5 и 3 Холла сверху (снизу), а в плоскости преобразователей 2, б и 4 Холла - снизу (сверху). При этом сигналы помехи преобразователей Холла также взаимно компенсируютс  благодар  соединению преобразователей 1-6 Холла одноименными потенциальными электродами, и на выходе датчика формируетс  сигнал , пропорциональный. контролируемому току у(ъч Взаимна  компенсаци  помех на выходе преобразователей 1-6 Холла обеспечиваетс  при любом другом расподокении шины с током помехи.

Таким образом, предложенный датчик гока обеспечивает компенсацию помех При любом расположений их источника, но при меньшем количестве используемых преобразователей Холла, что упрощает датчик и поаашает надежность его работы..

Датчик может быть использован-; дл  бесконтактного измерени  как посто нного , так и переменного тока в

шинах пр моугольного сечени . Наиболее эффективно использование датчика в автономных электроэнергетических системах при повышенных требовани х к его габаритам и надежности, и наличии высокого уройн  помех, создавае№ ,1х токами короткого замыкани  в шинах соседних фидеров.

Claims (2)

1. Ириборы и техника эксперимента , 1, 1962, с. 124-128.

2.Авторское свидетельство СССР

789770, кл. G 01 R 19/00, 15.03.74 (прототи и) ..

/