SU1647427A1 - Измерительный преобразователь переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике. Цель - повышение точности преобразовани  путем увеличени  зоны линейности передаточной характеристики . Устройство содержит резисторы 1-3, трансформатор 4 тока и операционный усилитель 5, питание которого осуществл етс  от двухпол рного источника с полюсами 6,7. Сопротивлени  Rj-Ra резисторов 1-3 св заны с активным сопротивлением R4 вторичной обмотки трансформатора 4 тока соотношением (--) Ra R4. Ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора 4, создает падение напр жени  на резисторе 1, которое уравновешиваетс  падением напр жени  на резисторе 2, причем указанна  обмотка находитс  в цепи положительной обратной св зи усилител  5, а резистор 2 - в цепи его отрицательной обратной св зи. Зона линейности передаточной характеристики преобразовател  увеличиваетс  при увеличении RI и R3 и уменьшении Ra. Выходной сигнал снимаетс  с выхода операционного усилител  5. 1 ил. сл с

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации релейной защиты электроустановок, в частности распредпунктов. 5

Цель изобретения - повышение точности преобразования путем увеличения зоны линейности передаточной характеристики.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема измерительно- 10 го преобразователя переменного тока.

Устройство содержит резисторы 1-3, трансформатор 4 токе, операционный усилитель 5, двухполярный источник питания с полюсами 6 (+и„) и 7 (-Un). 15

На схеме отмечены также шина 8 нулевого потенциала и выводы 9 и 10 для подключения нагрузки.

С началом вторичной обмотки трансформатора '4 тока соединен од- 20 ним из выводов резистор 1, другим выводом подключенный к шине 8 нулевого потенциала. Потенциальный вывод инвертирующего входа операционного усилителя 5 соединен с первым выводом резистора 2 25 и одним из выводов резистора 3, а выходной потенциальный вывод - с другим выводом резистора 3 и выводом 9 для подключения нагрузки. Полюса 6 и 7 двухполярного источника питания подключены к соответству- 30 ющим питающим выводам операционного усилителя 5, а общий вывод (не показан) - к шине 8 нулевого потенциала, соединенной с выводом 10 для подключения нагрузки.

Вторичная обмотка трансформатора 4 35 тока началом соединена с потенциальным выводом неинвертирующего входа операционного усилителя 5, а концом - с его выходным потенциальным выводом, второй вывод резистора 2 подключен к шине 8 ну- 40 левого потенциала. Сопротивления Ri,R2 и Из соответственно резисторов 1,2 и 3 выбраны из соотношения (Ίί) ^{Пз < R4}’ ⁴⁵ где R4 - активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора 4 тока.

Устройство работает следующим образом.

Вторичный ток трансформатора 4 будет 50 создавать падение напряжения на резисторе 1, которое усиливается операционным усилителем 5 и уравновешивается падением напряжения на резисторе 2. При этом вторичная обмотка трансформатора 4 тока 55 находится в цепи положительной обратной связи усилителя 5, а резистор 3 - в цепи его отрицательной обратной связи. Выходное напряжение усилителя 5 является выход ным сигналом измерительного преобразователя.

В линейной зоне работы трансформатора 4 тока и операционного усилителя 5 выходное напряжение последнего с достаточной точностью связано с первичным током следующей зависимостью, определяющей передаточную характеристику преоб разователя:

где U вых - выходное напряжение устройства:

I - первичный ток трансформатора 4 то ка:

W4 - число витков вторичной обмотки трансформатора 4 тока.

Напряжение U4 на вторичной обмотке трансформатора 4 тока, под действием которого перемагничивается сердечник, соответствует выражению

Щ = —1— ( r₄ -~-R3).

W4 R2

Зона линейности передаточной характеристики преобразователя будет при про чих равных условиях увеличиваться при уменьшении напряжения U4, т.е. с ростом

R1.R3 и уменьшением R2.

npnR4= (~)^R3 R2 данная зона стремится к бесконечности, поскольку падение напряжения на резисторе 3 направлено встречно падению напряжения на сопротивлении R4. Однако полной компенсации достигнуть нельзя, так как возможно самовозбуждение операционного усилителя 5.

Поскольку операционный усилитель 5 должен пропускать ток вторичной обмотки трансформатора 4 тока, обычная интегральная усилительная конструкция может быть использована лишь для малоамперных преобразователей. При этом для уменьшения нагрузки на операционный усилитель 5 сопротивление резистора R2 рекомендуется выбирать значительно больше сопротивления Ri,

Для многоамперных преобразователей совместимость выходных параметров трансформатора 4 тока и операционного усилителя 5 может быть обеспечена приме нением дополнительного оконечного усилителя, устанавливаемого на выходе операционного усилителя.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Измерительный преобразователь переменного тока, содержащий трансформатор тока, с началом вторичной обмотки которого соединен одним из выводов первый резистор, другим выводом подключенный к шине нулевого потенциала, операционный усилитель, потенциальный вывод инвертирующего входа которого соединен с первым выводом второго резистора и одним из выводов третьего резистора, а выходной потенциальный вывод - с другим выводом третьего резистора и первым выводом для подключения нагрузки, двухполярный источник питания, полюса которого подключены к соответствующим питающим выводам операционного усилителя, а общий вывод к шине нулевого потенциала, соединенной с вторым выводом для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования путем увеличения зоны линейности переда10 точной характеристики, вторичная обмотка трансформатора тока началом соединена с потенциальным выводом неинвертирующего входа операционного усилителя, а кон5 цом - с его выходным потенциальным выводом, второй вывод второго резистора подключен к шине нулевого потенциала, причем сопротивления Ri,R2 и R₃ соответственно первого, второго и третьего резисторов выбраны из соотношения

   () R3 < FU.

   где R₄ - активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока.