SU1686604A1 - Устройство дл измерени тока в зар дных системах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехническим измерени м и может быть использовано дл  косвенного измерени  тока в зар дных цеп х аккумул торных батарей. Цель изобретени  - повышение надежности и КПД. Устройство содержит трансформаИзобретение относитс  к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано дл  измерени  тока в низковольтных преобразовательных устройствах , например, зар дных устройствах, источниках питани . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и КПД устройства. На фиг.1 приведена принципиальна  схема устройства; на фиг.2-4 - то же, варианты . Выход трансформатора 1 через выпр митель 2 подключен к выходу устройства и к зажимам аккумул торной батареи. Остальные элементы схемы образуют измерительный мост 3, перва  диагональ которого подключена параллельно вторичной обмотке трансформатора, а втора , измерительна  диагональ - к контрольно-измерительным выводам. торный источник переменного тока, зар дный выпр митель и датчик тока. Последний выполнен по мостовой или полумостовой схеме, входной диагональю подключенной к фазовым выводам трансформатора источника переменного тока, а выходной - к зажимам дл  подключени  измерительного прибора. Полумостова  схема предназначена дл  использовани  в нулевых схемах трансформаторного источника переменного тока. В одном из вариантов полумостовой схемы искусственный нулевой вывод образован резисторной схемой, подключенной через дополнительный выпр митель к фазовым выводам трансформаторного источника переменного тока. Устройство позвол ет производить измерение тока без разрыва токовой цепи. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. В принципиальной схеме устройства дл  измерени  тока (фиг.2) двум  плечами измерительного моста  вл ютс  полуобмотки трансформатора. В принципиальной схеме устройства дл  измерени  тока (фиг.З) два плеча моста подключены к вторичной обмотке трансформатора через выпр митель . В принципиальной схеме устройства дл  измерени  тока втрехфазной схеме выпр млений (фиг.4) кажда  фаза подключена к измери- тельной диагонали через свой элемент, например резистор. На фиг.5 приведены диаграммы токов и напр жений устройства дл  измерени  тока в зар дных системах, Устройство (фиг.1) работает следующим образом. При протекании тока нагрузки через вторичную обмотку трансформатора создаетс  падение напр жени  на внутреннем активно-индуктивном выходном сопротивлении трансформатора. Учитыва , что выЁ О 00 о о о Јь

Description

пр митель однополупериодный, а внутреннее сопротивление аккумул тора мало, одна полуволна выходного синусоидального напр жени  трансформатора во врем  проводимости выпр мител  просажена до уровн  t/ак, а друга  полуволна повтор ет напр жение холостого хода Umsin со t вторичной обмотки трансформатора. При этом конденсаторы моста С1 и С2 при равных резисторах будут зар жатьс  до различного значени  напр жени , что вызовет протекание уравнивающего разр дного тока одного направлени  по цепи: вторична  обмотка трансформатора, конденсатор Ci, измерительна  диагональ (измерительный прибор), конденсатор С2. Вольтметр посто нного тока, включенный в измерительную диагональ, покажет величину напр жени  в цепи зар да аккумул тора В схеме сравниваютс  два напр жени  на емкост х С1 и С2, которые Хран т информацию (усредненное напр жение ) за предыдущий полупериод и насто щий, а результат сравнени  двух этих напр жений есть напр жение, пропорциональное току в цепи зар да аккумул тора. Схемы однопульс- ного выпр млени  используютс  реже из-за подмагничивани  трансформатора посто нной составл ющей тока нагрузки и повышенных потерь из-за пульсирующей формы тока. Чаще всего дл  зар да используют двухполу- периодные схемы выпр млени 

В двухполупериодной схеме выпр млени  со средней точкой зар д аккумул тора измер етс  следующим образом. Учитыва , что в любой момент времени на вторичной обмотке трансформатора присутствует напр жение как просаженное до Uax. так и в противофазное ему эталонное Umsiruwt, результат их вычитани  при помощи измерительного моста, двум  плечами которого  вл ютс  вторичные полуобмотки трансформатора , будет напр жение, пропорциональное току в цепи зар да аккумул тора. В измерительной диагонали моста наводитс  напр жение, равное половине просаженного напр жени  во вторичной полуобмотке трансформатора. В моменты времени отсутстви  тока мост сбалансирован и выходное напр жение равно 0. При протекании тока одна из полуобмоток нагружаетс , что вызы- вает разбаланс моста и по вление на выходе моста напр жени , пропорционального току . Это напр жение разнопол рное и форма его приведена на фиг.5 (заштрихованна  область), в измерительной диагонали моста напр жение будет составл ть половинное значение (фиг.5). Дл  получени  однопол р- ного напр жени  пропорционального току, два плеча моста (фиг.З) подключены к вторичной обмотке трансформатора через выпр митель , Такое подключение плеч моста дает положительный эффект, заключающийс  в том, что диоды работают при напр жении с амплитудой полезного сигнала в два раза большей, чем если бы диоды были включены в измерительной диагонали, что улучшает в два раза не только полезный сигнал, но и качество измерени  - температурную стабильность, и снижает вли ние поэлементного-разброса параметров дио дов на коэффициент передачи устройства.

Трехфазный вариант схемы устройства (фиг.4) функционирует аналогично. Учитыва  свойство симметрии трехфазной цепи - при симметричной нагрузке равны нулю сумма токов трех фаз и потенциал искусственной нулевой точки относительно естественной нулевой точки, просадка напр жени  на одной или на двух фазах будет создавать разбаланс моста и между естественной и искусственной нулевыми точками будет напр жение, пропорциональное току нагрузки.

Показани  прибора, измер ющего среднее выходное напр жение измерительного моста, будут пропорциональны среднему значению тока. Коэффициент передачи устройства измерени  зар дного тока

v - Uncp wL

Дл  однополупериодной схемы выпр млени  Кпер1 -п-:. Дл  двухполупериодЈ ,. yd

ной схемы выпр млени  Кпер2

Учитыва , что частота сети ш стабильна и поддерживаетс  на уровне ± 0,4 Гц согласно ГОСТу, то коэффициент передачи устройства зависит только от индуктивности L, котора  достаточно стабильна в широком диапазоне температур.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными обусловлены косвенным измерением тока зар да без разрыва токовой цепи и при минимальных затратах на его реализацию.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  тока в зар дных системах, содержащее трансформаторный источник переменного тока, к выходным выводам которого подключен зар дный выпр митель и датчик тока, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, датчик тока выполнен по мостовой схеме, входной диагональю подключенной к выводам источника переменной ЭДС, а выходной к контрольно-измерительным выводам .
2. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что, с целью расширени  области применени  на системы с нулевыми схемами источников переменного тока, датчик тока выполнен в виде полумостовой схемы, выходной диагональю подключенной к нулевому выводу обмотки трансформатора и к

   искусственной нулевой точке, образованной , например, резисторами.
3. 3. Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что схема формировани  искусственной нулевой точки подключена через до- полнительный выпр митель к фазным выводам источника переменного тока.

   to./

   Г

   -&

   to

   i i

   A

   II

   Фиг 4

   Рм.5

   LJ

   urt