SU516143A1

SU516143A1 - Electromagnetic sensor for contactless overcurrent relay

Info

Publication number: SU516143A1
Application number: SU1966183A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Викторович Могилевский; Валерий Ефимович Райнин; Леонид Иванович Дик
Original assignee: Предприятие П/Я А-7147
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1976-05-30

Description

Между полюсами магнитной системы 1, котора охватывает токоведущую шину 2, расположен магнитный элемент 3, имеющий три параллельно включенных магнитопровода, на которых имеютс обмотки 4, 5, 6. Средний магнитопровод имеет значительно большее, чем крайние магнитонроводы, магнитное сопротивление , или имеет воздушный зазор.Between the poles of the magnetic system 1, which covers the conductor bus 2, there is a magnetic element 3 having three parallel-connected magnetic conductors on which there are windings 4, 5, 6. The middle magnetic conductor has a much larger than the extreme magnetic conductors, magnetic resistance, or has an air gap .

Магнитна система может быть выполнена также в виде тороидального сердечника с равномерно намотанной обмоткой и расположенного в середине тора пр моугольного магнитопровода с обмоткой.The magnetic system can also be made in the form of a toroidal core with a uniformly wound winding and a rectangular magnetic core with a winding located in the middle of the torus.

Обмотки 4 и 5 включены между собой последовательно и согласно в цепь, состо ш,ую из активного сопротивлени - резистора 7 - и генератора 8 переменного напр жени U пр моугольной формы (фиг. 2).The windings 4 and 5 are interconnected in series and in accordance with the circuit, consisting of active resistance - resistor 7 - and generator 8 of alternating voltage U of rectangular form (Fig. 2).

Принцип работы датчика основан на перераспределении магнитного потока в трехстержневой магнитной системе при намагничивании ее полем токоведушей шины посто нного тока и полем обмотки возбуждени , на которую подаетс переменное напр жение пр моугольной формы.The principle of operation of the sensor is based on the redistribution of the magnetic flux in a three-rod magnetic system when it is magnetized by the field of the direct current busbar and the field of the excitation winding, to which an alternating rectangular voltage is applied.

При отсутствии тока в шине переменный магнитный поток Ф, создаваемый обмотками 4 и 5, проходит только по крайним магнитопроводам , выполненным равного сечени и длины. Параметры генератора, магнитной системы и обмоток выбираютс таким образом, чтобы амплитуда переменного магнитного потока была равна потоку насьщени Фн крайних магнитопроводов.In the absence of current in the bus, the alternating magnetic flux Φ generated by windings 4 and 5 passes only along the extreme magnetic conductors of equal section and length. The parameters of the generator, magnetic system and windings are chosen in such a way that the amplitude of the alternating magnetic flux is equal to the saturation flux Fn of the extreme magnetic circuits.

В этом случае в цепи генератора через резистор 7 протекает ток, пропорциональный ширине петли гистерезиса. Очевидно, что вследствие симметрии системы магнитный поток не проходит через средний магнитопровод и в обмотке 6 3. д. с. не наводитс .In this case, a current flows in the generator circuit through the resistor 7, which is proportional to the width of the hysteresis loop. Obviously, due to the symmetry of the system, the magnetic flux does not pass through the middle magnetic circuit and in the winding 6 3. d. not induced.

При протекании тока в шине 2 через магнитную систему 1 и элемент 3 проходит посто нна составл юша магнитного потока Фт, пропорциональна току. Вследствие этого происходит насыщение одного из крайних магнитопроводов. Дл указанного на фиг. 1 направлени потоков насыщаетс верхний магнитопровод. Это приводит к наруш:ению симметрии распределени потоков и магнитодвижущих сил и, следовательно, нарастани магнитного потока в среднем магнитоироводе, что вызывает по вление на зажимах обмотки 6 импульса Е.When current flows in bus 2 through the magnetic system 1 and element 3 passes a constant component of the magnetic flux flux F, proportional to the current. As a result, one of the extreme magnetic circuits is saturated. For indicated in FIG. 1, the upper magnetic conductor is saturated. This leads to the violation of the symmetry of the distribution of the fluxes and the magnetomotive forces and, consequently, the growth of the magnetic flux in the middle magnetic circuit, which causes the appearance at the terminals of the winding 6 of the pulse E.

Одновременно на резисторе 7 по вл етс импульс напр жени , обусловленный увеличением тока i в цепи генератора 8 при насыщении одного из крайних магнитопроводов (см. фиг. 3, б).At the same time, a voltage pulse appears on the resistor 7 due to an increase in the current i in the generator circuit 8 when one of the extreme magnetic circuits is saturated (see Fig. 3, b).

При последующем переходе напр жени генератора 8 через нуль и нарастании переменной составл ющей потока происходит восстановление магнитной симметрии. Вследствие этого поток в среднем магнитопроводе снижаетс до нул , а на обмотке 6 возникает импульс э. д. с. обратной пол рности.During the subsequent transition of the voltage of the generator 8 through zero and an increase in the variable component of the flux, magnetic symmetry is restored. As a result, the flow in the average magnetic core decreases to zero, and a pulse e occurs on the winding 6. d. reverse polarity.

При изменении направлени тока в шппс п. следовательно, потока Фх пол рность импульсов в обмотке на среднем магнитопроводе соответственно измен етс (фиг. 3, в). Таким образом, при изменении направлени тока в шине величина и длительность протекани тока насыщени в цепи генератора 8 не измен етс , а импульсы в обмотке 6 мен ют знак на противоположный. Дл формировани сигнала, определ ющего направление тока, примен етс известна логическа схема, учитывающа пол рность импульсов, снимаемых с обмотки 6 по отношепию к импульсу напр жени на резисторе 7 (например, схема, приведепна на фиг. 2). В этой схеме ток, проход щий по резистору 7, выпр мл етс , а падение напр жени на резисторе 7 дифференцируетс устройством 9, и пол рность импульсов, полученных послеWhen the direction of the current in shpps is changed, the flux polarity of the pulses in the winding on the middle magnetic core changes accordingly (Fig. 3, c). Thus, when the current in the bus is changed, the magnitude and duration of the flow of the saturation current in the generator circuit 8 does not change, and the pulses in the winding 6 change sign to the opposite. To generate a signal that determines the direction of the current, a known logic circuit is used, taking into account the polarity of the pulses taken from the winding 6 in relation to the voltage pulse on the resistor 7 (for example, the circuit shown in Fig. 2). In this circuit, the current flowing through the resistor 7 is rectified, and the voltage drop across resistor 7 is differentiated by device 9, and the polarity of the pulses received after

дифференцировани , сравниваетс схемой 10 с пол рностьЕО импульсов, снимаемых с обмотки 6. Запаздывание работы бесконтактного направленного реле максимального тока с электромагнитным датчиком не превышает полупериода напр жени генератора 8.The differentiation is compared by the circuit 10 with the polarity of the EO pulses taken from the winding 6. The delay in the operation of the contactless directional overcurrent relay with the electromagnetic sensor does not exceed the generator voltage half-period 8.

При повышении тока происходит увеличение длительности насыщенного состо ни крайнего магнитонровода. Измерение величины тока в шине производитс путем преобразовани интервала протекани тока насыщени в цепи генератора 8 в напр жение известными методами.As the current rises, the duration of the saturated state of the outermost magnetic tube increases. The measurement of the current in the busbar is made by converting the saturation current flow interval in the generator 8 circuit to a voltage by known methods.

Таким образом, предлагаемое реле совмещает в себе функции измерени величины тока и определени его направлени .Thus, the proposed relay combines the functions of measuring the magnitude of the current and determining its direction.

Дл устранени ложных сигналов в обмотке 6 при резком нарастании тока в шине может быть использована дополнительна компенсационна обмотка, расположенна наTo eliminate spurious signals in the winding 6, with a sharp increase in the bus current, an additional compensation winding can be used, located on

магнитной системе 1, включенна последовательно и встречно с обмоткой 6.The magnetic system 1 is connected in series and counter with the winding 6.

При некотором максимальном токе вследствие полного насыщени сердечника магнитным полем шины функционирование релеAt a certain maximum current due to the complete saturation of the core with the bus magnetic field, the relay functions

прекращаетс . Таким образом, реле имеет определенный диапазон токов, при которых обеспечиваетс фиксаци направлени . Дл расширени диапазона токов сечение магнитной системы 1 выбираетс таким образом,is terminated. Thus, the relay has a certain range of currents at which the direction is fixed. To expand the range of currents, the cross section of the magnetic system 1 is selected in such a way

чтобы она насыщалась раньше, чем магнитный элемент 3. Дл устранени неносредственного намагничивани элемента 3 от пол шины используютс магнитные экраны.so that it is saturated before the magnetic element 3. Magnetic screens are used to eliminate the immediate magnetisation of the element 3 from the tire.

Claims

Invention Formula

Electromagnetic sensor for contactless overcurrent relay containing

an open magnetic system enclosing the busbar and a magnetic element with windings located between the poles of the magnetic system, characterized in that, in order to extend the functionality, the magnetic element is made in the form of a three-rod system, on two extreme rods of which are located the windings connected between a coaxially and connected to the generator, rectangular pulses through a bridge rectifier and a resistor, and on the middle rod,

having a higher magnetic resistance, the additional winding is located, together with a resistor in the rectified current of the field windings is connected to the input of the matching logic circuit, the output of which is the output of the sensor.

vV -NV-g -yVr

-VrV