SU742973A1 - Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока - Google Patents

Description

(54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относитс  к преобразовател м электрических величин и может быть использовано в измерительной и вычислительной технике, а также в системах автоматического регулировани  в качестве датчиков мощности и действующего значени  электрического тока. Известны функциональные преобразователи электрического тока 11J, выполненные на нелинейных элементах, в частности, на сердечнике с пр моугольной петлей гистерезиса (ППГ), Недостатком этих преобразователей  вл етс  ограниченный класс воспроизводимых функциональных завис1|мостей Из известных устройств наиболее близким по технической сущности  вл етс  трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока с профилированными в радиальном сечении сердечниками, выполненными из ферромагнитного материала с ППГ 2. Этот преобразователь выполнен на двух функциональных трансформаторных преобразовател х, входные обмотки которых вк.лючены последовательно и согласно, а выходные - последовательно и встречно. ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА К недостаткам этого преобразовател  следует отнести сложность конструкции профилированных тороидальных сердечников, что существенно ограничивает их применение. Целью насто щего изобретени   вл етс  упрощение конструкции трансформаторного преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока, содержащий тороидальный ферромагнитный сердечник с пр моугольной петлей гистерезиса, на котором расположены входна  и выходна  обмотки, введены мостовой выпр митель, одна диагональ которого подключена к выходной обмотке , и сглаживающий конденсатор, включенный в другую диагональ мостового выпр мител , а в тороидальном ферромагнитном сердечнике с пр моугольной петлей гистерезиса выполнены радиальные пазы, глубина которых измен етс  в радиальном направлении в соответствии с зависимостью dCcp( н L . «i )o. 2бг сДК

где F(R) - закон изменени  глубины радиальных в радиальном направлении; R - радиус перемагничивани 

сердечника;

Нд - высота сердечника; В - остаточна  магнитна 

индукци ;

Ф(Н) - поток вектора магнитной индукции в сердечнике, пропорциональный виду воспроизводимой функции. Йа фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема преобразовател ; на фиг. 2 - разрез сердечника преобразовател  дл  случа  квадрат чной Функции преобразовани .

Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока состоит из тороидального ферромагнитного сердечника 1 с пр моугольной пелей гистерезиса, в котором выполнены радиальные пазы, входной обмотки 2, выходной обмотки 3, мостового выпр мител  4 и сглаживающего конденсатора 5.

Преобразователь работает следующим Образом,

Входна  обмотка 2 преобразовател  под1 лючаетс  к источнику переменного ток4. В зависимости от величины амплтуда тока, протекающего по входной обмртке 2 преобразовател , перемагничЦваетс  часть сердечника 1 с радиуОом

Js-uNN

-г ли Не

где JQV амплитуда входного тока;.

л

W - количество витков входной

обмотки;

Н коэрцитивна  сила материала : сердечника,

В выходной обмотке 3 при этом наводитс  бипол рные импульсы.

Вольт-секундна  площадь выходных импульсов пропорциональна изменению магнитного потока в сердечнике дФ дВ дЗ. Поэтому посто нное напр жение на выходе преобразовател  пропорционально изменению магнитного потока в сердечнике. Дл  сердечника с 2ВгдЗ.

Учитыва  то обсто тельство, что ферромагнитный сердечник преобразовател  имеет радиальные .пазы, глубина которых измен етс  по радиусу, а также то, что магнитное сопротивление в пазах несравнимо больше магнитного сопротивлени  сердечника 1, площадь радиального сечени  перемагничиваемого объема сердечника будет измен тьс  с изменением радиуса перемагничивани  в соответствии с формулой:

e{R)5 H(R)CJR, вн

где Rgi - внутренний радиус тороидального сердечника; H(R)- закон изменени  эффективной высоты сердечника, т.е. закон изменени  высоты сердечника в пазах.

В соответствии с этим изменение магнигтного потока в сердечнике определ етс  по формуле ft

-(R) - 2Bp.i H(R)dR. Дифференциру  это уравнение, получим формулу дл  нахождени  закона изменени  эффективной высоты сердечника по радиусу в зависимости от реализуемой функции преобразовани 

w-.i.

Использу  это выражение,получим закон изменени  глубины пазов по радиусу ,(„). .

cSR

В случае квадратичной функции преобразовани  магнитный поток в сердечнике должен быть пропорционален квадрату амплитуды входного тока

(,х

Выража  ток через радиус перемагничивани , получим закон изменени  магнитного потока по радиусу:

,4KJC R Hc

CP{R)w ,

где К -: коэффициент пропорциональности .

Дифференциру  это уравнение, находим закон изменени  глубины ради-. альных пазов по радиусу в случае квадратичной функции преобразовани : 51

,-i.«

Как видно из этой формулы, закон изменени  глубины радиальных пазов в

ЭТОМ случае линейный, т.е. с ростом радиуса глубина их линейно уменьшаетс .

Предложенный трансформаторный преобразователь электрического тока выгодно отличаетс  от преобразователей с профилированными сердечниками, так как использование сердечников с радиальными пазами позволит существенно упростить конструкцию преобразовател , снизить его стоимость

за счет технологичности конструкции сердечника и тем самым обеспечить более широкое его применение.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока содержащий тороидальный ферромагic нитный сердечник с пр моугольной петлей гистерезиса, на котором располо жены входна  и выходна  обмотки, отличающийс  тем, что, с целью .упрощени  преобразовател , он содержит мостовой выпр митель, одна диагональ которого подключена к выходной обмотке, сглаживающий конденсатор , включенный в другую диагональ мостового выпр мител , а в тороидальном ферромагнитном сердечнике с пр моугольной петлей гистере зиса выполнены радиальные пазы, глу бина которых измен етс  в радиальном направлении в соответствии с зависимостью F(RVH --L.Ml If Л( г-, F(R} - закон изменени  глубины радиальных пазов в радиальном направлении; R -радиус перемагничивани  сердечника; . HQ - высота- сердечника; Вр -.остаточна  магнитна  индукци ; p(R) - поток вектора магнитной индукции в сердечнике, пропорциональный виду воспроизводимой функции. Источники информации, тые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР . 1183, кл. G Об с|7/2б, 1961. .Авторское свидетельство СССР 07,кл.С 06 G 7/26,1975 (протоГип) .