SU845107A1 - Устройство дл измерени посто нногоТОКА - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к устройст вам дл  измерени  посто нного тока, предназначено дл  измерени  относительно малых токов. Известны измерители посто нного тока с использованием магнитных уси . лителей-модул торов fll , Г2. Их недостатком  вл етс  наличие цепи смещени , нарушение работы которой приводит к ложному сигналу да чика максимального и обратного посто нных токов. Наиболее близок к предлагаемому устройству измеритель, содержащий источник питани  переменного тока, магнитный модул тор, промежуточные трансформаторы, источник питани  по сто нного тока, измерительный элемент и индикатор . Недостатком известного устройств  вл етс  низка  точность измерени , обусловленна  тем, .что при наличии второй гармоники в источнике питани  переменного напр жени  на вьоходе по вл етс  ложный сигнал (первый вид погрешности). Изменение величины неискаженного гармониками напр жени  в источнике питани  рабочих обмоток магнитного модул тора измен ет величину сигнала на выходе модул тора пр неизменном входном сигнале посто нного тока в обмотке управлени  (второй вид погрешности). Цель изобретени  - уменьшение погрешности измерени  путем устранени  ложных сигналов при наличии гармоник в напр жении питани  и от изменени  амплитуды напр жени  питани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  посто нного тока, содержащем источник питани  переменного тока, магнитный модул тор , промежуточные трансформаторы, источник питани  посто нного тока, измерительный элемент и индикатор, измерительный элемент выполнен в виде схемы сравнени  по знаку мгновенных значений напр жений двух полупериодов , два входа схемы сравнени  подсоединены разнопол рно ко вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов , первичны1Э обмотки которых включены последовательн9 с рабочими об- . мотками магнитного модул тора. На фиг. 1 приведена принципиальна  электрическа  схема устройства} на фиг. 2 - п эинципиальна  электрическа  схема измерительного элемента .на фиг. За, б. с - графики мгновенных значений напр жений на входе

схемы сравнени , когда: а) создавшие их токи рабочих обмоток магнитного модул тора искажены входным сигналом посто нного тока р обмотке yпpaвлeни  б, в) создавшие их токи рабочих обмоток магнитного модул тоt a искажены только наличием гармоник в источнике питани  переменного тока

Устройство дл  измерени  посто нного тока содержит зажимл 1 и 2 источника питани  посто нного тока, дроссель 3, обмотку управлени  4 магнитного модул тора 5. Рабочие обмотки 6 и 7 модул тора подсоединены к зажимаМ 8 и 9 источника питани  переменного тока и последовательно с первичными обмотками промежуточных трансформаторов 10 и 11, вторичные обмотки 12, 13 которого разнопол рно подключены , ко входным зажимам 14-16 схемы сравнени , котора  состоит из входных диодов 17 и 18, усилительного элемента 19, зажимов 20 стабилизированного источника питани , резистора 21 и обмотки 22 индикатора.

Обмотка 22 индикатора и резистор 21 подсоединены параллельно конденсатору 23, а вс  группа элементов через разр дный резистор 24 подключена параллельно промежутку коллектор-эммитер транзистора 25. Коллектор транзистора через ограничительный резистор 26 подсоедине.н к плюсовому зажиму 20 стабилизированного источника питани , а эмиттер - к минусу. Отвод потенциометра 27 соединен с входным зажимом 14.

Устройство работает следующим образом . При наличии сигнала посто нного тока на зажимах 1 и 2 источника питани  посто нного тока форма кривой тока в рабочих обмотках магнитного модул тора 5, а также напр жение на вторичных обмотках 12, 13 промежуточного трансформатора искажаютс , как показано на фиг. За. С целью упрощени  на фиг. 3 показаны пропорциональные токам напр жени  при условии ., что в токах рабочих обмоток магнитного модул тора 5 учитываютс  только наибольшие по величине перва  и втора  гармоники, причем амплитуда второй гасмоники вдвое меньше, чем первой.

Когда напр жени  d и(-и 1-)(фиг. 3) не совпадают по знаку и одно из них, например , как показано на фиг. 2 направлено по стрелке от зажима 15 к зажиму 14, создава  положительный потенциал на зажиме 15, транзистор 25 открыт, потому что напр жение U содействует току стабилизированного источника , направленному от отвода потенциометра 27 .через базу и эмиттер к минусу этого источника. При открытом транзисторе ток через обмотку 22 индикатора равен нулю. На фиг. 2 показано , что напр жение U. создает положительный потенцигип на зажиме Ii

а напр жение( на зажиме 16 - отрицательный; это соответствует моменту , когда на фиг. 3 мгновенное зна-. чение напр жени  положительно, а напр жение (-U., ) отрицательно. При совпадении по отрицательному .знаку напр жений . ) (вертикально заштрихованные участки на фиг. 3), если каждое из них превышает порог чувствительности схемы сравнени , транзистор закрываетс , и возникает ток через обмотку 22 индикатора .

С наступлением нового несовпадени  по знаку мгновенных значений сравниваемых напр жений U-f. и ) в

схеме сравнени  транзистор снова открываетс . ,

Испытани  показали, что угол совпадени  с по отрицательному знаку мгновенных значений у напр жений и

и -Ч, ) достаточно большой, причем почти пропорционален относительной величине а второй гармоники (в пределах О а 0,5).

Угол совпадени  Сс вычисл лс 

по уравнению дл  момента прохождени  через нулевое значение напр жени  Ll.f2SinT -d cos 0. Т О t 21Г,

Зависимость угла совпадени  У, от измер емой величины тока ла) приведена в таблице. Величина а - относительна  и определ етс  коэффициентом уси.11ени  магнитного усилител -подул тора 5. Напр жение, фиксируемое индикатором, пропорционально углу совпадени .

TL 212б 30° 37°iif 6(f

ПРИ перемене знака входного сигнала посто нного тока возможно совпадение мгновенных значений сравниваемых напр жений U., и , только . по положительному знаку, а схема сравнени  настроена на совпадение

по отрицательному знаку (обладает направленностью) вследствие чего необходимо переключение контактов реле, которое подключает вторичные обмотки 12, 13 к схеме сравнени . Это переключение может производить-

с  вручную выключателем в цепи обмотки этого реле или автоматичес- . ки.

Когда на зажимах 1 и 2 источника отсутствует сигнал посто нного тока,

Claims (2)

1. но в напр жении сети на зажимах 8 и 9 источника питани  переменного тока имеетс  втора  гармоника, соответствующие напр жени  U и U , поступающие н,а вход схемы сравнени , прказаны на фиг. 36 (максимумы у первой и второй гармоник кривой . совпадают в положительный полупериод первой гармоники) и на фиг. Зв (упом нутые положительные максимумы сдвинуты на 90 второй гармоники или на 45° первой гармоники). Как видно из фиг. 36, в в таком режиме нет совпадени  напр жений U. и U,, по отрицательному знаку и по положитель YiOMy знаку после переключени  цепей контактами реле. Не будет вышеупом нутых совпадений в устройстве и если например, вследствие разных длин сер дечников магнитного модул тора 5, бу дет отличатьс  от единицы соотношение модулей соответствунадих мгновенных значений у кривых . -1 фиг.. 36, -в, тогда как в подобных услови х у магнитного модул тора. 5 с удвоением частоты на выходе по витс  втора  гармоника, т. е. ложный сигнал . Расчеты показали, что если не учи тывать эффект усилителей на выходе, мера чувствительности известного магнитного модул тора,определ ема  как среднее значение (при двухполупе риодном выпр млении) второй гармоник напр женности магнитного -пол  в сердечнике , в среднем .в зависимости от режимов) вдвое больше меры чувствительности предлагаемого устройства, определ емой как половина дополнительной посто нной составл ющей напр женности магнитного пол , возника щей при по влении магнитного насыщени . Устройство обеспечивает также уменьшение второговида погрешности, по вл ющейс  при изменении амплитуды напр жени  питани  на рабочих обмотках магнитного модул тора-усилител . Испытани  показали, что: 1) При сохранении 50% меры чувствительности при по влении гармоник в напр жении питани  на рабочих об- мотках модул тора отсутствуют ложные сигналы. 2)Уменьшаетс  погрешность, возникающа  при изменении амплитуды напр жени  питани  на рабочих обмотках модул тора. 3)У стройство реагирует на изменение направлени  посто нного тока, не требу  цепи смещени , что повышает надежность его работы в качестве реле максимального и обратного токов. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  посто нного тока, содержащее источник питани  переменного тока, магнитный модул тор , промежуточные трансформаторы , источник питани  посто нного тока , измерительный элемент и индикатор , отличающеес  тем, что., с целью уменьшени  погрешности измерени  путем устранени  ложных сигналов при наличии гармоник в напр жении питани  и при изменении амплитуды этого напр жени , измерительный элемент выполнен в виде схемл сравнени  по знаку мгновенных значений напр жений двух полупериодов, два входа схемы сравнени  подсоединены разнопол рно ко вторичным обмоткам промежуточных трансформаторов, первичные обмотки которых включены последовательно с рабочими обмотками магнитного модул тора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Глух Е. М., Зеленов В. Е. Защита полупроводниковых преобразоватеей . М., Энерги , 1970, с. 115-118.
2. 2.Розенблат М. А. Магнитные элеенты автоматики и вычислительной ехники. М., Наука, 1966, с. 302-314 прототип).

   оо

   /

   1

   fe

   27

   J-.

   Y D

   H

   26

   ff