Измерительный преобразователь тока
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА, содержащий магнитотранэисторный автогенератор-преобразователь Роера, обмотки которого расположены на замкнутом магнитопроводе, и состыкованный с ним подмагничивающий дополнительный тороидальный магнитопровод с зазором, через окно которого проходит силовой провод, о тличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения контролируемого тока, сердечники обоих магнитопроводов расположены во взаимно параллельных плоскостях, зазор дополнительного магнитопровода расположен в проекции окна замкну-с того магнитопровода.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1(50 Н 01 Р 40/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.::г:
OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ )" : ., К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3456732/24-07 (22) 18.06 ° 82 (46) 30.10.83. Бюл, М 40 (72) В.Г.Букреев,. A.Ï.Çàéöåâ, Ю.В.Колоколов и Л.Ю.Вейцман (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.224(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР .9 311354, кл. Н 02 М 7/515, 1971.
2.Авторское свидетельство СССР
Р 390639, кл. Н 01 F 40/00 1973.
З,Авторское свидетельство СССР
9 379027, кл. Н 02 m 7/537,1973.
„„SU„„0 1 98 А (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТОКА, содержащий магннтотранэисторный автогенератор-преобразователь Роера, обмотки которого расположены на замкнутом магнитопроводе, и состыкованный с ним подмагничивающий дополнительный тороидальный магнитопровод с зазором, через окно которого проходит силовой провод, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения контролируемого тока, сердечники обоих магнитопроводов расположены во взаимно параллельных плоскостях, зазор дополнительного магннтопровода расположен в проекции окна замкну- того магнитопровода. е
1051598 (. эобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах контроля, измерения, а также системах автоматического регулирования тока двигателя и индуктивных нагрузок. 5
Иэнестен преобразователь постоянного тока в переменный, выполненный в виде транзисторного автогенерато.ра, в котором сердечник насыщенного
Ш -образного трансформатора подмаг- 10 ничивается посредством разомкнутого магнитопровода обмотки управления(1 (.
Известен также датчик постоянного тока, содержащий автогенератор на транзисторах и выходной трансФорма- 15 тор, в окно сердечника которого проходит пронод контролируемого тока.
Сердечник выполнен тородоидальным и имеет зазор (2) .
Однако известные устройства име- 20 ют недостаточный диапазон измерения контролируемого тока.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является транзисторный иннертор, содержащий двухтактный транзисторный автогенератор прямоугольных импульсов(преобразователь Роера), первый замкнутый магнитопровод, подмагничинаемый с помощью состыкованного с ним второго магнитопронода, и окно которого проходит силовой провод измеряемого постоянного тока. Оба магнитопронода выполнены в виде ленточных () -образных сердечников, причем один керн первого магнитопровода вставлен в зазор между ярмом и остальной частью второго магнитопронода, а обмотки автогенератора охватывают другой керн первого магнитопровода и ярмо второго магнитопровода. 4(j
В устройстве сердечник магнитопровода транзисторного автогенератора выполнен в виде сегмента, площади сечения дуги S „ и хорды S которого имеют различйое значение. Так как
S 1 ) S 2, то магнитное сопротивление участка хорды с сечением S g больше магнитного сопротивления дуги. Таким образом;: основная часть подмагничивающего магнитного потока,создаваемого контролируемым током, замыкается по магнитопроноду дуги сердечника автогенератора, а частота переключений последнего определяется индукцией насыщения участка хорды(.Э).
Недостатком известного устройства является невысокий диапазон измерения контролируемого тока, что особенно важно при применении датчика тока н системах авторегулирования, Цель изобретения — расширение 60 диапазона измерения контролируемого тока. укаэанная цель достигается тем, что измерительный преобразователь тока, содержащий магнитотранзисторный автогенератор — преобразователь
Роера, обмотки которого расположены на замкнутом магнитопроноде, и состыкованный с ним подмагничинающий дополнительный -.oðoèäaëüíûé магнитопровод с зазором, в QKHQ которого проходит силовой провод измеряемого тока, сердечники обоих магнитопроводов расположены но взаимнопараллельных плоскостях и зазор дополнительного магнитопровода расположен н проекции окна замкнутого магнитопровода.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на Фиr. 2 — то. же, нид сбоку; на фиг, 3 — схема замещения магнитной системы устройства; на фиг. 4 — экспериментальные герц-амперные характеристики.
Измерительный преобразователь тока содержит (фиг, 1) замкнутый магнитопронод 1 и состыкованный с ним дополнительный тороидальный магнитопровод 2 с зазором d . Сердечники указанных магнитопроводов расположены во взаимно параллельных плоскостях с зазором д2, величина которого соизмерима величине d „, Рабочие обмотки 3 преобразователя Роера 4 расположены на сердечнике замкнутого магнитспровода 1 а управляющая 5 (провод контролируемого тоха) — на дополнительном магнитопроноде 2, Зазор д,магнитопровода 2 ра=положен н проекции окна замкнутого магнитопровода 1, Устройство работает следующим образом.
При отсутствии контролируемого тока (фиг, 1) в управляющей 5 обмотки магнитный поток Ф (фиг.2), создаваемый переменной магнитоднижущей силой Г, протекает по магнитопроводу 1 (магнитное сопротивление R, R> ), так как магнитное соп отивм2
3 ление кК ноздушных зазоров Рзначи2. тельно больше R, В этом случае м2 начальная частота переключения преобраз онателя Роера 4 определяется величиной напряжения питания, количеством витков рабочих обмоток и сечением магнитопровода 1.
При появлении тока н обмотке 3 наводимая магнитоднижущая сила F (Фиг, 2) создает магнитный поток,.ф
1 который протекает по магнитопроводу 1 (магнитное сопротивление R ) и разветвляется по трем участкам
ad, abR +d, ab R >Cd .
Следовательно, магнитопровод 1 подмагничинается потоком. Ф = Ф вЂ” ф
1к а частоту переключений преобразователя Роера 4 определяют следующим выражением
О (©и- +o) 1051598 где U — напряжение питания преобразователя Роера;
W — число витков рабочей обмотки; фп — поток подмагничивания сердечника преобразователя Роера; фо — поток, создаваемый магнитодвижущей силой управляющей обмотки.
Введение воздушных зазоров d u d в магнитную систему преобразователя (фиг. 1), обусловленное расположением сердечников магнитопровода 1 и 2 во взаимно параллельных плоскостях и, следовательно, включение маг- 15 нитных сопротивлений RcfÄ и Rd"> (фиг ° 2), линеариэует вебер-амперйую характеристику магнитопроводов, что приводит к более медленному насыщению магнитной системы. В результате этого обеспечивается расширение диапазона измерения контролируемого тока.
Сравнение экспериментальных зависимостей частоты переключения преобраэователя от контролируемого тока (фиг. 3) прототипа (кривая б) и предлагаемого устройства при различных значениях воздушного зазора д (кривая 7 при д =0, кривая 8 при
К =0,5 мм, в обоих случаях равно
1 мм) подтверждает правильность указанного заключения.
При частоте переключения преобразователя, равной 36 кГц диапазон измерения тока увеличивается примерно в 3 раза.
Кроме того, изготовление устройства более технологично по сравнению с прототипом, так как исключается фор. мирование ленточного сердечника, имеющего форму сегмента, а также появляется воэможность автоматической намотки обмоток преобразователя, Наиболее эффективно использование измерительного преобразователя тока в системах автбматического регулирования тока двигателей электроподвижного состава в качестве звена обратной связи.
1051598
Составитель В. Мя сн ик ова
Редактор A.Êóðàõ Техрец С.Мигунова
Корректор Л,Патай, Заказ 8677/51 Тираж 703
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
