Измерительный трансформатор постоянного тока

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий два концентрически распопоженных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены две обмотки постоянного тока, одна из которых является измерительной , подвижный сердечник, расположенный в отверстини внешнего цилиндрического магнитопровода, две обмотки переменного тока, одна из которых $шляется выходной , расположенные в концентрических проточках магнитопровода, о т л и ч a-i ю щ и и с я тем, что, с целью расширения пределов регулирования, трансформатор имеет регулируемый резистор, выпрямительные мосты, одна из oftvioTOK переменного тока соединена через выпрямртельный мост с обмотхой постоянного тока, а другая обмотка переменного тока через другой выпрямительный мост соеI динена с частью регулируемого резистора , другая часть которого соединена с (Л третьим выпрямительным мостом. СО го ел СХ5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (39) (И) (5И Н 01 F 40/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3575901/24-07 (22} 13.04.83 (46) 15.05.84. Бюл. N 18 (72) IQ, Г. Почуев, В.Я. ОФицеров, И.Ю. Почуев и C.Ñ. Мехов (71) Подмосковный научно-исследоватеюцский и, проектно-конструкторский угщц,ный ийститут (53) 621.314.224 (088.8) (56} 1. Авторское свидетельство СССР

l4 427404, кл. Н 01- F 40/06, 1S72.

2. Авторское свидетельство СССР

М 858126, кл. Н 01 F 40/12,1981. (54) (57} ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены две обмотки постоянного тока, одна из которых является измерительной, подвижный сердечник, расположенный в отверстиии внешнего цилиндрического магнитопровода, две обмотки переменного тока, одна из которых является выходной, расположенные в концентрических проточках магнитопровода1 о T JK и ч & ю шийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования, трансформа тор имеет регулируемый резистор, выпрямительные мосты, одна из обмоток переменного тока соединена через выпрямИтельный мост с обмоткой постоянного тока, а другая обмотка переменного тока через другой вьшрямительный мост соединена с частью регулируемого резистора, другая часть которого соединена с третьим выпрямительным мостом.

1092581

Изобретение относится к электротехнике и может бь»ть использовано в системах автоматического регулирования для измерения постоянного тока.

Известен измерительный трансформатор постоянного тока выполненный s виде двух концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопроводов, между которыми размещены измерительная обмотка постоянного 10 тока и выводная обмотка переменного тока 313 .

Недостатками известного устройства являются необходимость перемещения выходной обмотки и небольшая выход- 15 ная мощность, так как она определяется поперечной составляющей магнитного поги обмотки возбуждения.

Наиболее близким по технической сущ-: нОсти к предлагаемому является транс- 20 форматор, содержащий два концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещена измерительная обмотка постоянного тока, выходную обмот- 25 ку переменного тока, размещенную в концентрической расто» ке внутреннего цилиндрического магнитопровода,подвижный сердечник, расположенный в отверстии внешнегс цилиндрического маг»»итопровсда I 2).

В известном трансформаторе нижний предел измеряемого тока ограничен.

Целью изобретения является расширение пределов регулирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем rrea концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены две обмотки постоянного тока, одна из которых является измерительной, подвижный сердечник, расположенный в отверстииивнешнего цилиндрического магнитопровода, две обмотки переменного тока, одна из которых является выходной, расположен ные в концентрических проточках внутреннего цилиндрического магнитопровода, трансформатор имеет регулируемый резистор, выпрямительные мосты, одна из обмоток переменного тока соединена через

50 выпрямительный мост с обмоткой постоянного тока, а другая обмотка переменного таджа через другой выпрямительный

f мост соединена с частью регулируемого резистора, другая часть которого соедине55 на I» третьим выпрямительным мостом.

При таком устройстве подмагничивание выходной обмотки осуществляется как измеряемым током, так и за счет тока второй обмотки постоянного тока, который определяется индуктивным сопротивлением второй обмотки перемен- ного тока. Индуктивность последней является функцией тока измерительной обмотки. Т.е. при указанном соединении обмоток создается положительная обратная связь, которая позволяет измерять меньшие величины токов.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид, разрез на фиг. 2 — схема включения обмоток.

Измерительный трансформатор постоянного тока состоит из двух концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопроводов 1 и 2, между которыми размещены измерительная обмотка постоянного тока 3 и вторая обмотка постоянного тока 4.

В ко»»центрической проточке внутреннего цилиндрического магнитопровода размещены выходная обмотка переменного тока 5 и вторая обмотка переменного тока 6. С внутренней стороны цилиндрического магнитопровода 1 расположен подвижный сердечник 7. Магнитопровод вокруг обмоток 3 и 4, образованный цилиндрическими магнитопроводами 1 и 2 и подвижным сердечником 7, разомкнут воздушным зазором 8. Магнитопроводы вокруг обмоток 5 и 6 замкнуты.

Подвижным сердечником 7 регулируют воздушный зазор 8 и, следовательно, диапазон измеряемых токов, проходящих через обмотку 3. Вторая обмотка переменного тока 6 через выпрямительный мост 9 соединена последовательно со второй обмоткой постоянного тока 4..

Выходная обмотка переменного тока 5 через выпрямитель 10 нагружена частью сопротивления переменного резистора 11, напрягкецие на другую часть резистора 11 подается через выпрямитель 12 от сети переменного тока. На выходе схемы сравнения включен измерительный прибор 13.

Индуктивность обмоток переменного то ка 5 и 6 определяется магнитной проницаемостью магнитопровода 2, в котором расположены указанные обмотки.

Магнитная пройпаемость магнитопровода зависит как от параметров электрической и магнитной цепей обмоток переменного тока, так и магнитной индукции постоянного поля, создаваемого обмотками 3 и 4. При заданкых габаритах устройства, обмоточнь»х данных 5 и 6 индуктивность последних однозначно определяе» :я величиной магнитной индукции постоянного поля. Особенность устройства

3 1092 состоит в том, что при укаэанном соединении между собой обмоток 4 и 6 соз-дается положительная обратная связь, благодаря которой получается эффект магнитного усиления и повышается чувст 5 вительность индуктивности выходной обмотки 5 к току измерительной обмотки 3. При таком включении индуктивность обмотки 5, определяемая магнитной индукцией постоянного поля, зависит как от ампервитков обмотки 3, так и от ампервитков обмотки 4. В свою очередь, амн обмотки 4 зависят от ампервитков обмотки 3. Так как обмотKH 3 H 4 BBMOTBHbI согласно, То маг нитная индукция постоянного поля в маг-. нитопроводе 2 создается суммой ампервитков обмоток 3 и 4. Эффективность действия положительной обратной связи зависит от зазора 8. Чем меньше зазор 8, тем эффективнее положительная обратная связь и выше чувствительность устройства к величине измеряемого тока. Поэтому устройство позволяет расширить нижний предел измеряемого тока.

При отсутствии тока в измерительной обмотке 3 лодмагничивание магнитопровода 2 осуществляется током обмотки 4.

Параметры обмоток 4 и 6 выбираются такими, лри которых индуктивное сопротивление обмотки 6 относигельно велико. а ток обмотки 4 незначительный и создает незначительную индукцию постоянного магнитного поля в магнитолроводе 2.

Устройство работает следующим образом.

При поданном переменном напряжении и отключенной измерительной обмотке 3 подвижным сердечником 7 устанавливают величину воздушного зазора 8, соответствующую незначительному изме ряемому току. Обмотка переменного тока 6 обтекается переменным пжом, а обмотка 4, включенная последовательно

45 с ней через выпрямитель 9, — постоянным током. Так как индуктивное сопротивление обмотки 6 относительно велико, то через обмотку 4 проходит незначительный ток, который создает постоянный магнитный поток,подмагничивающий сердечник 2 с обмотками 5 и 6. Индуктивность последних незначительно пони1

581 4 жается. Резистором 11 устанавливают нуль на приборе 13. Затем обмотку 3 включают в цепь измеряемого тока.

Ампервитки обмотки 3 подмагничивают магнитопровод 2. В результате индуктивность обмотки 5 уменьшается. Однако с уменьшением индуктивности обмотки 5 происходит уменьшение индуктивности обмотки 6, что приводит к возрастанию тока обмотки 4, которая увеличивает лодмагничивание магнитопровода 2, в результате чего происходит дальнейшее снижение индуктивности обмоток 5 и 6.

Процесс повышения подмагничивания . за счет положительной обратной связи между обмотками 4 и 6 будет происхо - . дить до наступеления установившегося режима. Таким образом, изменение индуктивности обмотки 5 происходит вследсч вие лодмагничивания как током измерительной обмотки 3, так и током обмотки 4. За счет этого повышается чувствительность устройства к измеряемому току .

Прибор 13 показывает величину измеряемого тока. При измерении тока боль шей величины подвижньпч сердечником увеличивают зазор 8. В этом случае влияние положительной обратной связи на изменение индуктивности выходной обмотки 5 ослабевает, так как с увеличением зазора 8 дополнительное подмапничивание, создаваемое обмоткой 4, уменьшается.

Соединение второй обмотки переменного тока через выпрямительный мост последовательно со второй обмоткой постоянного тока отличает прещигаемое устройство от прототипа, так как поаволяет измерять значительно меньшие величины постоянного тока вследствие по ложительной обратной связи, т. е. эффекта магнитного усиления.

За счет расширения нижнего предела измерения расширяется общий диапазон, токов, измеряемых одним устройством, что увеличивает область применения уст ройства и устраняет необходимость разработки нескольких типов измеритель ных трансформаторов на ограниченные диапазоны измерения. Благодаря этому снижается стоимость устройства.

1092581

Составитель В. Мясникова

Редактор Л. Повхан Техред H.Ìåòeëåâà Корректор Г. Решетник

Заказ 3264/36 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

119035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент r. Ужгород, ул. Проектная, 4