Трансформатор постоянного тока

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Целью изобретения является повьпиение экономичности и точности измерений. Трансформатор содержит два ферромагнитных сердечника 1, 2 согласно и последовательно включенные первичные обмотки 3, 4, вторичные последовательно и встречно включенные обмотки 5, 6, которые через активную нагрузку 7 подключены к источнику переменного напряжения 8. Активная нагрузка 7 подключена к входу вьтрямителя 9, выход которого соединен с первым входом схемы вьщеления максимума 11. Второй вход схемы выделения максимума 11 подключен к выходу первого сглаживающего фильтра 10, а выход схемы вьщеления максимума 11 подключен к входу второго сглаживающего фильтра, 12. 4 ил. (/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1457006 А 1 (5114 H 01 F 40/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4249599/24-07 (22) 27.05.87 (46) 07.02.89. Бкп. У 5 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода

"Электротяжмаш" им. В.И.Ленина (72) В.С. Калмыков и В.Г. Хижняков (53) 621.314.224.8(088.8) (56) Белицкая Т.С., Лиманов Е.А. Трансформаторы постоянного тока и напряжения. — М. — Л.: Э ергия, 1964, с. 14,136.

Авторское свидетельство СССР

HI 1262402, кл. G 01 R 19/20.

Авторское свидетельство .ССР

Ф 189483, кл. Н 01 F 40/12, (54) ТРАНСФОРМАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. 1(елью изобретения является повышение экономичности и точности измерений. Трансформатор содержит два ферромагнитных сердечника 1, 2 согласно н последовательно включенные первичные обмотки

3, 4, вторичные последовательно и встречно включенные обмотки 5, 6, которые через активную нагрузку 7 подключены к источнику переменного напряжения 8. Активная нагрузка ? подключена к входу выпрямителя 9, выход которого соединен с первым входом схемы выделения максимума 11.

Второй вход схемы выделения максимума

11 подключен к выходу первого сглаживающего фильтра 10, а выход схемы выделения максимума 11 подключен к входу второго сглаживающего фильтра.

12. 4 ил.

1457006

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может использоваться для измерения постоянного тока в цепях якорей и возбуждения тяговых электродвигателей и генераторов, в мощных преобразователях и других электроустановках.

Целью изобретения является повышение экономичности и точности измерений.

На фиг. 1 показана структурная схема трансформатора постоянного тока; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 и 4 — возможные варианты конкретного выполнения устройства.

Трансформатор постоянного тока содержит два ферромагнитных сердечника 1 и 2, согласно и последовательно включенные первичные обмотки 3 и 4, вторичные последовательно и встречно включенные обмотки 5 и 6, которые через активную нагрузку 7 подключены к .источнику 8 переменного напряжения. Активная нагрузка 7 подключена к входу выпрямителя 9, выход которого соединен с входом первого сглаживающего фильтра 10 и с первым входом схемы 11 выделения максимума.

Второй вход схемы 11 выделения максимума подключен к выходу первого сглаживающего фильтра 10, а выход . схемы 11 выделения максимума подключен к входу второго сглаживающего фильтра 12.

Устройство работает следующим образом.

При протекании по первичным об- моткам 3 и 4 измеряемого постоянного тока Х по активной нагрузке 7 протекает переменный ток трапецеидальной формы, показанный на фиг. 2б. Форма напряжения на активной нагрузке 7 повторяет форму тока, причем амплитудное значение полученного напряжения пропорционально измеряемому току Т. Сигнал в виде переменного напряжения поступает на выпрямитель 9, выпрямленное напряжение с выхода которого поступает на сглаживающий фильтр 10 .(фиг. 2в) .

На выходе сглаживающего фильтра

10 выделяется среднее значение выпрямленного напряжения (фиг. 2в кривая 1). Уровень среднего значения выпрямпейного напряжения ниже его амплитудного значения на величину, пропорциональную площади провалов напря1О

20 поступает на выходной сглаживающий !

45

55

40 жения. Мгновенное и среднее значение выпрямленного напряжения сравниваются при помощи схемы выделения максимума, на выходе которой в каждый момент времени выделяется максимальный из сигналов (фиг. 2г) .

Полученный сигнал с выхода схемы

11 выделения максимума сглаживается с помощью второго фильтра 12. В результате полученное напряжение на выходе с гл ажи вающег о филь тра 1 2 приближается к амплитудному значению (фиг. 2г, кривая 2), за счет чего и повышается точность измерения.

Следует отметить, что быстродействие схемы не ухудшается по сравнению с прототипом, так как мгновенное значение выпрямленного напряжения фильтр через практически безынерционную схему .выделения максимума.

На фиг. 3 приведен пример конкретного выполнения схемы трансформатора постоянного тока.

В качестве активной нагрузки используется резистор 7 с сопротивлением 1 Ом. Переменное напряжение с резистора 7 поступает на прецизионный двухполупериодный выпрямитель на операционных усилителях 13 и 14. Среднее значение выпрямленного сигнала выделяется на выходе первого сглаживающего фильтра, образованного резистором 15 и конденсатором 16. Сигнал с конденсатора 16 поступает через согласующий повторитель на операционном усилителе 17 на первый вход схемы выделения максимума, которая собрана на диодах 18 и 19 и резисторе 20

На второй вход схемы выделения максимума поступает сигнал непосредственно с выхода выпрямителя.

Выделенный максимальный сигнал фильтруется с помощью второго сглаживающего фильтра, образованного резистором 21 и конденсатором 22, и через усилитель 23 поступает на выход уст-. ройства.

На фиг. 4 показан другой вариант конкретного выполнения схемы.

Выпрямитель выполнен на операционных усилителях 13 и 14. Первый сглаживающий фильтр образован резистором

15 и конденсатором 16. Схема выделения максимального сигнала включает в себя компаратор 24, ключ на транзисторах 25 и 26 и элемент памяти, образованный конденсатором 27 и усилителем 23. Среднее и мгновенное значения выпрямленного напряжения сравниваются с помощью компаратора 2 который управляет ключем на транзисторах 25 и 26. Если мгновенное значение выпрямленного напряжения превьппает среднее, на выходе компаратора 24 устанавливается высокий положительныи уровень напряжения, при этом ключ на транзисторах 25 и 26 открыт и на выходе усилителя 23 выделяется мгновенное значение выпрямленного напряжения. Когда мгновенное значение выпрямленного напряжения сравняется со средним значением, на выходе компаратора 24 устанавливается отрицательное напряжение, при этом ключ на транзисторах 25 и 26 закрывается и на выходе усилителя

23 поддерживается запомненное среднее значение до тех пор, пока компаратор 24 не перейдет в другое,устойчивое состояние. Выходной сглаживающий фильтр образован резистором

21 и конденсатором 22.

Применение описанного. трансформатора постоянного тока позволяет повысить точность измерений более, 457006

4 чем в два раза и снизить мощность источника питания в три раза по срав4, нению с известным решением.

Формула и з о бр е т ения Трансформатор постоянного тока, содержащий два ферромагнитных сердечника с последовательно и согласно соединенными первичными и последовательно и встречно соединенными вторичными обмотками, источник переменного напряжения, включенный последовательно с "вторичными обмотками и активным сопротивлением, причем активное сопротивление подключено к входу выпрямителя, выход которого подключен к первому сглаживающему фильтру, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и точности измерений, в него дополнительно введеыы второй фильтр среднего значения и схема выделения

25 максимума напряжения, первый вход которой подключен к выходу выпрямителя, второй вход — к выходу первого сглаживающего фильтра, а выход — к входу второго сглаживающего фильтра.

1457006

Составитель О. Варламов

Техред M.Ходанич

Корректор В. Бутяга

Редактор С. Пекарь

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, к ная 4

Заказ 7555/50 Тираж 694 Подписное

1 I

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5