Способ измерения выходного тока выпрямительной установки с трансформатором

 

Объединенный институт ядерных исследований (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫХОДНОГО ТОКА ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ С ТРАНСФОРМАТОРОМ

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использования при реализации контроля режимов работы сильноточных выпрямительных установок, в состав которых входят силовые трансформаторы. 5

Известен способ измерения выходного тока выпрямителя, предусматривающий преобра эование входного переменного тока в последовательность узких импульсов с амплитудой, пропорциональной амплитуде входного тока, выпрямление сформированных импульсов и преобразование полученного постоянного тока в напряжение, подлежащее регистрации (1) .

Недостатком известного способа является весьма низкая точность измерения, обусловленная значительным количеством необходимых преобразований.

Наиболее близким техническим решением к

20 данному .изобретению является способ измерения выходного тока выпрямительной установки с трансформатором, заключающийся в фиксации тока, протекающего по первичной

2 обмотке трансформатора, с предварительным преобразованием его в ток более низкого уровня и выпрямлением (23.

Однако у известного способа также невысокая точность измерения. Первичный ток csлового трансформатора содержит нагрузочную составляющую, вызванную работой выпрямителя и несущую информацию о выпрямлен-. ном токе, а также намагничивающую составляющую (ток намагничивания трансформатора), которая не несет полезной информации и является фактически помехой. Наличие данной помехи и приводит к существенным погрешностям в определении величины выходного тока выпрямительной установки.

Цель изобретения — повышение точности измерения выпрямленного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения выходного тока выпрямительной установки с трансформатором, заключающемся в фиксации тока, протекающего по первичной обмотке трансформатора с угловой продолжительностью 8 импульса волны,ток первичной обмотки трансформа951164 где

40

IB = Icp/ктр (5) 55 тора суммируют с. дополнительным синусоидальным током той же частоты основного тока путем регулирования начальной фазы дополнительного тока устанавливают начальную фазу синусоидальной составляющей результирующего первичного тока трансформатора равной — 9/ 2 или F-Â/2, а о величине выходного тока выпрямительной установки судят по среднему значению результирующего первичного тока трансформатора за половину периола.

На чертеже представлена функциональная схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего предложенный способ.

На схеме обозначены трансформатор 1, выпрямитель 2, нагрузка 3 выпрямителя, датчик 4 тока, дополнителькый источник 5 переменного тока, фазовращатель 6, измеритель 7 среднего значения тока, фазометр

8, зажимы 9 и 10 для подключения cern, Лля упрощения анализа работы устройства принимаем ряд допущений, используемых обычно в силовой преобразовательной технике, а именно: нагрузка 3 имеет индуктивный характер; индуктивности рассеяния транс-э ! форматора 1 малы и процесс коммутации

|в выпрямителе 2 протекает мгновенно; фор ма тока намагничивания трансформатора 1 близка к синусоидальной.

Кроме того, для определенности принимаем, что выпрямитель 2, вырабатывающий выходной ток 1в, выполнен по мостовой схеме. С учетом этих допущений нагруэочная составляющая первичного тока трансформатора 1 представляет собой прямоугольую Bo IoKa c амплитудой где Ктр — коэффициент трансформации транс форматора 1. Вторая компонента первичного тока (ток намагничивания) имеет синусоидаль. ную форму

=Т „Ваап(ц) +9 „), (!) где 1, — соответственно амплитуда и начальная фаза тока намагничивания. 45

Первич1тьгй ток трансформатора 1 протекает через датчик 4 тока. Через датчик 4 тока пропускается также ток от дополнительного источника 5 тока, который через фазовращатель 6 подключен к зажимам 9 и 10 сети. 50

Ток в цепи датчика 4 тока, создаваемый источником 5, определяется как

4 = 1 „„ц "М (<Р +ф ) () где и — соответственно амплитуда

ТД и начальная фаза дополнительного тока.

Отметим, что с помощью фазовращателя

6 начальная фаза tP этого тока может регулироваться в шйроких пределах. Результирующий ток, протекающий через датчик

4 тока, представляет собой суперпозицию нагрузочной составляющей первичного тока и эквивалентного синусоидального тока, равного в соответствии с (1) и (2)

+ =? чп (иН=+Ч„4) +

9-=, aI + sin {et+I ) = т1 (а1 Ф,) (3) Т „„г 6 пч Ч а+Т any 1< %g .Ь Ч,—

О А +I )COS %q

Результирующий ток через датчик 4 тока является практически прямоугольной волной с отрезками синусоиды вместо плоских вершин. Среднее значение результирующего тока через датчик 4 тока за половину периола равно

I =„-".„.1(1 1 sin(wt+9 ))dtwt)=

Иэ соотношения (4) очевидно, что среднее значение результирующего тока !ср может быть мерой выпрямленного тока !в, если член 2I

Для рассмотренной в качестве примера однофазной выпрямителъной установки нагрузочная составляющая первичного тока трансформатора 1 представляет собой прямоугольную волну тока с амплитудой 1TH, причем продолжительность импульса волны этого тока составляет Я рад. Для многофазных схем вьшрямления длительность этого импульса может быть различной. Например, для схемы Ларионова (звезда-звезда) она составляет -2/Ук рад.

Пусть в общем случае угловая продолжительность импульса волны первичного тока

4 6 го по первичной обмотке трансформатора с утловой продолжительностью В импульса волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, ток первичной обмотки трансформатора суммируют с дополнительным синусоидальным током той же частоты основного тока, путем регулирования начальной фазы дополнительного тока устанавливают начальную фазу синусоидальной составляющей результирующего первичного тока трансформатора равной — q/g или

7à — Q/ а о величине выходного тока выпрямительной установки судят по среднему значению результируюшего первичного тока трансформатора за половину периода.

5 95116 равна О, тогда среднее значение результирующего тока определится как т„= )z „d(et)+,", fsi (et 9,) о о

"д(вО= — JX „44vt)+® I Чи — 51ю", о х (+.у )

Очевидно, что среднее значение результирующего тока асср является мерой выпрямленного тока !в при выполнении условия

ЫИ (+ ) ) - p следовательно !

2. 9

) Ч=-) 2 или Epэ=k.— Ф °

Таким образом, при практической реализации предложенного способа устраняется влияние тока намагничивания трансформатора на итоговые результаты измерения и тем самым обеспечивается повышение общей точности определения величины выходного тока выпрямительной установки.

Формула изобретения

Способ измерения выходного тока выпрямительной установки с трансформатором, заключающийся в фиксации тока, протекаюшеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Андриевский Е. А. и др. Анализ работы стабилизированного источника постоянного тока для питания магнитоизмерительной аппаратуры.-Системы стабилизированного тока, Киев, "Наукова думка", 1976, с. 100.

2. Патент США Р 4156185, кл. 324 — 107, 22.05.79.

Составитель Л. Морозов

Техред А.Ач Корректор И. Муска

Редактор Т. Парфенова

Заказ 5936/48

Филиал ППП "Патен ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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