Преобразователь постоянного тока Советский патент 1983 года по МПК G01R19/20 H03F9/00 

4 СД

6/Лиг.

4:: СД

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА по авт.св. 387495, о .т л и чающийс я тем, что,со целью повьашения чувствительности, расширения динс1мического диапазона и обеспечения возможности управления передаточной характеристикой, в него введены избирательный усилитель и фазосдвигающий блок, а на каждый ферромагнитный сердечник нанесена дополнительная обмотка, причем вход, избирательного усилителя подключен . ,к выходным обмоткаи, а выход - к входу фазосдвигающего блока, в выходную цепь которого включены обе дополнительные обмотки.

Т Изобретение относится к электроизмерительной технике и автоматике и предназначено для нспольэования п реализации контроля постоянного тока с гальванической развязкой цепью измеряемого токг и измерительной аппаратурой. ,По основному авт.ев, № 387495 известен преобразователь постоянно го тока, содер;ка дий магнишный усилитель на двух тороидальных фарромагнитных сердечниках с входньми и выходнь.Ш обмотками, нанесенными BcjppeMHO. по отношению к обмоткам во буждения, генератор затухающих коле баний, выход которого соединен с обмотками возбуждения, интегрирующее звено, вход которого подключен к выходн 1м обмоткам ij Недостатки известного устройства определяются кеудоЕлетворнтельной чувствительностью., неприемлемой, например, для построения высококачественных компараторов, малым дина мическим дкаггазоном, ограничивающие применение преобрггзователя для измерения токов, изменяющихся с большой амп-литудой, Кроме того, известное устройство обла,цг1ет неизменной передаточной характеристи1сой, т.е. его непосредственное использование S качестве Фзнкпионального преобраг зователя ока.зывс1ется весьма затруднительным . Иель изобретения -- повышение чувствительности устройства, рас.ширение его динамического диапазона и обеспечение возмо5кности управления передаточной характеристикой. Поставленная цель дост иггизтся тем, что в преобразователь постоянного тока, содерлшгдий магнитный усилитель на ддвух тороидальных фер ромагнрггных сердечниках с входн лми и вьксдпьми обмотками, нанесенн:ами встречно по отношению к обМоткам возбукдения, геьгерг зр затухающих колебаний, выход которого соединен с обмотками возбуждения, интегриру щее звено, вход которого подключен К выходньм обмоткам, введены избир тельный усилитель и фазосдвигающий блок, а на каждый ферромагнитный с дечник нанесена дополнительная обмотка, причем вход избирательного усилителя подключен к выходным обмоткам, а выход - с входу фазесйвигаюг.его блока,в выходную цель которого включены обе дополнительные обмотки. На чертеже представлена фу5п LinoHajnaHan схема предлаггхемого преобразователя. В состав устройства входят магнитный усилитель на то;роидг1львы; ферромагнитных сердечниках 1 и 2 с .входньми 3 и 4, возбуждения 5 и выходными 7 и 8 и дополнительньгди 9 и 10 обмотками, генератор 11 затухайш, колебаний, интегрирующее звено 12, избирательный усилитель 13 и фазосдвнгающий блок 14. Устройство работает следукй нм образомс Генератор II затухаиздих колебаний периодически вырабатьшает пакеты затухаюпдах гсолебаний тока частотой 4в обмотках 5 и 6 возбуждения. При рдновременвом возд-ействии на сердечники 1 и 2 магнитных полей, созданаeivibix постоянным измеряемым током Ig,; во входных обмотках 3 и 4 и затухающим пакетом тока i g в обмотках 5и б возбуждения/ происходит безгистерезисное намагничивание сердечников 1 и 2, Во время намагничивания последних в выходных обмотках 7 и 8 преобразователя индупируется последовательность импульсов напряжения, результирующая вольт-секундная площадь которых; является пропорциональной величине входного тока gy. Избирательный усилитель 13 выделяет из напряжения на выходных обмотках 7 и 8 гармонические колебания, частота которых равна 2-f. Фазосдвигающий блок 14 осуществляет сдйиг этия колебаний по фазе, на величину, пропорциональную напряжению иh , Таким образом, ток ig в дополнительнЕлх ибмотках 9 и 10 имеет удвоенную частоту по -cpaaHeн.ию с током 1 в в обмотках 5 и 6 возбуждения, а сдвиг по фазе между указан -гыми токами можно изменять, изменяя величину Uy . Созданные условия оказываются достаточными для подучения эффекта магнитного выпрямчения в сердечниках 1 и 2. : Если для определенности рассматривать токи -1 g И1 в виде косинусоид и фазу,тока ig не изменять, а из reнять фазу ф тока. ( , то при Срг. 5 эффект магнитного 1зыпрямления отсутствует, а при(|)гО и ц а IT является максимальным, причем постоянные составляющие магнитной индукции в каждом сердечнике, обусловленные магнитным выпрямлением и соответствующие сдвигу по фазе, равному - О и Cf 1, противоположны по знаку. Появление постоянной составлякхцей магнитной индукции в сердечниках 1. и 2 эквивалентно приращению тока во ВХОДНЕЛХ обмотках 3 и4, т.е. вызывает изменение чу1к:твительности преобразователя,. При f| ± i- чувствительность предлагаемого устройства имеет такую же величину S(j,KaK в известном устройстве. При Cjxi чувствительность возрастает с уменьшением cf и достигает лу1аксимального значения |г 0. чувствительность уменьшается с ростом О и достигает минимального значения 9,;,при Cf li . При увеличении

IP от fl чувствительность растет и достигает уровня 3 при( . Дальнейший рост to увеличивает ч5 вствительность до максимального значения BrntMИз сказанного следует, безгистерезисном намагничивании в

сердечниках 1 и 2 устанавливается величина магнитной индукции, пропорциональная входному току Гвк, но коэффициент прюпорциональности (чувствительность) оказывается зависимьм от величины управлякщего напряжения

Uy.

При воздействии следукщего пакета затуханзщих колебаний тока ip в обмотках 5 и б возбуждения первый импульс этого тока переводит сердечники 1 и 2 в насыщение. В результате происходит считывание инфО5 1ации, .записанной в сердечниках 1 и 2. , Вольт-секундная площади импульса нап ряжения, индуцируемого при считывании на выходных обмотках 7 и 8, является пропорциональной величине магн11тной индукциив каждом сердечника, Т,ё. отображает величину постоянного входного TOKalQu. Интегрирующее

вено 12 интегрирует импульсы на выходных обмотках 7 и 8, напряжение на его выходе также является пропорциальнкм входному току 1 . .

Последующие импульсы пакета затухающих колебаний тока i вновь вызывают безгистеразисное намагничивание сердечников 1 и 2.

Предлагаемое устрюйство по сравнению с известным обладает существенно улучшен&ми показателями. При Ujj , соответствующем сдвигу по фаэв.( равному О, устройство имеет ма симальную чувствительность и может использоваяься, например, в качестве компаратора. При Cf равном 7 чувствительность устройства является минимально а динамический диапазон - максимальным, и устройство может выть использовано, например, для периодического измерения величины медленно изменяющегося в широких пределах входного тока1вх. Наличие зависимости U вы к -(iet,Uy) позволяет управлять передаточной функцией устройства и применять его в качестве функционального преобразователя.