Измерительный трансформатор постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК H01F38/40 

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

Известен измерительный трансформатор постоянного тока выполненный в виде дЁух концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопроводов, между которыми размещены измерительная обмотка постоянного тока и вьшодная обмотка переменного тока 1К .

Недостатками известного устройства являются необходимость перемещения выходной обмотки и небольшая выходная мощность, так как она определяется поперечной составляющей магнитного поля обмотки возбуждения.

Наиболее близким по техн гческой ности к предлагаемому является трансформатор, содержащий два концентри юски расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещена измерительная обмотка постоянного тока, выходную обмотку переменного тока, размещенную в кон центрической растсн ке внутреннего цилинд рического магнитопровода,подвижный сердечник, расположенный в отверстии внещне цилиндрического магнитопровода 2. В известном трансформаторе предел измеряемо1Х) тока ограничен. Целью изобретения является расширение пределов регулирования. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем два. концентрически расположен Еых относительно друг друга цилиндрических магнитопровода, между которыми размещены две обмотки постоянного тока, одна из которых является измерительной, подвилсный сердечник, расположенный в отверстииивнешнего цилиндрического магнитопровода, две обмотки переменного тока, ош1а из которых является выходной, расположен ные в концентрических проточках внутреннего цилиндрического магнитопровода, трансформатор имеет регулируемый резис тор, вьшрямительные мосты, одна из обмоток переменного тока соединена через вьщрямитедьный мост с обмоткой постоянного тока, а другая обмотка переменного тсжа через другой вьшрямительный мост соединена с частью регулируемого резистора,другая часть которого соединена с третьим выпрямительным мостом. При таком устройстве подмагничивание выходной обмотки осуществляется яак измеряемым током, так и за счет

тока второй обмотки постоянного тока, который определяется индуктивнык сопротивлением второй обмотки перемен ного тока. Индуктивность последней яв-

ляется функцией тока измерительной обмотки. Т.е. при ука;занном 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 O JOTOK.

Измерительный т эансформатор постоянного тока состоит из двух концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических магнитопроводов 1 и 2, между которыми размещены изме- рителыгая обмотка постояшюго тока 3 и вторая обмотка постоянного тока 4.

Е) коицентрическойь проточке внутреннего цилиндрического магнитопровода размещены выходная обмотка переменного тока 5 и вторая обмотка переменного тока 6. С внутренней стороны цилиндри25 ческого магнитопровода 1 расположен подвижный сердечник 7. Магнитопровод вокруг обмоток 3 и 4, образованный цилиндрическими магнитопроводами 1 и 2 и подвижным сердечником 7, разомкнут в-озд тиным зазором 8. Магнитопроводы вокруг обмоток 5 и 6 замкнуты. Подвижным сердечником 7 регулируют всхздутяный зазор 8 и , следовательно, диалазон измеряемых токов, проходящих через обмотку 3. Вторая обмотка переменного TOJta 6 через выпрямительный мост 9 соединена последовательно со вачэрой обмоткой постоянного тока 4. Выходная обмотка пе юменного тока 5 через вьшрямитель 10 нагружена частью сопротивления переменного резистора 11, напряжение на другую часть резистора 11 подается через вьшрямитель 12 от сети переменного тока. На выходе схемы сравнения включен измерительный прибор 13. Индуктивность обмоток переменного то , 1Ш 5 и 6 определяется магнитной пронтшаемостью магнитопровода 2, в которои расположены указанные обмотки. Магнитная проницаемость магнитопровода зависит как от параметров электрической и магнитной цепей обмоток переменного тока, так и магнитной индукции постоянного ПОЛЯ, создаваемого обмотками 3 и 4. При заданных габаритах устройства, обмоточных данных 5 н 6 индуктив.ность последних однозначно определяется величиной магнитной индукции постоянного поля. Особенность устройства сосч-оит в том, что при указанном соединении между собой 4 и 6 соз дается положительная обратная связь, благодаря которой получается эффект магнитного усиления и повышается чувст 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, ампервитки обмотки 4 зависят от ампервитков обмотки 3, Так как обмотки 3 и 4 намотаны согласно, то магнитная индукция постоянного поля в маг нитопроводе 2 создается суммой ампервитков обмоток 3 и 4. Эффективность действия положительной обратной связи зависит от зааора 8. Чем меньше зазор 8, тем эффективнее положительная обратная связь и вьпле чувствительность устройства к величине измеряемого тока. Поэтому устройство позволяет расширить нижний предел измеряемого тока. При отсутствии тока в измерительной обмотке 3 подмагничивание магнитопровода 2 осуществляется током обмотки 4 Параметры обмоток 4 и 6 выбираются такими, при которых индуктивное сопротивление обмотки 6 относительно велико а ток облотки 4 незначительный и создает незначительную индукцию постоянного магнитного поля в магнитопрсяводе Устройство работает следующим обра зом. При поданном переменном напряжении и отключенной измерительной обмотке 3 подвижным сердечником 7 устанавливают величину воздушного зазора 8, соответствующую незначительному измеряемому току. Обмотка переменного то ка 6 обтекается переменным током, а обмотка 4, включенная последовательно с ней через вьшрямитель 9,- постоянным током. Так как индуктивное сопротивление обмотки 6 относительно велико то через обмотку 4 проходит незначительный ток, который создает пос-гоянный магнитный поток,подмагничивающий сердечник 2 с обмотками 5 и 6. Индуктивность последних незначительно понижается. Резистором 11 устанавливают нуль на приборе 13. Затем обмотку 3 включают в цепь измеряемого тока. Ампервитки обмотки 3 подмагничивеиют магнитопровод 2. В результате индуктивность обмотки 5 уменьшается. Однако с уменьшением индуктивности обмотки 5 происходит уменьшение индуктивности обмотки 6, что приводит к возрастаншо тока обмотки 4, которая увеличивает подмагничивание 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 (шдуктивности обмотки 5 происходит вследствие подмагничивания как током измерительной обмоткк 3, так и током 4. .За счет этого повышается чувст вительностъ устройства к измеряемсв«1у току. Прибор 13 показывает величину измеряемого тока. При измерении тока большей величины подвижным сердечником увеличивают зазор 8. В этом сдучае вли5шие положительной обратной связи на изменение индуктивности выходной о& }отки 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 предлагаемое устройство от прототипа, так как повволяет измерять значительно меньшие в личины постоянного тока вследствие положительной обратной связи, т.е. эффекта магнитнотю усиления. За счет расширения нижнего предела измерения расширяется общий диапазон токов, измеряемых одним устройстведи, то увеличивает область применения усгройства и устр аняет необходимость раэаботжи нескольких типов измерительных трансформаторов на ограниченные диапазоны измерения. Благодаря этому снижается стоимость устройства.

Й/г.2

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 выпрямр- тельный 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