Преобразователь тока в напряжение Советский патент 1986 года по МПК G01R19/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для преобразования переменного тока в переменное 1 апряжс;ние в различных измерительных устройствах, где необходима высокая точность измерения, например, при учете электроэ нергии,

Цель изобретения - повышение точ1257532.2

ной обмотки 7, усиливается усилителем 10 и при помощи резистора 13 преобразуется в ток, который протекает по последовательно соединенным компенсирующим обмоткам 14,15,16... и осуществляет основную компенсацию намагничивающих сил первичньЕХ обмоток A,5j6.,.. всех и трвгнсформаторов тока. Вследствие ограниченности коэффици15

20

ности преобразования за счет дополни-JO ента усиления усилителя 10 полной тельной компенсации намагничивающей силы первичной обмотки трансформатора тока.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформаторы 1,2,3... t тока, первичные обмотки 4,5,6... которых соединены последовательно-согласно, их измерительные обмотки 7,8,9... соединены с входами усилителей 10,11,12,,, . К выходу усилителя 10 через резистор 13 подключена компенсирующая обмотка 14, по- следовательно- согласно с которой соединены компенсирующие обмотки 15, 16... дополнительных трансформаторов тока 2,3i..n. К выходу усилителя 11 через резистор 17 подключена компенсирующая обмотка 18, последовательно-согласно с которой соединены компенсирующие обмотки 19... трансформаторов тока 3...1, а к выходу усилителя 12 через резистор 20 подключена компенсирующая обмотка 21, по

компенсации намагничивающих сил первичных обмоток 4,5,6... не происходит, а нескокпенсированная часть намагничивающей силы первичной обмотки 4 создает то значение напряжения на измерительной обмотке 7, под действием которого поддерживается ранее достигнутое значение тока в компенсирующих обмотках 14, 15, 16... .

Дополнительная компенсация намагничивающих сил первичных обмоток 5,6... осуществляется выходным током усилителя 1 1, величина которого пропорциональна напряжению на измерительной 25 обмотке 8 трансформатора 2 тока, последнее в свою очередь определяется разностью между намагничивающей силой первичной обмотки 5 и суммой намагничивающих сил компенсирующих обмоток 15 и 18. Ток компенсирующей обмотки 18 протекает по компенсирующим обмоткам 19... последующих трансформаторов тока и осуществляет, суммируясь с намагничивающей силой компенсирующих

30

следовательно-согласно с которой сое- 35 обмоток 16,21.,., дополнительную комдинены m -е компенсирующие обмотки, по одной от каждого последующего трансформатора тока. Аналогичным образом соединены и другие компенсирующие обмотки остальных трансформаторов тока, причем свободные выводы всех компенсирующих обмоток п-го трансформатора тока соединены с входом усилителя-преобразователя 22.

Устройство работает следующим образом.

При протекании контролируемого переменного тока по первичным обмоткам 4,5,6... трансформаторов тока 1,2,3...я происходит намагничивание их ферромагнитных сердечников. При этом переменный магнитный поток, возникающий в сердечнике трансформатора 1 тока вызывает появление напряжения на измерительной обмотке 7, величина которого определяется намагничивающей силой первичной обмотки 4. Напряжение, снимаемое с измеритель7532.2

ной обмотки 7, усиливается усилителем 10 и при помощи резистора 13 преобразуется в ток, который протекает по последовательно соединенным компенсирующим обмоткам 14,15,16... и осуществляет основную компенсацию намагничивающих сил первичньЕХ обмоток A,5j6.,.. всех и трвгнсформаторов тока. Вследствие ограниченности коэффици

ента усиления усилителя 10 полной

компенсации намагничивающих сил первичных обмоток 4,5,6... не происходит, а нескокпенсированная часть намагничивающей силы первичной обмотки 4 создает то значение напряжения на измерительной обмотке 7, под действием которого поддерживается ранее достигнутое значение тока в компенсирующих обмотках 14, 15, 16... .

Дополнительная компенсация намагничивающих сил первичных обмоток 5,6... осуществляется выходным током усилителя 1 1, величина которого пропорциональна напряжению на измерительной обмотке 8 трансформатора 2 тока, последнее в свою очередь определяется разностью между намагничивающей силой первичной обмотки 5 и суммой намагничивающих сил компенсирующих обмоток 15 и 18. Ток компенсирующей обмотки 18 протекает по компенсирующим обмоткам 19... последующих трансформаторов тока и осуществляет, суммируясь с намагничивающей силой компенсирующих

0

5

0

5

пенсацию намагничивающих сил первичных обмоток 6... трансформаторов тока 3 ... п .

Последующая дополнительная компенсация намагничивающих сил первичных обмоток последующих трансформаторов тока осуществляется аналогичным образом. Поэтому в каждом последующем трансформаторе тока происходит дополнительная компенсация намагничивающей силы первичной обмотки с точностью, определяемой коэффициентом усиления соответс- вующего усилителя. Усилитель-преобразователь 22 усиливает и преобразует сумму токов компенсирующих обмоток последнего (п-го) трансформатора тока в напряжение, которое является выходным сигналом устройства.

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается более полная компенсация намагничивающей CHni.i первичной обмотки каждого последуюп(его

31257

трансформатора тока, что позволяет существенно повысить точность преобразователя контролируемого тока в напряжение по сравнению с прототипом.

Использование предлагаемого устрой-5 ства для преобразования тока в напряжение позволяет существенно снизить требования к усилителз.м (последние можно использовать с коэффициентом петлевого усиления k i 100, что легко Ю достижимо даже при наличии отрицательной обратной связи). В то же время использование усилителей с более низким коэффициентом усиления обеспечивает большую устойчивость работы tS устройства.

Формула изобретения

Преобразователь тока в напряжение, содержащий основной трансформатор тока, на ферромагнитном сердечнике которого размещены первичная, измеритель-25 ная и основная компенсирующая обмотки, усилитель и резистор, измерительная обмотка подключена к входу усилителя, а один вывод основной компенсирующей обмотки через указанный ,„ резистор присоединен к его выходу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены

усилитель-преобразователь, п дополнительных трансформаторов тока, на ферромагнитных сердечниках которых

Редактор М. Петрова

Составитель С. Вейский

Техред Л.Олейник Корректор Л. Обручар

Заказ 4912/42Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делан изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Прооктная, 4

-5 ЮtS

20

25,„

5

532 4

размещены первичная, измерительная, основная компенсирующая и дополнительные компенсирующие обмотки, число которых соответствует номеру дополнительного трансформатора тока, считая первым дополнительный трансфор- |Матор тока, непосредственно следующий за основньгм, усилители и резисторы по числу дополнительных трансформаторов тока, измерительная обмотка в каждом дополнительном трансформаторе тока подключена к входу соответствующего усилителя, а основная компенсирующая обмотка через один из дополнительных резисторов присоединена к его выходу, первичные обмотки всех трансформаторов тока включены последовательно-согласно, все tri -е (где т- 1,2,3...) дополнительные компенсирующие обмотки дополнительных трансформаторов тока соединены последовательно-согласно в цепочки, одни выводы которых раздельно подключены к вторым выводам основных компенсирующих обмоток предыдущих трансформаторов тока, вторые их выводы, образованные выводами дополнительных компенсирующих обмоток п -го дополнительного трансформатора тока, и второй вывод его основной компенсирующей обмотки присоединены к входу усилителя-преобразователя, причем число витков компенсирующих обмоток дополнительных трансформаторов тока одинаково и равно числу витков основной компенсирующей обмотки основного трансформатора тока.

Изобретение относится к электро- .измерительной технике, может быть использовано для преобразования неременного тока в переменное напряжение в различных измерительных устройствах, где необходима высокая точность измерения. Целью изобретения является повышение точности преобразования. В устройство, содержащее основной трансформатор тока 1 с компенсирующей oб oткoй 14, перЕИЧной обмоткой 4 и измерительно обмоткой 7, для достижения дели за счет дополнительной компе1 с-ации кгмагиичивающей силы первнчис- обмотки трансформатора тока введены усилитель-преобразователь 22, п дополнительных трансформаторов тока, на ферромагнитных сер- которьк размещены первичная, измер1 тельная, основ1 ая компенсирующая и дополиитель 1Ь5е компенсирующие обмотки, которых соответствует номеру дополнительного трансформатора тока, считая первым дополнителытьм трансформатор тока, непосредственно следьтощий за основным. В устройстве достигается более полная компенса- дня намагничивающей силы первичной обмотки последующего трансформатора тока, что позволяет существенно повысить точность преобразователя контролируемого тока в напряжение. Использование .устройства позволяет существенно снизить требования к усилителям. 1 ил. CS & СП Сдд ю д.