Датчик постоянного тока Советский патент 1990 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для контроля токов мощных высоковольтных н агрузок (тяговых электродвигателей электропоездов).

Цель изобретения - повышение чувствительности датчика.

На чертеже приведена схема датчика.

Датчик содержит автогенератор 1 , основной сердечник 2 с частичным зазором 3, токопровод 4 с наружной изоляцией, рабочую обмотку 5 автогенератора, немагнитную прокладку 6, до- прлнительный замкнутый сердечник 7, первый 8 и второй 9 транзисторы автогенератора, первый 10 и второй 11 резисторы автогенератора, первый 12 и второй I3 конденсаторы автогенератора, первый 14, второй 15 и третий 16 выводы рабочей обмотки автогенератора, элементы 17 и 18 дифференцирующей RC-цепи 19, резистор 20, преобразователь 21 частота - код.

Токопровод 4 размещен внутри основного сердечника 2 с частичным зазором 3, а снаружи через немагнитную прокладку 6 размещен дополнительный замкнутый сердечник 7 с рабочей обмоткой 5 автогенератора. Последний выполнен с емкостным коллектор- базовыми связями и подключен к источнику питания через третий резистор 20. После него включена дифференцирующая цепь 19, к которой подключен преобразователь 21 частота - код (напряжение) .

Датчик работает следующим образом.

сл

00

&э

00

ел ел

При отсутствии тока в токопроводе 4 автогенератор 1 работает с начальной частотой автоколебаний. Когда ток в токопроводе протекает и увеличивается магнитный поток подмагничива- ния распределяется как по основному сердечнику 2 с частичным зазором 3, так и по дополнительному сердечнику 7 причем по последнему протекает мень- шая часть общего потока подмагничива- ния, поскольку он удален от токопро- вода 4. В результате воздействия части потока подмагничивания на дополнительный сердечник 7 переключение автогенератора будет происходить по- частным циклам и последние будут сокращаться по мере увеличения тока через токопровод 4, поэтому частота автоколебаний автогенератора 1 уве- личивается.

Моменты переключений автогенераторы 1 фиксируются с помощью дифферен- цирующей цепи 19 и далее в виде импульсов с преобладанием положитель- ной амплитуды поступают на преобразователь 21 частота - код (напряжение, например, микросхема К 1108). По мере увеличения контролируй ог тока до нескольких сотен ампер основ- ной сердечник 2 не может войти в на- сыщение из-за частичного зазора 3, а дополнительный сердечник 7 не может войти в насыщение, так как он, во- первых, удален, а, во-вторых, ос- новной сердечник 2 как бы его экранирует. В то же время задачи увеличения чувствительности датчика решаются путем увеличения чатичного зазора 3 и уменьшения толщины прокладки 6, Однако, если частичный зазор 3 сделать по всему сечению основного сердечника, то поток через замкнутый дополнительный сердечник 7 увеличится и он может войти в насыщение при большом токе подмагничивания. Поэтому задача решается компромиссно. Диаметры основного 2 и дополнительного 7 сердечников зависят от диаметра токопровода 4, поскольку нужно учи- тыватъ слой изоляции кабеля. Немагнит ная прокладка препятствует прохождение потока подмагннчивания через дополнительный сердечник 7 „ минуя -частичный зазор 3.

И датчю-е чувствительность повышена более чем в 2 раза по сравнению с аналогичными датчиками при одно

g « 5 Q

5

временном увеличении начальной частоты датчика. Это позволяет его применять в цифровых системах управления как подвижных объектов, с наиболее тяжелыми условиями эксплуатации, так и стационарных.

Формула изобретения

1.Датчик постоянного тока, содержащий автогенератор с сердечником, выполненным с частичным зазором, токопровод, размещенный внутри сердечника, и обмотку, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен немагнитной прокладкой, дополнительным замкнутым сердечником, размещенным через немагнитную прокладку на основном сердечнике с частичным зазором, на дополнительном замкнутом сердечнике размещена рабочая обмотка автогенератора, первый, второй и третий выводы рабочей обмотки подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам автогенератора, четвертый выход которого подключен к первому выводу первого резистора и одному из выводов конденсатора дифференцирующей цепи, пятьй выход автогенератора подключен к одному из выводов резистора дифференцирующей цепочки и общей шине, третий вывод рабочей обмотки соединен с первым выводом конденсатора дифференцирующей цепочки н первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с источником питания, и г орой вывод конденсатора дифференцирующей цепочки соединен с первым выводом резистора дифференцирующей цепочки и входом преобразователя частота - код, второй вывод резистора дифференцирующей цепочки соединен с общей шиной.

2.Датчик по п. 1, о т л и ч а ю- ш и и с я тем, что автогенератор выполнен в виде двух транзисторов, двух резисторов и двух конденсаторов, базы обоих транзисторов через параллельно соединенные резисторы и конденсаторы подключены к первому и второму выводам рабочей обмотки, эмиттеры обоих транзисторов подключены соответственно к первому и второму выводам рабочей обмотки, коллекторы обоих транзисторов объединены и подключены к общей шине.i

19 20 +

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля и регулирования токов мощных высоковольтных нагрузок, в частности тяговых электродвигателей электропоездов. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика, которая достигается введением в датчик немагнитной прокладки и дополнительного замкнутого сердечника, на котором размещены рабочие обмотки автогенератора. Датчик также содержит автогенератор, состоящий из двух транзисторов, двух сопротивлений, двух конденсаторов, и основной сердечник с частичным зазором. Дополнительный замкнутый сердечник размещен на основном сердечнике с частичным зазором. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.