Вращающий элемент индукционного счетчика электрической энергии Советский патент 1990 года по МПК G01R11/00 

Изобретени-е относится к электрозмерительной технике, в частности к средствам измерения электрической энергии переменного тока.

Цель изобретения - повьппение точности индукционного счетчика электри- 20 ческой энергии.

На чертеже представлена конструк- 1У-1Я вращающего элемента индукционного счетчика электрической энергии И блок-схема подключения его узлов. 25

. Коиструк11ДЯ состоит из параллельной магнитной цепи5содержащей разветв- . ленный магнитопровод 1 и обмотку 2 возбуждения, включаемую параллельно нагруз ке,последовательной магнитной цепи,со- ,„ держащей П-образный магнитопровод 35раз- м ещенные на нем обмотки возбужден15я 4, подмагничнвания 5 и обратной связи 6, интегратор 7, усилитель 8 напряже- НИИ переменного тока, ггоеобразова- ., тель 9 нап1 яжение-ток и катушка tO взаимной индуктивности с Интегратор 7 усилитель 8 напряженил переменного токЯ; преобразователь 9 напряжение- ток и обмотка 5 подмагничивания вклю- Q чены каскадно и составляют цепь прямого преобразоватшя. Обмотка 6 обратной связи и вторичная обмотка катушки 10 взаимной индуктивности соединены последова тельно и противоЛазно и под ключены к входу интегратора 7, Первичная обмотка катупжи.10 взаимной индуктивности последовательно с обмоткой А возбуждения включены в цепь контролируемого тока,

Вра1па5ог1Дй элемент индукционного счетчика электрической энергии работает следукя щм образом.

При наличии тока в обмотках 2 и 4 возбуж/ 1;ения создаются рабочие магjj

50

нитнь е потоки I. и i а взаимодействие которых приводит к созданию врапающего момента, / (дя; обеспечения nponopipioHfuibHoro 8ра11;аю1цегр момен55

jj та активной мощности нагрузки должны

Q

выполняться условия

,и|

0

5

90

Фг К,1.; где ф.

ФГ: 1

(О

(2)

D

и ф- рабочие магнитные потоки параллельной и последовательной магнит- .ных цепей;

и и I - напряжение и ток кон-- тролируемой нагрузки, R этом случае показания счетчика определяют энергию, потребляемую нагрузкой за определенный промежуток временно

Обеспечение условия (2) осуществляется следуюгщм образомо

Рабочий магнитный поток ф созда- . ет в обмотке 6 обратной связи ЭДС, определяемую дифференциалом этого потока и сдвинутую относительно ,него на ЭДС вторичной обмотки катушки 10 взаимной индуктивности пропор-. диональна дисЬфёрен щалу тока нагрузки и отстает от него также на 90 ;

Параметры катушки 10 взаимной индуктивности И число витков обмотки 6 обратной связи выбирают исходя из требуемого Соотношения. током контролируемой нагрузки и модулем рабочего магнитного.потока последо- вателр ной цепи при условии совпадения их по Лазе, В этом случае ЭДС обмотки :6 обратной связи равна по модулю и совпадает по фазе с ЭДС втори чной обмотки катупки ТО взаимной индуктивности, следовательно, сигнал на входе интегратора 7 и на входе усилителя 8 напряжения переменного тока равен нулю, и ток в обмотке 5 подмагничивания отсутствует. За счет наличия потерь на пути рабочего магнитного потока Ф , поток отстает по фазе от тока нагруз си и его модуль меньше заданного. Тогда ЭДС обмотки 6 об5 1597739

рятяой связи и вторичной обмотки ка- - тушки 10 п:влимной индуктивности не рянны по модулю и отличаются по Лазе. а выходе интегратора 7 и на входе усилителя 8 напряжения переменного тока появится сигнал, определяемый соотнопением потока и тока нагрузки, которьп {, будучи пропорцчональ- но преобрязованным в ток в преобразователе 9 напряжение-ток,создает в. магнитопроводе 3 с помощью обмотки 5 подмагкпчивант1я дополнительньй магнитньй nriToK такого значения и фазы, при которых рабочий магнитньгЧ поток фJ- имеет заданный модуль и совпадает по фазе с током контролируемой нагрузки,

При достаточно высоком козЛЛиВ результате предлагаемьпЧ счетчик имеет погреписость пргшерно на 20-30% меньше /

Предлагаемая конструкция вращаю- 5 щего элемента индукционного счет ш- ка электрической энергии позволяет использовать более простую схему ин- тегратора 7, так как к нему не предъявляются жесткие требования.

Кроме того, использование катушки взаимной индуктивности в качестве преобразователя ток-напряжение позво- ляет гальванически отделить злектри- ческую схему от входной цепи счетчика. Формула изобретения

Вращающий элемент индукгу онного счет чика электрической энергии,содержащий

10

циенте усилсияя усилителя 8 напряже- 20 Р льную магнитную цепь,состоящую ния переменного тока изменение тока из разветвленного магнитопровода и раз- нагрузки вызовет пропоптиональное мещенной на нем обмотки возбуждения, изменение модуля потока Фз-при неиз- последовательную магнитную цепь, сос- менном е.го фазе независимо от наличия по- тоящую-из магнитопровода и .размещен-; токов рассеивания ,изме ;ения 4acToT i} и jj ных на нем обмоток возбуяд ения, под- температуры, параметров материала мл гни- магничивания и обратной связи, один топровода. Кроме указанных соотношеиз выводов которой соедин,ен с входом интегратора, выход которого подключен к входу последовательно соединенных усилителя и преобразователя ток- напряжение, выход которого соединен с первым вьгоодом обмотки подмагни- чивания, второй, вывод которой подключен к общей тчине, первьй вывод обмотки возбуз«1дения последовательной 35 магнитной цепи соединен с входной клеммой, а второй - с преобразователем ток - напряжение,о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, преобразователь ток- напряжение выполнен в виде катушки взаимной индуктивности, вторичная обмотка .которого подключена одним вьтаодом к второму вьшоду обмотки обратной связи, а вторым - к общей

ний обеспечивается идентичность гармонического состава магнитного потока ((j. и контролируемого тока.

Изменение параметров любого каскада прямого преобразования, в т.ч. интегратора 7, может привести к изменению потока Ф и, следовательно, .к изменению ЭДС обмотки обратной связи. А так как эта ЭДС вторичной обмотки катутлки -взаимной индуктивности, определяемой током нагрузки, на входе цепи прямого преобразования появится сигнал рассогласования, ко- торьв приведет, в конечном итоге, к такому изменению потока ф, при котором его параметры определяются только параметрами тока контролируемой нагрузки.

739

В результате предлагаемьпЧ счетчик имеет погреписость пргшерно на 20-30% меньше /

Предлагаемая конструкция вращаю- 5 щего элемента индукционного счет ш- ка электрической энергии позволяет использовать более простую схему ин- тегратора 7, так как к нему не предъявляются жесткие требования.

Кроме того, использование катушки взаимной индуктивности в качестве преобразователя ток-напряжение позво- ляет гальванически отделить злектри- ческую схему от входной цепи счетчика. Формула изобретения

Вращающий элемент индукгу онного счетчика электрической энергии,содержащий

0

20 Р льную магнитную цепь,состоящую из разветвленного магнитопровода и раз- мещенной на нем обмотки возбуждения, последовательную магнитную цепь, сос- тоящую-из магнитопровода и .размещен-; jj ных на нем обмоток возбуяд ения, под- магничивания и обратной связи, один

30

из выводов которой соедин,ен с входом интегратора, выход которого подключен к входу последовательно соединенных усилителя и преобразователя ток- напряжение, выход которого соединен с первым вьгоодом обмотки подмагни- чивания, второй, вывод которой подключен к общей тчине, первьй вывод обмотки возбуз«1дения последовательной 5 магнитной цепи соединен с входной клеммой, а второй - с преобразователем ток - напряжение,о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, преобразователь ток- напряжение выполнен в виде катушки взаимной индуктивности, вторичная обмотка .которого подключена одним вьтаодом к второму вьшоду обмотки обратной связи, а вторым - к общей

0

5

шине.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к средствам измерения электрической энергии переменного тока. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что обматка 4 возбуждения магнитопровода 3 последовательной магнитной цепи включается в цепь тока нагрузки последовательно с первичной обмоткой катушки 10 взаимной индуктивности, вторичная обмотка которой последовательно и противофазно с обмоткой 6 обратной связи, размещенной на этом же магнитопроводе, подключена на вход последовательно соединенных интегратора 7, усилителя 8 напряжения переменного тока, преобразователя 9 напряжение - ток и обмотки 5 подмагничивания этого магнитопровода. Перенос интегратора 7 из контура обратной связи в контур прямого преобразования позволяет повысить точность. Кроме того, изобретение позволяет гальванически развязать электрическую схему от силовой цепи. Устройство также содержит магнитопровод 1 параллельной магнитной цепи, на котором размещена обмотка 2 возбуждения. 1 ил.