Датчик активного тока Советский патент 1974 года по МПК H03K6/06 

1

Изобретение относится к области автоматики.

Известен датчик активного тока, содержащий трансформатор тока с двумя вторичными обмотками, средняя точка одной из которых подключена к цепочке, состоящей из последовательно включенных нагрузочного резистора и дросселя, шунтированной конденсатором и через двухполупериодный выпрямитель переходом эмиттер - коллектор транзистора, база которого подключена через резистор и два диода к выводам второй обмотки трансформатора тока, средняя точка которой подсоединена к точке соединения одной пары диодов двухполупериодного выпрямителя с эмиттером транзистора, и трансформатор напряжения с четырьмя вторичными обмотками.

Цель изобретения - уменьшить погрешность измерений.

Это достигается тем, что в датчик активного тока введен четырехтранзисторный преобразователь, в котором базы первых двух транзисторов через резисторы подключены к концам первых двух вторичных обмоток трансформатора напряжения, базы третьего и четвертого транзисторов через другие резисторы подключены к началам третьей и четвертой вторичных обмоток, эмиттеры первых двух транзисторов - к началам первых двух вторичных обмоток, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов - к концам третьей и четвертой вторичных обмоток, при этом коллекторы первого и четвертого транзисторов через диоды подключены к общей точке соединения эмиттеров второго и третьего транзисторов и к точке соединения нагрузочного резистора и дросселя, а коллекторы второго и третьего транзисторов через другие диоды подключены к эмиттерам первого и четвертого транзисторов

соответственно и к выводам первой вторичной обмотки трансформатора тока.

Схема предлагаемого устройства показана на чертеже. Устройство содержит трансформатор тока

1, имеющий первичную обмотку 2 и вторичные обмотки 3-6, преобразователь на четырех транзисторах -10, в коллекторы которых включены выпрямители 11 -14 для отсечки обратных токов резисторов 15-18, цепочку,

состоящую из дросселя 19 и конденсатора 20, защунтированную через выпрямительный мост 21, эмиттер-коллектором транзистора 22, нагрузочный резистор 23, трансформатор напряжения 24 с первичной обмоткой 25 и четырьмя

вторичными обмотками 26-29 для управления транзисторами.

Принцип действия четырехтриодного преобразователя основан на том, что в каждый момент времени открыт только один транзистор:

тот, в котором наряду с положительным управляющим напряжением эмиттер имеет положительный потенциал по отношению к коллектору. Взаимная фазировка обмоток 3, 4, трансформатора 1 и обмоток 26-29 трансформатора 24 в сочетании с попарным встречно-параллельпым включением транзисторов 7-10 подобрана таким образом, что в те интервалы времени, когда исходные переменные токи и напряжения имеют одинаковые направления, в нагрузочном выходном резисторе 23 повторяется исходный переменный ток, протекающий в принятом положительном направлении, независимо от направления исходного измеряемого тока в нагрузочном выходном резисторе повторяется исходный переменный ток, протекающий в обратном направлении по отношению к принятому положительному направлению, независимо от направления исходного измеряемого тока. На чертеже это отражено отметкой соответствующих концов обмоток трансформаторов 1 и 24. Среднее значение тока в нагрузочном резисторе 23 равно г/2р jГ/2-1 4з - -f f + f i,4t -- 0Lo r J 2I - i« Tft1 -- /„ макс f Sin + Г sin - L tl4 J - /.s макс-COS ; /, где k - коэффициент трансформации трансформатора 1; ф Я(ut. Таким образом, при данном преобразовании среднее значение тока резистора 23 и сответственно напряжение на нем строго пропорциональны активной составляющей измеряемого тока. Чтобы получить среднее значение активной составляющей тока за полупериод или период в виде импульса с пропорциональным изменением амплитуды, следующего в конце соответствующего полупериода или периода измеряемого тока, к -выходному нагрузочному резистору подключается цепочка из дросселя 19 и конденсатора 20, зашунтированного через выпрямительный мост 21 эмиттер-коллектором транзистора 22. На транзистор 22 в течение небольшого интервала времени, начало которого совпадает с переходом тока через нулевое значение, подается запирающее напряжение. В остальное время транзистор насыщается за счет соответствующего базового тока. Указанное импульсное преобразование происходит за счет того, что к концу каждого полупериода измеряемого тока ток в дросселе нарастает от нуля до значения: -T f ss макс- .) где Uzz - напряжение на резисторе 23. В интервале отсечки транзистора 22, который для сведения к минимуму возможной погрешности должен быть небольшим, происходит заряд конденсатора 20 за счет срабатывания энергии, запасенной в дросселе 19 в соответствии с уравнением 22 т. е. заряд конденсатора и амплитуда импульса на этом конденсаторе точно соответствует среднему значению напряжения за полупериод на резисторе 23 и активной составляющей измеряемого тока. Предмег изобретения Датчик активного тока, содержащий трансформатор тока с двумя вторичными обмотками, средняя точка одной из которых подключена к цепочке, состоящей из последовательно включенных нагрузочного резистора и дросселя, щунтированной конденсатором и через двухполупериодный выпрямитель переходом эмиттер-коллектор транзистора, база которого подключена через резистор и два диода к выводам второй обмотки трансформатора тока, средняя точка которой подсоединена к точке соединения одной пары диодов двухполупериодного выпрямителя с эмиттером транзистора, и трансформатор напряжения с четырьмя вторичными обмотками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений, в него введен четырехтранзисторный преобразователь, в котором базы первых двух транзисторов через резисторы подключены к концам первых двух вторичных обмоток трансформатора напряжения, базы третьего и четвертого транзисторов через другие резисторы подключены к началам третьей и четвертой вторичных обмоток, эмиттеры первых двух транзисторов - к началам первых двух вторичных обмоток, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов - к концам третьей и четвертой вторичных обмоток, при этом коллекторы первого и четвертого транзисторов через диоды подключены к общей точке соединения эмиттеров второго и третьего транзиторов и к точке соединения нагрузочного реистора и дросселя, а коллекторы второго н ретьего транзисторов через другие диоды одключены к эмиттерам первого и четвертого ранзисторов соответственно и выводам перой вторичной обмотки трансформатора тока. ,/f4 /« Е fg