Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока Советский патент 1978 года по МПК G06G7/26 

ные последовательно согласно входные 3 и 4 и соединенные последовательно-встречно выходные 5 и 6 электрические обмотки. Выходные обмотки 5 и 6 преобразователя в соответствии с принципом действия трансформатора тока замкнуты на резистор 7. Каншый ферромагнитный сердечник 1 и 2 преобразователя, изготовленный из материала., с прямоугольной;петлей гистерезиса, профилирован в соответствии с требуемой результирукицей функциональной зависимост Преобразователь работает следукнцим образом. При нарастании электрического, тока 3 во входных обмотках 3 и 4 преобразовател его тороидальные ферромагнитные сердечники 1 и 2 «ачинают перемагничиваться из одного магнитного состояния с индукцией , в котором он находился до этого, в другое магнитное состояние ч- Вр, под действием Магнитного поля Н тока у входной обмотки. При этом в каждой выходной обмотке 5 и 6 преобразователя наводится ЭДС, значе ние которой в данный момент времени определяется выражением в вых где Ф - магнитный поток, пронизывающий витки . выходной обмотки} Wj - число витков в вьпсодной обмотке, а сигнал на резисторе 7 от воздействия каждой ЭДС в отдельности вследствие интегрирующих свойств трансформатора тока имеет вид ВЫХ( где Ь - сопротивление резистора 7} L - индуктивность выходной обмотк В выражении (2), исходя из принц действия трансформаторного преобразовател Вместо магнитного потока Ф введено приращение магнитного потока, д Ф, которое для профилированных в радиальном направл НИИ сердечников описывается следующим интегральным выражением АФСЗ) лв(л,)ак, сз)

вн

где R, и Rx,nD - внутренний и наружный

. радиусы сердечника преобразователя|

Р (R) - высота профиля радиального сечения сердечника;

лВ ( : , R ) - изменение мат-нитной индукции Вдоль радиуса сердечника i при различных значениях входного тока 3 ,

входу, получим

s -рС.-зЧ-а.

(10)

Откуда имеем уравнение преобразования для одного сердечника

F(

(,

W)

или для двух сердечников 1 и 2 преобразоТак как цля фсррочтагнитншо материала прямоугольной петлей гисторезися и хоошей 15ергикальнс)Стью этой петли 1- {.. ) описывается при помощи ступен отой функции Хевисайда , , т.е. д БСа,) 2Б. Эг. 21ГН оторая принимает только два значения: 11,при Ц . л,. О.ПрИ R,, - число витков «ео входной обмотке ердечника преобразователя, , i3 ) - радиус перемагничиваюшего объема сердечника, о интеграл в выражении (3) распадается а два, один из которых тождественно раен нулю, а другой для сердечников с маым относительным внутренним радиусом RBH «к, записывается следующим образом: дф(з)2в f рсюак . Отсюда чувствительность для одного ердечника преобразователя вьглядит так: 1 а jF( S-2w, при замене переменных в интеграле того выражения -w -NffaBf..V Из выражения (9), с учетом (6) видно, что чувствительность S при постоянных значениях F ( F ) consi: есть величина постоянная, а при функциональном изменении высоты перемагничивающегося профиля радиального сечения сердечника Р (Ro ляется функцией этого профиля, который, в свою очередь, является функцией рходного Обозначив через масштабный множитель по выходу и через масштабный множитель по

5 и 6 которых

л ателя, выходные включены пстречно

-(srb.)hi(vи

ВЫХЕ ..)}:.

-k.

В этом выражении индексы у параметров соответствуют юшексах сердечников 1 и 2 преобразователя.

Принимая пля упрощения i

i

Н

имеем

f2. Z -

UBb.xs -4(2))Из выражения (13) видно, что выходной сигнал преобразователя является функцией, разности высот радиальных сечений сердечников 1 и 2, аргументом которых является входной ток О . Следовательно, задавая различные функциональные зависимости разности-высот радиальных сечений сердечников 1 и 2 получаем соответствующие функциональные зависимости выходного сигнала U j, j, от входного тока 3 ,с. возможностью и; менения знака этого сигнала, в то время как входной ток Д , протекающий по входным обмоткам 3 и 4 преобразователя, знак не меняет. Так как ферромагнитный материал сердечников 1 и 2 преобразователя обладает гистерезисом, то выражение (13) справедливо только для Монотонно возрастающих функций входного тока (см. фиГ. 3 а). После полного перемагничивания объемов ферромагнитных сердечников о1 и 2, т,е. выхода за пределы рабочего диапазон необходимо производить изменение направл ния входного тока, при этом выхорчой сигнал в пределах рабочего диапазона входного тока имеет функциональную зависимос

С восходящими и нисходящими участками и переменой знака (см. фиг, о б).

Изготовление профилнрованньгх ферромагнитных серпечников трансформаторного функпионального преобразователя из материалй с прямоугольной петлей гистерезиса позволяет использовать подвижную доменную стенку, возникающую в этих сердечниках, для получения требуемой функциональной зависимости между входным током и вь1Ходн 1м сигналом преобразователя, В результате этого расширяется класс воспроизводимых преобразователем функций и появляется во эможность осуществлять генерацию непрерывных функций любого вида. Формула изобрет. ения Трансформаторный функциональный преобразователь электрического тока, содержащий два тороидальньтх ферромагнитных сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса, на которых расположены входные и выходные обмотки, отличаю ши и - ;с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых преобразователем i функций, в нем тороидальные ферромагнитные сердечники гфофилированы в радиальном сечекии соответственно с воспроизводимой, функииональной зависимостьК), входные обмотки тороидальных ферромагнитных сердечников соединены последовательно и согласно, а выходные - последовательно и встречно. Источники информации, принятые во Внимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство СССР № 171183, кл. G Об G 7/26, 1961. 2.Розенблат М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, М,, Наука, 1966, с. 198.

Риг. 1

i,

w,

T,

Z2

X37