Датчик переменного тока низкой частоты Советский патент 1978 года по МПК G01R15/06 H02M5/10 

1

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии переменного тока на входе в энергию переменного тока на выходе, например, для измерения тока или напряжения, в частности - к устройствам для измерения переменного тока низкой частоты.

Известны датчики тока, использующие принцип трансформатора постоянного тока 1. Такие датчики устанавливают в цепях, где протекает ток одного знака. Применять эти датчики в цепях, где протекает переменный ток, нельзя, потому что при изменении полярности измеряемого тока во вторичпых обмотках входящих в датчик трансформаторов тока возникают большие встречно направленные напряжения, при которых ток во вторичных обмотках отсутствует. Перенапряжения длятся до момента насыщения одного из сердечников трансформаторов тока. В результате происходит недопустимая потеря информации.

Наиболее близким к изобретению является датчик переменного тока низкой частоты, содержащий два ферромагнитных сердечника, общую нервичные и раздельные вторичные обмотки 2. Недостатком этого датчика является невозможность использования его для измерения токов высокой частоты. На вторичных обмотках при изменении направления тока в первичной обмотке возникают перенапряжения, что приводит к потере информации.

Целью изобретения является ограничение 5 перенапряжения на вторичных обмотках и исключение потери информации. Для этого в датчик введены два источника постоянного напряжения, два конденсатора и соединенные последовательно-встречно две

0 пары диодов, причем вторичные обмотки включены последовательно-встречно через два резистора нагрузки, средний вывод соединения резисторов нагрузки соединен со средним выводом последовательно соединенных источников постоянного напряжения, каждый из которых зашунтирован конденсатором, между началом вторичной обмотки на первом сердечнике и концом вторичной обмотки на втором сердечнике

0 включены две пары диодов, при этом средний вывод одной пары диодов, соединенных анодами, подключен к отрицательной клемме первого источника постоянного напряжения, а средний вывод другой пары диодов,

5 соединенных катодами, подключен к положительной клемме второго источника постоянного напря}кения.

На чертеже представлена принциниальиая схема предлагаемого датчика.

Q Он содержит два ферромагнитных сердечника 1 и 2, первичную обмотку 3, вторичные обмотки 4 и 5, резисторы 6 и 7 нагрузки, источники 8 и 9 постоянного напряжения, конденсаторы 10 и 11 и две пары диодов 12 и 13, 14 и 15, соединенные в каждой паре последовательно - встречно.

При изменении полярности измеряемого тока вторичный ток первого трансформатора замыкается через диод 12, емкость 10 и резистор 6. Вторичный ток второго трансформатора замыкается через источник 16, диод 12, конденсатор 10 и резистор 7. Величина перенапряжения ограничивается напряжением источников 8 и 9, которые включены в направлении запирания диодов 12 и 13. Перенапряжения на вторичных обмотках 4 и 5 могут быть разных знаков в зависимости от направления измеряемого тока (тока в первичной обмотке). При положительном перенапряжении (плюс иа начале обмотки 4) вторичный ток замыкается через диоды 12 и 13, при отрицательном - через диоды 14 и 15. Диоды 12-15 открываются, когда перенапряжение превышает величину напряжений на конденсаторах 10 и 11. По окончании переходного процесса диоды 12-15 закрываются, и пторичьый ток, например, первого трансформатора замыкается по цепи: резисторы 6 и 7, обмотка 5 второго трансформатора, источник питания 16. Такая цепь возможна, так как второй трансформатор насыщается и разность потенциалов на его вторичной обмотке близка к 0. Аналогичный процесс происходит и для второго трансформатора.

Таким образом создается специальный контур токов вторичных обмоток каждого трансформатора. Контур возникает при достижении вторичным напряжением определенной заданной величины, которую можно

выбрать на любом уровне. При этом ток всегда замыкается через резисторы нагрузки, и потери информации не происходит.

Формула изобретения

Датчик неременного тока низкой частоты, содержащий два ферромагнитных сердечника, общую первичную и раздельные вторичные обмотки, отличающийся тем, что,

с целью ограничения перенапряжения на вторичных обмотках и исключения потери информации, в него введены два источника постоянного напряжения, два конденсатора и соединенные последовательио-встречно две пары диодов, причем вторичные обмотки включены последовательно-встречно через два резистора нагрузки, средний вывод соединения резисторов нагрузки соединен со средним выводом последовательно

соединенных источников постоянного напряжения, каждый из которых защунтироваи конденсатором, между началом вторичной обмотки на первом сердечнике и началом вторичной обмотки иа втором сердечпике включены две пары диодов, при этом средний вывод одиой пары диодов, соединенных анодами, подключен к отрицательной клемме первого источника постоянного папряжения, а средний вывод другой пары

диодов, соединенных катодами, подключен к положительной клемме второго источника постоянного напрялсения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белицкая М. С., Лиманов Е. А. Трансформаторы постоянного тока и напряжения для высоковольтных преобразовательных установок. «Энергия, 1964, с. 39. 2. Авторское свидетельство СССР

Яо 400959, Н 02М 5/10, 1966.

J

12

/4

W

/J

«H

15

- 16 -o o