Трансформатор постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК H01F38/32 

I

Изобретение относится к измерительной технике, в частности .к технике измерения больших постоянных foKOB мощных реверсивных преобразователей, когда необходимо знать не только величину тока, но и его полярность. ,.

Для измерения больших пос оянньг.х токов с гальванической развязкой от цепи измеряемого тока широко npHMeHHiotcH трансформаторы постоянного тока с выпрЯмле-нием вторичного тока при помощи полупроводниковых диодов 1. Такие трансформаторы обладают высоким быстродействием, экономичны и точны, однако нечуствнтельны к знаку измеряемого тока.

Известен также трансформатор постоянного тока 2, в котором дополнительно к обмотке управления (шине изм(ряемого тока) намотана обмотка смещения с числом витков, равным числу витков обмотки возбуждения переменного тока, причем ток обмотки смещения проходит через сопротивление нагрузки.трансформатора постоянного тока встречно выпрямленному току обмотки возбуждения переменного тока. При токе смещения, равном пол9вине максимального

значения переменного тока, получается реверсивный трансформатор постоянного тока, диапазон ампервитков нормальной работы которого равен 1см. при со.сранении всех положительных свойств, присущих трансформаторам постоянного тока. Однако в этом трансформаторе при измерении тока, создагопдего, магнитное Поле, встречное полю смещения, величиной большей 2--, пропадает соответствие полярностей 13меряемого и выходного токов, что имеет во многих случаях важное значение, в частности, когда трансформатор постоянного тока используется в качестве датчика обратного тока в устройствах заш.иты. Кроме того, трансформатор постоянного тока с обмоткой смещения должен быть рассчитан на измерение вдвое большего тока, чем требуется измерить.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей трансформаора постоянного тока путем увеличения диапазона измерения тока любой полярности до значения критического тока. Это достигается тем, что В предлагаемый трансформатор, содержащий два ферромагнитных сердечника с выходными обмотками, обмотку управления, например шину измеряемого тока, вспомогательную обмотку и мостовой выпрямитель выходного тока, введены усилитель напряжения четных гармоник, фазочувствительный выпрямитель и блоки гальванической развязки с входами, шунтированными диодами, при этом фазбчувствите ь ный выпрямитель выполнен реверсивным на управляемых вентилях, преимущественно .тиристорах, с гальваническим соединением прямого и обратного мостов, а управляющие переходы вентилей подключены к выходам блоков. гальванической развязки, входы которых соединены последовательно и под ключены через фазЬчувствительный вь1прямитель и усилитель напряжения к вспомогательной обмотке.. На чертеже показана принципиальная схема описываемого трансформатора. На сердечниках 1 н 2 из ферромагнитного материала с .высокой ..магнитной проницаемостью намотаны обмотки 3 и 4 переменного тока, соединенные так, что на обмотке 5 управления (шине измеряемого тока) и вспомогательной обмотке б не наводится напряжение основной частоты. Сопротивление нагрузки 7 включено на выходе гальванически соединенных прямого 8 и обратного 9 мостов на управляемых вентилях. Управляющие переходы вентилей через блоки 10 и 11 гальванической развязки с диодами 12 и 13 Qia входе подключены к выходу фазочувствительного выпрямителя 14, вход которого через усилитель 15 напряжения с вь1соко омным входом соединен со вспомогательной обмоткой 6. . При прохождении посто ямного тока по ; обмотке 5 управления {шине измеряембга тока) в ней самой и во вспомогательной обмотке 6 наводится напряжение четных гармоник, в основном, второйиг|-,пр,ичем фаза их изменяется на 180 эл. град, при перемене полярности тока подмагничивания, а амплитуда в режиме вынужденного намагничивания достигает своего максимального значения, определяемого выражением %- г4:Подбором числа витков вспомогательной обмотки б и регулировкой коэффициента усиления усилителя 15. напряжения можно обеспечить условия полностью открытого в одном направлении состояния того или иного моста (8 или 9) при значергйях тока в обмотке б управления порядка ± ,Но,, и таким образом получить перемену полярности выходного тока в зависимости от полярности. измеряемого. Преимущество реверсивного трансформатора,постоянного, тока заключается в использовании для измерения тока любой полярности всего двух ферромагнитных сердечников, как и.в обычном трансформаторе постоянного тока, при этом диапазон измерения- для любой полярности расщиряется до значения критического тока целиком, а не половины как в трансформаторе с обмоткой смещения. Кроме тоСо, вспомогательная обмотка наматывается тонким проводом. а число витков ее при больщом коэффийиенте усиления усилителя напряжения может быть небольшим и сама вспомогательная обмотка по объему составляет очень малую долю обмоток трансформатора. Изобретение - использование четных гармонлк для управления реверсивным управляемым выпрямителем в цепи переменного тока выходных обмоток может применяться в технике магнитных усилителей с реверсивным выходом, при этом повышается КПД и уменьшается в два раза число используемых сердечников. Формула изобретения Трансформатор постоянного тока, содержащий два ферромагнитных сердечника с выходными обмотками, обмотку управления, например шину измеряемого тока, вспомогательную обмотку, мостовой выпрямитель выходного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем увеличения диапазона измерения тока любой полярности до зна; чения критического тока, ,в него введены усилитель напряжения четных гармоник, фа очувствительный выпрямитель и блоки гальванической развязки с входами, шунтированньши диодами, при этом фазочувствительный выпрямитель вьгполнен реверсивным на управляемых вентилях, преимущественно тиристорах, с гальваническим соединением прямого и обратного мостов, а управляющие переходы вентилей подключены к выходам блоков гальванической развязки, входы которых соединены последовательно и подключены через фазочувствительный выпрямитель и усилитель напряжения к вспомогательной обмотке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г. Толстое Ю. Измерительные трансформаторы постоянного тока. «Энергия, 1967, с. 22.: 2. Авторское свидетельство СССР №192920, кл. Н О F 29/14, 1962.