Преобразователь электрическогоСигНАлА Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА

I

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автоматического управления частотно-регулируемого привода.

Известно устройство для получения элек-ч трического сигнала в виде постоянного тока, среднее значение которого пропорционально отошению действующего значения первой гармоники контролируемого напряжения к его частоте, содержащее трехфазный линейный (ненасыщенный) дроссель, обмотка которого подключена к контролируемой сети переменного тока (например, выходу вентильного преобразователя частоты) и образует эквивалентную нулевую точку через трехфазный мостовой выпрямитель, в цепь постоянного тока которого включено низкоомное входное сопротивление исполнительного каскада устройства управления 1.

Недостатком этого устройства является наличие-потенциальной связи между входными и вьтходными зажимами, значительная пульсация выходного сигнала, пропорционального отношению напряжения к частоте, и трудность регулирования тока в обмотках дросселя при постоянстве отношения между напряжением и частотой, обусловленная технологической сложностью размещения управляющей обмотки подмагничивания сердечника дросселя.

Известно также устройство, содержащее три шихтованных цилиндрических сердечника, два из которых расположены соосно в расточке внешнего сердечника, в которого уложена трехфазная обмотка щюсселя, выполненная, по типу обмоток машин переменного тока. В пазах первого внутреннего сердечника уложена торои| ьная управляющая обмотка подмагничнвания сердечника дросселя, а в пазах второго - группа изолированных доуг от друга многофазных измерительных обмоток, имеющих пространственный сдаиг по отношению друг к другу. Выходы каждой группы измерительных обмоток подсоединены к многофазным выпрямителям, подключенным по цепи постоянного тока параллельно низкоомному входному сопротивлению исполнительного каскада устройства управления.

38

Это устройство позволяет получить регулируемый по величине электрический сигнал в виде постоянного тока, среднее значение которого пропорционально отношению действующего значения первой гармоники выходного напряжения вентильного преобразователя частоты (ВПЧ) к его частоте, и на его основе строить системы автоматического управления, обеспечивающего выполнение пропорционального управления, закона постоянства магшггного потока, если момент нагрузки на валу двигателя постоянен, или закон, обеспечивающий компаундирювание величины выходного напряжения ВПЧ в функции дополнительной контролируемой переменной 2.

Недостатком известного устройства является технологическая сложность укладки тороидальной управляющей обмотки подмагничивания сердечника дросселя.

Цель изобретения - упрощение укладки

управляющей обмотки подмагничивания сердечника дросселя, т.е. упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее измерительный щихтованный цилиндрический ферромагнитный сердечник, соосно установленный с. двумя коаксиально расположенными внутренни 1лИ и внещними ишхтованными цилиндрическими сердечниками дросселя, заправляющую обмотку подмагничнвания, размещенную на поверхности внещн го . ферромагнитного сердечника дросселя, п изолированных многофазных измерительных обмоток, размещенных в пазах измерительного цилиндрического сердечника, подключенных параллельно низкоомному резистору, соединенному с многофазным выпрямителем, снабжено дополнительным цилиндрическим ферромагнитным сердечником с установленным на каждой его торцовой поверхности ферромагнитным кольцом, при этом, управляющая обмотка

расположена в плоскости, перпендикулярной образующей цилиндрической поверхности дросселя.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройСтво; на фиг. 2 - его принципиальная схема.

Устройство содержит вну анний цилиндрический сердечник 1 дросселя, внеаший цилиндрический сердечник 2 дросселя, измерительньш цилиндрический сердечник 3, дополнительный цилиндрический сердечник 4, многофазная измерительная обмотка 5, управляющая обмотка 6 подмагничивания сердечника дросселя, группа многофазных измерительных обмоток 7, левое боковое ферромагнитное кольцо 8, правое боковое ферромагнитное кольцо 9, многофазный выпрямитель 10, низкоомный резистор 11.

В установившемся режиме работы при отсутствии подмагничивания индуктивность дросселя постоянна и выходное напряжение преобразователя определяется выражением:

к

вых

где К КТР KCX Kj - постоянный коэффициент, равный произведению коэффициентов трансформаци трансформатора тока Kjp, схемы выпрямления KCX и коэффи циента преобразования KI 1,35/2ТГи иф - действующее значение фазного напряжения

преобразователя; f - частота выходного

напряжения преобразователя.

Подключение управляющей обмотки 6 подмагничивания к источнику постоянного напряжения приводит к образованию постоянного магнитного нотока, направленного под прямым углом к основному вращающемуся потоку, созданному равномерно распределенными в пространстве измерительными обмотками 5. Постоянный поток подмагничивания (в зависимости ot направления тока в обмотке 6) последовательно проходит по следующим четырем участкам; внешний цилиндрический сердечник 2 дросселя, левое боковое кольцо 8, дополнительный цилиндрический сердечник 4, правое боковое кольцо 9, приводя к изменению их магнитного состояния. В результате магнитная проницаемость внешнего сердечника 2 дросселя уменьшается, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления цросселя, а следовательно, и увеличению тока в его обмотках. Выходное напряжение устройства в этом случае определяется по формуле

UA

Цвых (К + Kj) Kj - переменный коэффициент, зависящий от степени насыщения магнитопровода.

Таким образом, путем регулирования величины тока в управляющей обмотке 6 подмагничивания можно изменять значение коэффциента пропорциональности выходного сигнала устройства, равного отношению величины действующего значения первой гармоники выходного напряжения преобразователя к его частоте.

Предлагаемое устройство характеризуется возможностью регулирования величины выходнего сигнала устройства, равного отношению величины контролируемого напряжения к его частоте, т.е. сохраняет все основные достоин ства известного, но отличается технологаческо простотой укладки управляющей обмотки п магничивания сердечника дросселя. Применение предлагаемого устройства особенно эффективно при использовании его в системах автоматического управления частотно-регулируемого привода, что позволяет отказаться от применения дополнительных согласующих устройств, связывающих выходные цепи измерительных элементов, кроме того, это устройство позволяет реализовать практически любой статический закон часЛ)тного управления, обеспечивающий оптимальные ус ловия работы привода. В качестве сигнала управления может быть использован электрический сигнал постоянного тока, пропорциональный любой из переменных системы частотно-регулируемого привода: полиому току, его активной составляющей, абсолютному ско жению и т. д. Формула изобретения Преобразователь электрического сигнала, содержащий измерительный шихтованный цилиндрический ферромагнитный с ердечник, соосно установленный с двумя коаксиально расположенными внутренним и внешним щихтованными цилиндрическими сердечниками щюсселя, управляющую обмотку подмагиичивания, размещенную на поверхности внешнего ферромагнитного сердечника дросселя, п изолированных многофазных измерительных обмоток, размещенных в пазах измерительного цилиндрического сердечника, подключенных параллельно низкоомному резистору, соединенному с многофазньпм выпрямителем, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен дополнительным цилиндрическим ферромагнитным сердечником с установленным на каждой его торцовой поверхности ферромагнитным кольцом, при этом, управляющая обмотка расположена в плоскости, перпендикулярной образующей цилиндрической поверхности дросселя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 362255, кл. G 01 R 25/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 520548, кл. G 01 R. 1976.

1

ls

III

I

lAl

-D

«4J M

:s

8