Трансформатор тока Советский патент 1981 года по МПК H01F38/30 

(54) ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

1

Изобретение относится к трансформаторам тока и может быть использовано в приборостроительной промьвпленности.

Известны измерительные трансформаторы тока броневого типа, содержащие сердечник с двумя окнами, многовитковые первичную и вторичную обмоткиС.

Недостаток таких трансформаторов - сравнительно низкий коэффициент заполнения окна первичной обмоткой при больших значениях первичного тока (десятки - сотни ампер). .

Известны также измерительные трансформаторы тока броневого типа, содержгвоие сердечник с двумя окнами многовитковые первичную и вторичную обмртки, причем первичная обмотка в сйою очередь состоит из нескольких идентичных парашлвпьно соединенных обмоток или катушек 2.

Такие трансформаторы имеют больший коэффициент заполнения окна первичной обмоткой, однако увеличение коэффициента трансформгщии может быть достигнуто только путем увеличения количества витков вторичной обмотки, т.е. приводит к увеличению габаритов трансформатора при неизменном сечении провода или к уменьшению сечения провода, следовательно, величины трансформируемого тока. Наиболее близким к предлагае/иому

является измерительный трансформатор тока броневого типа, преимуществен- но малогабаритный, содержащий сердечник с двумя окнами, первичную в виде одного витка и вторичную обмотки 3.

Этот трансформатор при заданных габаритах по сравнению с известными имеет наибольший коэффициент трансформации, определяемлй полным запол15нением окон сердечника проводом минимального диаметра (обычно порядка 50 мкм), пригодным для машинной намотки, однако дальнейшее повышение коэффициента трансформгадии невозмож20но без увеличения размеров сердечйика, т.е. без увеличения габаритов и массы трансформатора.

Цель изобретения - увеличение вдвое коэффициента трансформации

25 без увеличения габаритов и массы трансформатора.

Эта цель достигается тем, что в трансформаторе тока броневого типа, преимущественно малогабритном, содержащем сердечник с двумя окнами.

первичную в виде одного витка и вторичную обмотки, виток первичной обмотки состоит из двух параллельно включенных проводников, первый из которыЯ проходит только через одно окно сердечника, а второй - -только через другое окно, причем начало первого проводника соединено с концом второго, и наоборот.

На фиг, 1 схематически показан предлагаемый трансформатор, аксонометрия, на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.2. Измерительный трансформатор тока содержит сердечник 1 с двумя окнами 2 и 3, одновитковую первичную обмотку, состоящую из двух параллельно включенных проводников 4 и 5, и многовитковую вторичную обмотку 6. Проводник 4 проходит только через окно 2, а проводник 5 и только через окно 3, причем начало 7 проводника 4 соединено с концом 8 проводника 5, а начало 9 проводника 5 - с концом 10 проводника 4 (при этом, как обычно, предполагается, что начало проводника входит в окно сердечника, а конец проводника выходит из окна)

Входной зажим 11 трансформатора соединен с началом 7 проводника 4 и концом 8 проводника 5, а входной зажим 12 с началом S проводника 4 и концом 10 проводника 5.

Измерительный трансформатор тока работает следующим образом.

При подключении измеряемого тока к входным зажимам 11 и 12 трансформатора через проводники 4 и 5, образующие виток первичной обмотки, протекают части тока Л соответствено 3 и D , соотношение которыми определяется величиной сопротивлений этих проводников. Магнитные потоки, обусловленные этими токами, суммируются в стержне сердечника 1. Суммирование потоков происходит благодаря указанному соединению начал и концов проводника 4 и 5. Сцепляющийся со вторичной обмоткой б суммарный магнитный поток в стержне сердечника , обуславливающий величину вторичного тока 3ij. , определяется суммой токов 3, и Л в проводниках 4 и 5, т.е. полным значением измеря мого тока 3 .

Поток в стержне сердечника

, Фс ciD, с-з; цз, ,

i

где tC . - коэффгщиент пропорциональности между током и потоком Ток во вторичной обмотке

а ° С . С,3, , где Cq - коэффициент пропорциональностирмежду потоком и токо

Коэффициент трансформации

К 3 /Ло. 1/Ц Са (1)

В известном одновитковом трансформаторе броневого типа через каждое окно сердечника проходит проводник первичной обмотки с полным значением измеряемого тока, и магнитный поток в стержне сердечника

Ф; 2с,з,

Ток во вторичной обмотке Ja С;1Фс 2С Cg-a,

соответственно коэффициент трансформащии

к 3, Ла О Л/С,- Са (2)

Из выражений (1) и (2) видно,

15 что предлагаемый трансформатор при прочих равных условиях имеет вдвое больший коэффициент трансформации.

Благодаря суммированию магнитных потоков, вызванных токами jj и Э,

20 различие этих токов (обусловленное, например неодинаковым сопротивлением проводников 4 и 5, изменением окружающей температуры и т.д.) не влияет на величину тока т.е. на точносСгь

2J и стабильность трансформатора тока, а приводит лишь к различию магнит ных потоков правого и левого ярма сердечника Ф и Ф.

Чтобы исключить нежелательное повышение магнитной индукции в правом или левом ярме сверх обычного для трансформаторов тока значения порядка 1000-2000 Гц, достаточно сохранить примерную симметрию магнитных потоков (с точностью до 20-30%),

35 для чего проводники 4 и 5 берутся примерно одинаковой длины и сечения. Тогда через каждый из проводников 4 и 5, проходящий через окно сердечника, протекает ток, равный пример40 ио половине измеряемого тока D-f .

Предлагае 1ый трансформатор тока предназначен преимущественно для встраивания в малогабаритные щитовые

45 электроизмерительные приборы и преобразователи и обеспечивает расширение их пределов измерения (преобразования) в сторону больших токов. Соответственно сам трансформатор

50 тока должен быть малогабаритным.

Формула изобретения

Трансформатор тока, преимущественно малогабритный, содержащий сер-, дечник с двумя окнами, первичную в виде одного витка и вторичную обмотки, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента

трансформации в нем, виток первичной обмотки состоит из двух параллельно включенных проводников, первый из которых проходит через оцно окно сердечника, а второй - через другое

окно, причем начало первого провод- ;

ника соединено с концом второго, и наоборот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2237054, кл. Н OlF 27/28, 1977.

по эксплуатации. М., В/О Машиноприборинторг, 1974. I . .