Датчик активного тока Советский патент 1981 года по МПК G01R19/06 

(54) ДАТЧИК АКТИВНОГО ТОКА

1

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в устройствах защиты генератора.

Известен датчик активного тока, содержащий промежуточные трансформаторы тока и напряжения, управляемый выпрямитель и интегратор 1.

Однако в связи с тем, что управляемый выпрямитель выполнен на диодах и резисторах, датчик обладает низкой чувствительностью.

Известен также датчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение,управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, промежуточный трансформатор напряжения с двумя отдельньами обмотками и интегрирующий конденсатор 2.

Однако преобразователь тока в напряжение в известном датчике выполнен на резисторах и представляет для источника контролируемого тока значительную нагрузку. Поэтому в тех случаях, когда источником тока служит маломощная цепь, например трансреактор, погрешность измерения датчиком активной составляющей тока относительно велика, В то же время для управления аналоговыми ключами

необходимы две гальванически несвязанные вторичные обмотки промежуточного трансформатора напряжения, что усложняет устройство.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции датчика активного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике активного тока, содер10жащем преобразователь тока в напряжение, управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, первый вход которого подключен к выходу преобразователя тока в напряжение, .

15 промежуточный трансформатор напряжения, выход которого подключен ко второму входу управляемого выпрями- теля, а вход - к источнику управляющего напряжения, резистор и интегри20рующий конденсатор, дополнительно введены два зарядных резистора, два диода и вычитающий блок, причем первые э шттepы обоих аналоговых ключей объединены и подключены к выходу

25 преобразователя тока в напряжение, а вторые эмиттеры - соответственно к первому и второму выводам интегри- , рующего конденсатора, подключенного . в свою очередь ко входам вычитающего блока и через зарядные резисторы

30 к общей клемме устройства, при этом между коллекторами аналоговых ключей включен резистор, а переходы базаколлектор аналоговых ключей зашунти рованы диодами. На чертеже приведена схема датчика активного тока. Датчик активного тока содержит преобразователь 1 тока в напряжение управляемый выпрямитель 2, выполненный на аналоговых ключах 3 и 4, диодах 5 и- 6 и резисторе 7, промежу точный трансформатор 8 напряжения, интегрирующий конденсатор-9, зарядные резисторы 10 и 11, вычитающий блок 12 и источник 13 управляющего напряжения. Ко входу преобразователя 1 тока в напряжение подводится контр лируемый ток i, а к первичной обмотке промежуточного трансформатора 8 напряжения управляющее напряжение И. Если хотя бы одна из подведенных к датчику величин равна нулю, то напряжение на конденсаторе 9 также равно нулю. При этом потенциалы его зажимов айв равны между собой и напряжение на выходе вычитающего блока 12 равно нулю. Рассмотрим работу датчика при действии обеих подведенных величин на его .входах. В этом случае напряже ние вторичной обмотки промежуточного трансформатора 8 для управляемого выпрямителя 2 является управляющим (опорным), а напряжение на выходе преобразователя 1 тока в напряжение управляемым. Положительная полуволна управляющего напряжения отпирает аналоговый ключ 3, а отрицательная аналоговый- ключ 4. Зарядный ток конденсатора 9 в первом случае протекает через зарядный, резистор 11, а во втором случае - через зарядный резистор 10. Среднее значение напряжения на конденсаторе 9 пропорционально активной составляющей управляемой величины, в данном случае контролируемого тока i U Yg-Yg, 4.,3tos0 где и - напряжение на конденсаторе 9 3 - действующее значение контролируемого тока i; 9 - разность фаз между напряжени ем и и током i; коэффициент пропорциональнос ти. Вычитающими блок 12 делает более удобным использование выходного сигнала датчика, поскольку его выходное напряжение, снимается относительно общей точки схемы. Напряжение на выходе вычитающего блока 12 равно ) W5e, ., где k k.k - коэффициент преобразования вычитающего блока 12. Таким образом; предложенное выполнение датчика позволяет повысить точность измерения активного тока путем уменьщения влияния входного сопротивления преобразователя тока в напряжение на источник контролируемого тока и упростить конструкг-.то датчика, так как управление работой аналоговых ключей осуществляется с помощью только обмотки промежуточного трансформатора напряжения. Формула изобретения Датчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение, управляемый выпрямитель, выполненный на аналоговых ключах, первый вход которого подключен к выходу преобразователя тока в напряжение, промежуточный трансформатор напряжения, выход которого подключен ко второму входу управляемого выпрямителя, а вход - к источнику управляющего напряжения, резистор и интегрирующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, дополнительно введены ва зарядных резистора, два диода и вычитающий блок, причем первые эмиттеры обоих аналоговых ключей объединены и подключены к выходу преобразователя тока в напряжение, а вторые эмиттеры - соответственно к первому и второму выводам интегрирующего конденсатора, подключенного в свою очередь ко входам вычитающего блока и через зарядные резисторы к общей клемме устройства, при этом между коллекторами аналоговых ключей включен реёистор, а переходы база-коллектор аналоговых ключей зашунтированы даодами. Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 213192, кл. 21 д 4/05, Н 01 Н,47/32, 1965. 2.Ковалевская В.В. и Машенков В.М. Энергетические измерительные преобразователи электрических величин. Л. Энергия, 1969, с. 268 (прототип).

31 2 а

10

И