Гальваномагнитный измерительный преобразователь мощности Советский патент 1982 года по МПК G01R21/08 

I Изобретение относится к области измерения электрической мощности при помощи измерений токов и напряжений и может быть использовано в автоматических устройствах управления и контроля. Известно устройство для измерения мощности, содержащее токочувствитель ные элементы с датчиками Холла, управляющие электроды которых подк.шоче ны к выходным обмоткам двух разде.пительных трансформаторов D1. Известен гальваномагнитный измерительный преобразователь мощности, содержащий первый выпрямитель, выход которого через резистор подключен к входу датчика Холла, второй выпрямитель, вход которого подк.шочен к первой и второй входным шинам, а выход - к обмотке возбуждения, выход датчика Холла подключен к пыходным ишнам t2l. Недостатком данного и известного изобретений является их низкая точность. Целью изобретения является повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в гальваноизмерительный преобразователь мощности, содержащий первый выпрямитель, вглход которого через резистор подключен к входу датчика Хо.пла, второй выпрямитель, вход которого подключен к первой и второй входным шинам, а выход - к обмотке возбуждения, выход датчика Хо.йла подключен к выходным шинам, введены две .дополнительные обмотки, расположенные на магнитопроводе и включенные встречно, одна из которых включена паралле.льно резистору, а другая подключена к входу датчика Холлй, вход первого выпрямителя через разделительный трансформатор подключен к третьей и четвертой, входным шинам. ;0бмотка возбуждения выполнена в виде 39 двух секций, включенных встречно последовательно, причем соотношение числа витков этих обмоток находится в пределах 1:3-1:10. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 и 3 - варианты схемы устройства при измерении актив ной и реактивной точности. Устройство содержит первый выпрямитель 1, резистор 2, датчик 3 Холла второй выпрямитель 4, обмотку 5 возбуждения, первую дополнительную обмотку 6, вторую дополнительную обмот ку 7, разделительный трансформатор 8 Устройство работает следующим .образом. При постоянной температуре датчика 3 Холла к дополнительным обмоткам 6 и 7 приложены одинаковые напря жения . Эти напряженияприложе ны к входу датчика 3 Холла и резисто ру 2 соответственно. Напряжения Су и и вызывают одинаковые токи в обмо ках 6 и 7, которые создают равные по величине, но противоположные по направлению магнитные индукции и Ву. Поэтому на датчик 3 Холла не воз действует магнитное поле от обмоток 6 и 7. . При изменении температуры датчика 3 Холла выражения U и U: не равны друг другу по величине. В результате- этого возникает результирующая магнитная индукция АБ, равная раз иости Вб и Вт дВ Вб - В-у , причем знак результирующей индукции определяется увеличением или уменьшением температуры. Эта результирующая индукция и В создает дополнительную холловскую ЭДС, которая компенсирует температурную нестабильность нулевогб сигнала датчика Холла и температурную нестабильность его чувствительности Благодаря тому, что через датчик 3 Холла, обмотку 5 возбуждения источника магнитного поля и дополнительные обмотки 6 и 7 протекают постог янные токи, значительно упрощается процесс настройки и .регулирования как при изготовлении измерителя пол ной мощности, так и при его эксплуа тации. Кроме того, магнитная проницаемость материала, из которого изготовлен магиитопровод обмотки 5 возб дения, зависит от температуры. Для 6 устранения погрешности измерений, вызываемой зависимостью магнитнйй проницаемостью от температуры, обмотка 5 возбуждения источника магнитного поля разделена на две -секЦии, включенные встречно между собой. При этом результирующая магнитная индукция, создаваемая этими секциями, определяется выражением: В Си ) -(1 .-W2.JWг дН) , где fi - ток в обмотке возбуждения; V - число витков одной секции обмотки; Wj. - число витков другой секции обмотки; Д. - магнитная проницаемость магнитопровода; лН .- прирацение напряженности магнитного поля, обусловленное нестабильностью температуры магнитопровода. Так как нестабильность температуры приводит к абсолютному изменению магнитной проницаемости, то приращение напрязкеиности магнитного поля также абсолютное и всегда изменяется синфазно с направлением намагничивающих сил соответствующих частей обмотки возбуждения. Таким образом, благодаря тому, что секции создают встречно направленные магнитньге индукции, приращение Н за счет изменения температуры магнитопровода взаимно вычитаются, поэтому величина результирующей магнитной индукции не зависит от температуры. Соотношение числа витков двух секций обмотки возбуждения находится в пределе от 1:3 до 1:10. Оно выбирается исходя из требуемой величины индукции магнитного поля, тока возбуждения обмотки. Чем выше отношение числа витков секций обмотки, тем меньше цветного металла затрачивается в расчете на единицу магнитной индукции. создаваемой обмоткой возбуждения источника магнитного коля. Однако, чем меньше разность числа витков секций, тем меньше величина создаваемой магнитной индукции и тем сложнее регистрировать изменения выходного сигнала датчика Холла, поэтому наиболее оптимальное соотношение числа витков было определено расчетным путем и было подтверждено экспериментальными данными. Подобные меры устранения температурной погрепгности могут стсуществлять5

ея не только в измерительных преобразователях полной мощности, но также

и в преобразователях активной мощности.

Измерительные преобразователи активной и реактивной мощности можно получить из преобразователя полной мощности путем исключения из его схемы выпрямителей и соответствующем переключении питания датчика Холла и обмотки возбуждения источника магнитного поля.

Процессы, происходящие в преобразователях активной и реактивной мощности, аналогичны.

Гальваномагнитный и измерительный преобразователь мощности может использоваться не только для измерения мощности в однофазных сетях, но и в трехфазных и многофазных сетях.

Формула изобретения

1. Гальваномагнитный измерительный 25 преобразователь мощности, содержащий первый выпрямитель, выход которого через резистор подключен к входу датчика Холла, второй выпрямитель, вход которого подключен к первой и ЗО

566

второй входным шинам, а выход - к обмотке возбуждения, выход датчика .Холла подключен к выходным щинам, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности,в него введены две дополнительные обмотки, расположенные на магнитопроводе и включенные встречно, одна из которых вк/тючена параллельно резистору, а другая подключена к входу датчика Холла, вход первого выпрямителя через разделительный трансформатор подключен к третьей и четвертой входным шинам.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что обмотка возбуждения выполнена в виде двух секций, включенных встречно последовательно, причем соотношение числа витков этих обмоток находится 8 пределах I:3-1:10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 737856, кл. G 01 R 21/08, 07.02,80.

2.Сунь Су-Фо. Измерение мощности посредством полупроводниковых приборов. М-Л., Госэнергоиздат., 1958, с. 10, рис. 1-5,