Датчик активного (реактивного) тока Советский патент 1982 года по МПК G01R19/06 

Изобретение относится к электроиэмерению, а именно к устройствам для измерения комплексных составляющих синусоидального тока, и может быть использовано в устройствах автоматики и контроля электрических систем, преимущественно трехфазных, промышленной частоты.

Известен датчик активного (реактивного) тока, содержащий трансформаторы тока и напряжения, установленные в контролируемой сети трехфазного тока, выпрямительные диоды, сумматор с тремя входами и два транзисторных ключа, управляющие входы которых соединены с противофазными выводами вторичной обмотки трансформатора напряжения и через резистор связаны со средним выводом вторичной обмотки трансформатора тока, соединенным с первым входом сумматора, противофазные выводы которой через выпрямительные диоды соединены с выходами; соответс вуюйр1Х транзисторных ключей, .вторым и третьим входами сумматора tl.

Однако этот датчик активного (реактивн ого) тока сложен по конструкции, имеет значительные габарйты, недостаточные точность преобразования и быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик активного (реактивного) тока, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь фазы контролируемой сети переменного тока, фазочувствительный преобразователь, выполненный в виде цепочки последовательно соединенных резистора и конденсатора, подключенной к выводам вторичной обмотки трансформатора тока, выпрямителяодин входной вывод которого соединен с объединенными выводами резистора и конденсатора цепочки, а выход через управляемый транзисторный ключ нагружен на конденсатор, формирователь импульсов управления,, выполненный в виде блокинг-генератора, выход которого соединен с управляющим входом транзисторного ключа, а вход связан с фазами контролируемой сети переменного тока, и переключатель, неподвижные контакты которого раздельно соединены с выводами вторич-N ной обмотки трансформатора тока, а подвижный связан с вторым входным выводом выпрямителя 2. Недостатками известного датчика активного (реактивного) тока являют ся сложность конструкции и недостаточная точность преобразования, обусловленная влиянием нелинейности вольтамперной характеристики выпрям теля фазочувствительного преобразователя. Целью изобретения является упрощение датчика и повышение его точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в датчике активного (реактивного) тока, содержащем трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь фазы контролируемой сети переменного тока, фазочувствительный преобразователь, оди вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора тока, фор.мирователь импульсов управления, вы ход которого соединен с другим входом фазочувствительного преобразова теля, а вход связан с фазами контро лируемой сети переменного тока, и переключатель, неподвижные контакты которого раздельно соединены с выводами вторичной обмотки транформатора тока, фазочувствительный преобразователь выполнен в виде симмис тора, один вывод анодно-катодной .цепи которого соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора тока, другой через резистор связан с другим выводом вторичной обмотки трансформатора тока, управляющий электрод симмистора соединен с выходом формирователя импульсов управления, а вывод подвижного контакта переключателя и объединенные выводы резистора и симмистора образуют выход датчика. На чертеже показана-схема датчик активного (реактивного) тока. Датчик содержит трансформатор 1 тока, первичная обмотка которого включена в цеп1, фазы контролируемой сети переменного тока, симмистор 2 и резистор 3, включенный последовательно в анодно-катодную цепь сим мистора 2 образующие фазочувствительный преобразователь. Вход фазочувствительного преобразователя, образованный выводом анодно-катодно цепи симмистора 2 и выводом резисто ра 3 соединён с выводами вторичной обмотки трансформатора тока, шунтированный резистором 4. Управляющий электрод симмистора 2, образующий другой вход фазочувствительного преобразователя, соединен с выходом формирователя 5 импульсов управления, вход которого через переключатель б связан с фазами контролируе мой трехфазной сети переменного тока имеющей еимметричкую нагрузку 7. В положении а переключателя 6 вход фор мирователя 5 импульсов управления оказывается связанным с фазами А и В трехфазной сети, а в положении б переключателя б - с фазой С трехфазной сети и ;ее нейтралью О. Выходная цепь датчика содержит переключатель 8, неподвижные контакты которого раздельно соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора 1 тока, причем выход датчика образуют вывод подвижного контакта переключателя 8 и объединенные выводы симмистора 2 и резистора 3. Датчик активного (реактивного) тока работает следующим обр.азом. При изменении активной составляющей фазного тока контролируемой сети трехфазного переменного тока при трехфазной симметричной активноиндуктивной нагрузке 7 переключатели б и 8 находятся в положении а . При этом линейное напряжение поступающее через переключатель 8 на вход формирователя 5 управляющих импульсов и являющееся опорным,сдвинуто на угол, равныйJW относительно фазного. В моменты прохождения опорного напряжения через нулевые значения формирователь 5 импульсов управления формируют на своем выходе биполярные импульсы, следующие с интервалом, равным Л , Эти биполярные импульсы поступают на управляющий электрод симмистора 2 и отпирают симмистор 2. При этом выходное напряжение датчика, снимаемое с симмистора 2, имеет амплитуду, пропорциональную мгновенному значению синусоидального тока с текущей фазой (, равному активной составляющей фазного тока, контролируемой сети трехфазного тока. При измерении активной составляющей тока в случае активно-емкостного характера нагрузки 7 переключатель 8 переключают в положение 5 . При этом выходное напряжение 0,, датчика формируется в виде падения напряжения на резисторе 3, а работа датчика происходит аналогично предыдущему ... При измерении реактивной составляющей тока.датчик работает так же, при этом переключатель б находится в положении d ,а переключатель 8 в положении 5 при активно-индуктивном характере нагрузки 7, и в положении а - при активно-емкостном ее характере. Построение схемы датчика активного (реактивного) тока с .использованием в качестве фазочувствительного преобразователя симмистора, подключенного через резистор к вто ричной обмотке трансформатора тока позволяет значительно упростить датчик, повысить точность преобразования датчика, а также снизить

его габариты, упростить настройку и регулировку и повысить надежность работы датчика.

Формула изобретения

Датчик активного (реактивного) тока, содержащий трансформатор тока первичная обмотка которого включена в цепь фазы контролируемой сети переменного тока, фазочувствительный преобразователь, один вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора тока, формирователь импульсов управления, выход которого соединен с другим входом фазочувствительного преобразователя, а вход связан с фазами контролируемой сети переменного тока, и переключатель, неподвижные контакты которого раздельно соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора тока, отличающийся тем, что,

1

с целью упрощения датчика и повышения его точности преобразования, фазочувствительный преобразователь выполнен в виде симмистора, один вывод анодно-катодной цепи которого соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора тока, другой через резистор связан с другим выводом вторичной Обмотки трансФорматора тока, управляющий злект0род симмистора соединен с выходом формирователя импульсов управления, а вывод подвижного контакта переключателя и объединенные выводы резистора и симмистора образуют выход

5 датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

431458, кл. G 01 R 19/06,27.03.72.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2991294/18-21,

кл. G 01 R 19/06, 10.10.80.