Способ измерения выходного тока выпрямительной установки с трансформатором Советский патент 1982 года по МПК G01R19/22 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫХОДНОГО ТОКА ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ С ТРАНСФОРМАТОРОМ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации контроля режимов работы сильноточных выпрямительных установок, в состав которых входят силовые трансформаторы.

Известен способ измерения выходного тока выпрямителя, предусматривающий преобра зование входного переменного тока в последовательность узких импульсов с амплитудой, пропорциональной амплитуде входного тока, выпрямление сформированных импульсов и преобразова1ше полученного постоянного тока в напряжение, подлежащее регистрации 1,

Недостатком известного способа является весьма низкая точность измерения, обусловле1шая значительным количеством необходимых преобразований.

Наиболее близким техническим решением к данному (Изобретению является способ измерения выходного тока выпрямительной установки с трансформатором, заключающийся в фиксации тока, протекающего по первичной

обмотке трансформатора, с предварительным преобразованием его в ток более низкого уровня и выпрямлением 2.

Однако у известного способа также невысокая точность измерения. Первичный ток силового трансформатора содержит нагрузочную составляющую, вызва1шую работой вьтрямителя и несущую информацию о выпрямленном токе, а также намагничивающую составляющую (ток намагничивания трансформатора), которая не несет полезной информации и является фактически помехой. Наличие данной помехи и приводит к существенным погрещностям в определении величины выходного тока выпрямительной установки.

Цель изобретения - повышение точности измерения выпрямленного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения выходного тока вьшрямительной установки с трансформатором,

20 заключающемся в фиксации тока, протекающего по первичной обмотке трансформатора с угловой продолжительностью в импуль/ са волны, ток первичной обмотки трансформа39тора суммируют с дополнительным синусоидальным током той же частоты основного тока путем регулирования начальной фазы до полнительного тока устанавливают начальную фазу синусоидальной составляющей результирующего первичного тока трайсформатора равной -&/2 или ir-O/l, а о величине выходного тока выпрямительной установки судят по среднему значению результирующего первичного тока трансформатора за половину периода. На чертеже представлена функциональная схема одаого из возможных вариантов устройства, реализующего предложенный способ. На схеме обозначены трансформатор 1, выпрямитель 2, нагрузка 3 выпрямителя, Датчик 4 тока, дополнительный источник 5 переменного тока, фазовращатель 6, измеритель 7 среднего значе1шя тока, фазометр 8, зажимы 9 и 10 для подключения сети. Для упрощения анализа работы устройства принимаем ряд допущений, используемых обычно в силовой преобразовательной технике, а именно: 1югрузка 3 имеет индуктив,ный характер; индуктивности рассеяния транс форматора 1 малы и процесс коммутации в выпрямителе 2 протекает мгновенно; фор1ма тока намагничивания трансформатора I близка к синусоидальной. Кроме того, для определенности принима ем, что выпрямитель 2, вырабатывающий :Выходной ток IB, вьшолнен по мостовой I схеме. С учетом этих допущений нагрузочная составляющая первичного тока трансформатора 1 представляет собой прямоутоль т. - ную волну тока с амплитудой где Ктр - коэффициент трансформации тран форматора L Вторая компонента первичного ,. тока (ток намагничивания) имеет синусоиДал /J м у форму И) .л. соответственно амплитуда и начальная фаза тока намагничивания. Первичный ток трансформатора I протекает через датчик 4 тока. Через датчик 4 ток пропускается также ток от дополнительного источника 5 тока, который через фазовращатель 6 подключен к зажимам 9 и 10 сети, Ток в цепи датчика 4 тока, создаваемый источником 5, определяется как -Ivr,C)(4 t+-M ;) ,U; и f, - соответственно амплитуда и начальная фаза дополнительного тока. .4 Отметим, что с помощью фазовращателя 6 начальная фаза (рд этого тока может регулироваться в широких пределах, Результирующий ток, протекающий через датчик 4 тока, представляет собой суперпозицию нагрузочной составляющей первичного тока и эквивалентного синусоидального тока, равного в соответствии с (1) и (2) .) 1 уу,( 51и ) () (г) Iv«....n,c.%W . YYIt I VYi( vyi( и 1 Результирующий ток через датчик 4 тока является практически прямоугольной волной с отрезками синусоиды вместо плоских ворщин. Среднее значение результирующего тока через датчик 4 тока за половину периода равно 1 г 5ivi(ui;t4 fg)dluut) cp-fjl . Из соотнощення (4) очевидно, что сред, нее значение результирующего тока Icn мо выпрямленного тока IB, ес 2/т,,. Это достигается „ I.Y и при условии: Cf j-r/7С/27. Регулируя с помощь ,ijfi/, in фазовращателя 6 начальную фазу уд , устэнавливают фазу 4д равно-X/2 или Tt/z относительно момента перехода полного тока через нулевое значение. Тогда из соотношения (4) имеем 1ср IB -К-ф, откуда Для рассмотренной в качестве примера однофазной вьшрямительной установки нагрузочная составляющая первичного тока трансформатора 1 представляет собой прямоугольную волну тока с амплитудой IJH, причем продолжительность импульса волны этого тока составляет ТС рад. Для многофазных схем вьщрямления длительность этого импульса может быть различной. Например, для схемы Ларионова (звезда-звезда) она составллет -2/У/Г рад. Пусть в общем случае угловая продолжительность импульса волны первишого тока