Датчик тока

Датчик тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Саеетския

Социалистических Республик (&1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 21. 07. 81 (21)3323559/1 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликоваио 150 383. Бюллетен

Дата опубликования описания 150

19/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

21.317.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.В.Кириевский и И.И.Кали н (71) Заявитель (54) длтчик тока

Изобретение относится к электроЙзмерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения больших токов н в качестве первичного измерительного преобразователя для устройств релейной защиты мощных низковольтных сетей автономных энергетических систем.

Известен датчик тока, содержащий разъемное кольцо иэ диэлектрика с равномерно распределительными по его окружности преобразователями Холла, охватывакщее шину с контролируемым током, токовые электроды преобразователей Холла связаны с источником постоянного тока, а их потенциальные электроды соединены параллельно и подключены к измерительному прибору Г11.

Однако известный датчик весьма чувствителен к электромагнитным помехам, создаваемым токами короткого замыкания в шинах соседних фидеров, и имеет большие габариты, исключающие возможность установки датчика s случае близкого расположения шин соседних фидеров.

Наиболее близким к изобретению является датчик тока, содержащий восемь преобразователей Холла, расположенных вблизи шины с контролируемым током, соединенных между собой после довательно одноименными потенциальйыми электродами, трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к выходу генератора переменного тока, и восемь вторичных обмоток с одинаковым количеством витков, которые од ноименными выводами раздельно присоединены к токовым электродам преобраэователЕй Холла, и усилитель, к входу которого подключены свободные по-. тенциальные выводы первого и восьмого преобразователей Холла, его выход связан с выходом датчика, первый, четвертый, седьмой и шестой преобразователи Холла, установлены перпендикулярно одной из граней шины с контролируемым током одноименными потенциальными электродами в сторону грани, второй, третйй, восьмой и пятый преобразователи Холла установлены идентичным образом у противоположной грани, причем первый, второй, пятый и

25 шестой преобразователи Холла расположены на краях граней, а третий, чет вертый, седьмой и восьмой преобразователи около центра граней Г23.

Недостатками известного датчика

30 являются его сложность и недостаточ1004895 ная надежность, обусловленные большим числом используемых преобразователей

Холла.

Цель изобретения — упрощение дат- чика и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике тока, содержащем шесть .1реобразователей Холла, расположенных вблизи шины с контролируемым током, соединенных между собой последовательно одноименными потенциальными

| электродами, первый, пятый и третий преобразователи Холла установлены перпендикулярно одной из граней шины, одноименными потенциальными электродами в сторону этой грани, второй, 15 шестой и четвертый преобразователи

Холла установлены идентичным образом, у противоположной грани шины, первый, второй, третий и четвертый преобразователи Холла расположены у краев 7О граней, пятый и шестой преобразователи Холла — у центра граней, трансформатор, имеющий первичную обмотку, подключенную к выходу генератора переменного .тока, и восемь вторичных 25 обмоток с одинаковым количеством витков, из которых первые четыре одноименными вынодами раздельно присоединены к токовым электродам первого, второго, третьего и четвертого преоб- ЗО разоватвлвй Холла, пятая и шестая обмотки одними одноименными выводами раздельно соединены с одними токовыми электродами пятого и шестого преобразователей Холла, и усилитель, один входной зажим которого присоединен к свободному потенциальному электроду первого преобразователя Холла, а вы ход связан с выходом датчика, седьмая и восьмая обмотки трансформатора включены последовательно согласно с 4О пятой и швстой обмотками соответственно и свободными выводами раздельно соецинены с другими токовыми электродами пятого и шестого преобразователей

Холла, а свободный потенциальный 45 электрод четвертого преобразователя

Холла присоединен к другому входному зажиму усилителя.

На фиг.1 изображена блок-схема датчика; на фиг.2 — расположение пре- 5О образователвй Холла датчика относи тельно шины с контролируемым током.

Датчик тока содержит преобразователи 1-6 Холла, расположенные нблизи

Ыины 7 с контролируемым током, транс- 55 форматор 8 с одной первичной обмоткой

9, подключенной к выходу генератора

10 переменного тока, н восемью вторичными обмотками 11-18, имеющими одинаковое количество витков, усилитель 19>О выход которого связан с выходом датчика (фиг. 1 и 2) .

Преобразователи 1-6 Холла (фиг.1) соединены между собой последовательно одноиме н ными лоте нци альныин электродами и образуют цепочку, выводы которой, связанные со снободными потенцн— альными электродами преобразователей

1 и 4 Холла > присоединены ко входу усилителя 19. Вторичные обмотки 11-14 трансформатора 8; одноименными выводами присоединены к токовым электродам преобразователей 1-4 Холла, вто ричные обмотки 15, 16 и 17, 18 соединены попарно последовательно-согласно и свободными одноименными выводами присоединены к токовым электродам преобразователей 5 и 6 Холла.

Преобразователи 1, 5 и 3 Холла установлены перпендикулярно одной из узких граней шины 7, одноименными потенциальными электродами в сторону грани. Преобразователи 2, б и 4 Холла установлены таким же образом у противоположной грани инны 7. При этом преобразователи 1 и 3, и 4

Холла .расположены у краев узких граней шины 7 на уровнях ее широких граней, а преобразонатели 5 и б Холла— около центров узких граней.

Преобразователи 5 и 6 Холла служат непосредственно для измерения тока, протекающего по шине 7, а преобразователи 1-4 Холла обеспечивают компенсацию помех, наводимых токами в соседних шинах в преобразователях

5 и 6 Холла.

Датчик работает следующим образом.

При включенном генераторе 10 переменного тока через токовые электроды преобразователей 1-6 Холла протекают токи 3> упранления, имеющие н каждом преобразователе одинаковое направление. При этом величина токов

3у управления в преобразователях 5 и б Холла. вдвое больше, чем в .преобразователях 1 и 2, 3 и 4 Холла, за счет присоединения к токовым электродам каждого из преобразователей 5 и б

Холла двух последовательно-согласно включенных обмоток 15 и 16, 17 и 18 трансформатора 8, что позволяет удвоить напряжение, прикладываемое к токовым электродам этих преобразователей 5 и б Холла.

При наличии тока > > в шине 7 между потенциальными электродами каждого преобразователя Холла возникает напряжение

)(и где у — коэффициент BpoIIopIIèîнальности, учитынающий чувствительность преобразователя

Холла;

ВП вЂ” нормальная к плоскости преобразователя Холла составляющая вектора магнитной индукции н месте расположения преобразователя Холла.

При этом силовые линии магнитного поля, создаваемого током 3 „з.. . вхо100489 дят в плоскость преобразователя 5 Хол- шинах прямоугольного сечения, Наибола сверху, а в плоскость преобразова- лее эффективно использование датчика теля б Холла снизу, в .результате чего в автономных электроэнергетических нап яжения между их потенциальными

Р системах при повышенных требованиях электродами, равные по величине, име- к его габаритам и надежности, и налиют разные знаки. Соединение .преобразо чии высокого уровня помех, создаваевателей 5 и 6 Холла одноименными по- а>х токами короткого заьжкания в шитенциальными электродами приводит к нах соседних фидеров. суммированию выходных сигналов обоих . преобразователей 5 и б Холла, причем их сумма пропорциональна величине кон)0 Формула изобретения. тролируемого тока виэм, протекающего по шине 7. Выходной сигнал преобразо- - Датчик тока, содержащий шесть пре.вателей 5 и 6 Холла усиливается уси- образователей Холла, расположенных лителем 19 и поступает на выход дат- вблизи шины с контролируемым током, l5 соединенных между собой последовательПри расположении справа или спева но одноименными потенциальными электот-шины 7 с контролируемым током Эизм родами, первый, пятый и третий шины с током помехи на расстоянии, преобразователи Холла установлесоизмеримом с расстоянием между пре- ны перпендикулярно одной из граобразователями 5 и б Холла, напряжен= 20 ней шины, одноименными потенциальныность магнитного поля, создаваемого ми электродами в сторону этой грани, током помехи, в месте размещения пре- второй, шестой и четвертый преобразо образователей 5 и б Холла, оказывает- ватели Холла установлены идентичным ся соизмеримой с напряженностью маг- образом у противоположной грани шинитного поля, создаваемого контроли- 25 ны, первый, второй, третий и четверруеьим током 3и> При этом в сум- тый преобразователи Холла расположемарном сигнале преобразователей 5 B ны у краев граней, пятый и шестой

6 Холла возникает сигнал помехи. жомт преобразователи Холла — у центра грапенсация этой помехи.осуществляетс с ней, трансформатор, имеющий первичную помощью преобразователей 1-4 Холла 30 обмотку, подключенную к выходу генетакже соединенных между собой одноратора переменного тока, и восемь именными потенциальными электродами. вторичных обмоток с одинаковым колиПри этом удвоенный сигнал помехи на чеством витков, из которых первые чевыходе пары преобразователей 5 и 6 тыре одноименными. выводами раздельно

Холла, компенсирУется суммой сигналов35 присоединены к токовым электродам помех пар преобразователей 1 и 2, первого, второго, третьего и четвер

3 и 4 Холла, того преобразователей Холла, пятая и

ПРи Расположении шины с током по шестая.обмотки одними одноименными мехи над (под) шиной 7 с контрощ руе выводами раздельно соединены с одни- мым током 3M3 ° CHRoBHe шины MarHBT 40 ми токовыми ного поля, создаваемого током помехи ° того преобразователей Холла, и усиливходят.в плоскости преобр т ей тель, один входной зажим которого

5 и 3 Холла сверху (снизу) а в присоединЕН к свободному потенциальплоскости преобразователей 2, 6 и 4 ному электроду первого преобразоватеХолла - снизу (сверху) ° При еТоМ с>1 ля Холла, а выход связан с выходом налы помехи преобразователей Холла датчика, отличающийся также взаимно компенсируются 6naroAa тем, что, с целью упрощения и повыаеРя соединению преобразователей 1-6 ния надежности, седьмая и восьмая

Холла одноименными потенциальными обмотки трансформатора включены посэлектродами, и на выходе датчика фор ледовательно-согласно с пятой и шесмируется сигнал пропорциональный 50 той обмотками соответственно и своконтролируемому току изб ° бодными выводами раздельно соединены

Взаимная компенсация помех иа вы- с другими токовыми электродами питоходе преобразователей- 1-6 Холла обес- го и шестого преобразователей Холла, печивается при любом другом Располо- а свободный потенциальный электрод кении шины с током помехи. эз четвертого преобразователя Холла приТакйм обРазом, преДложенный Датчик . соединен к другому входному зажиму гока обеспечивает компенсацию помех усилителя при любом расположении их источника, но при меньшем количестве используе- Источиики информации, ьих преобразователей Холла, что уп- б0 принятые во внимание при экспертизе рощает датчик и повышает надежность 1. ""Приборы и техника экспериего работы. мента", 9 1, 1962, с. 124-128.

Датчик может быть использован ". 2. авторское свидетельство СССР для бесконтактного измерения как по- Ð 789770, кл. С 0 1 к 19/00, 15. 09. 74 стоянного,так и переменного тока в (прототип)..

1004895

®fH

И2.1

Составитель С.Вейский

Редактор Н.Воловик Техред Й.йастелевич корректор В. Бутя га филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 1875/56 Тираж 708 Подпи сн ое

HHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5