Дискретное устройство для измерения тока

Дискретное устройство для измерения тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к дискретным устройствам измерения тока. Целью изобретения является повышение помехозащищенности. Дискретное устройство содержит сердечник 1, вьшолненный кольцевым с пазами 2, в которых на разных расстояниях от центра расположены герконы, контакты которых соединены с цифровым преобразователем. Внутри магнитопровода расположена шина 4. Пазы 2 закрыты вставкой. 4 ил. RI С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1.(5)) 4 01 R 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Уиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3889505/24-07 (22) 29,04.85 (46) 07.11.87.Бюл. В 41 (72) В.В.Новиков и В.А.Новожилова (53) 621.314,224 (088.8) (56) Вальян P.Õ.Òðàíñôîðìàòîðû для радиоэлектроники, М. 1971, с.652

Патент США У 4471300, 1984, кл,G 01 R 1/20,, 1984. (54) ДИСКРЕТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к дискретным устройствам измерения тока. Целью изобретения является повьппение помехозащищенности. Дискретное устройство содержит сердечник 1, выполненный кольцевым с пазами 2, в которых на разных расстояниях от центра расположены герконы, контакты которых соединены с цифровым преобразователем. Внутри магнитопровода расположена шина 4. Пазы 2 закрыты вставкой. 4 ил.

1350616

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в качестве дискретного трансформатора тока с первичными номинальными токами и токами предельной кратности силой от нескольких десятков ампер.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства.

На фиг.1 представлен трансформатор тока;.на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — размещение и закрепление герконов в пазах магнитопровода; на фиг.4 — структурная схема взаимодействия трансформатора тока с цифроаналоговым преобразовате— лем (ЦАП).

Дискретное устройство (фиг.1) содержит сердечник 1, являющийся кольцевым магнитопроводом, с пазами 2, расположенными на разном расстоянии от центра. Герконы 3 расположены в пазах 2. Первичная обмотка 4 может быть выполнена, например, в виде

25 витка провода или шины, проходящей через центр кольцевого магнитопровода I, который может быть выполнен в виде полуколец и иметь разъемное сое/ динение замкового типа не показано). Герконы 3 имеют контакты 5, которые замыкаются под действием электромагнитной силы от протекания тока по шине 4 (первичной обмотке).

Вставка 6 повторяет форму паза 2 и предназначена для закрывания паза 2 35 над герконом 3 с целью уменьшения искажения распределения магнитных силовых линий по объему магнитопровода .1 .

Для обеспечения минимального иска- <0 ?????????? ???????????????????? ?????????? ???????????????????? ???????? ?? ???????????????????????????? 1 ???????? 2 ?????????????????? ???????????????? 5 ?? ?????????????????????? ???? ?????????? ???????????????????? ??????????, ?? ???????????????? ???? ???? ???????????????????? ?????? ?????????????????? ??????- -> нитопровода 1 (фиг.1}. При этом при равномерном шаге, т.е. при одинаковом приращении радиального расстояния между первым и последующим герконами, полу ают линейную зависимость 50 между амплитудой первичного тока и номером срабатывающего геркона. Например, при токе 10 А срабатывает геркон на рас" òîÿíèè R<, при 20 А— геркон на расстоянии К, при 30 А — 55 геркон на расстоянии R и т.д.

Таким образом, срабатывание каждого геркона говорит о том, что величина тока в первичной цепи достигла значения 1 = К1„,где К вЂ” число герконов, 1я — ток, при котором срабатывает первый геркон с радиальным расстоянием R,.

При неравномерном радиальном шаге между герконами, например при расположении герконов в точках пересечения спирали Архимеда с осями симметрии магнитопровода, можно получить нелинейную зависимость между входным и выходным токами преобразователя.

Для реализации нелинейной зависимости могут быть применены также герконы с различной силой срабатывания контактов.

Аналогичный эффект достигается применением наборного магнитопровода из колец. с различной магнитной проницаемостью и вложенных одно в другое с минимальным зазором или набранных столбиком. Для размещения герконов в материале колец делают пазы под геометрию геркона ипи используют кольца из ферромагнитных или иных материалов с различной магнитной проницаемостью и стыкуют кольца торцами, набирая нужный по числу разрядов (и максимального значения измеряемого тока) трансформатор тока. Пазы для укладки герконов.могут быть заложены в конфигурацию колец и изготавливаться известными методами, например прессованием и др.

Магнитопровод может быть изготовлен, например, навивкой пермаллоевой ленты и укладкой герконов прямо под витки ленты в соответствии с фиг.1 с изоляцией герконов.

Укладка герконов в пазы трансформатора показана на фиг.2 часть. В магнитопроводе 1 выполнен паз 2, в который вложен геркон 3 с контактами 5 на герметик 7 (или клей). Сверху геркона 3 уложена вставка 6 из материала магнитопровода 1. Контакты 5 геркона 3 меют выводы 8, которые подключаются к соответствующим разрядам ЦАП (не показан).

Трансформатор тока совместно с

ЦАП работает следующим образом (фиг.3) .

Дискретное устройство 9 представлено непосредственно магнитопроводом

1, проводником 4 с током, причем проводник 4 размещен внутри кольца магнитопровода 1. Контакты 10-!4 герконов расположены также внутри

1350616

15

25

35

4pформулаизобретения

50 экспериментально определен ток сра55 батывания первого геркона 10А. Ра кольца магнитопровода и условно вынесены (штрих-пунктирная механическая связь), прн этом замыкание контакта 14 геркона происходит под действием электромагнитной силы тока, протекающей в проводнике (шине)

4.При замыкании контакта 14 происходит подключение 1-го разряда (в данном случае младшего) ЦАП и на выходе блока 15 появится аналоговый сигнал, который, отобразится на приборе 16.

Весовое значение этого 1-го разряда задается делителями 17-25 блока

26 и уровнем опорных напряжений

+Е,„ (или аналоговая земля) в блоке

26 делителей разрядных токов и

-E „ в блоке 27 стабилизатора 28 токов. Блок 15 является по существу операционным усилителем с регулируемым коэффициентом передачи, блок 16 — блоком отображения аналоговой информации, т.е. измерительным прибором. При этом блоки 26, 27, 15 и 16 в данном случае строятся по известным схемным решениям. При возрастании тока в проводнике (шине) 4 срабатывают соответственно герконовые ключи 10 — 13. ° ., подключают соответственнно 2, 3, 4,..., К-й разряды ЦАП и на выходном приборе 16 отображается величина измеряемого тока в проводнике (шине) 4.

Предлагаемое дискретное устройство имеет высокую помехозащищенность, так как всегда можно заранее выб-. рать уровни опорных напряжений

+Е „, которые позволят отстроиться от помех. Кроме того, возрастает точность преобразования, которая определяется числом разрядов ЦАП, т.е. числом герконов, которое может быть выбрано потребителем по своему усмотрению в зависимости от технических требований и используемой аппаратуры.

Пример . Рассчитывают геометрические параметры дискретного устройства по известным формулам, приняв исходные данные а=80 мм, R = 100 мм, R = 20 мм, Ь = 20 мм, R = 50 мм, r = 5 мм. Сердечник изготовлен из магнитомягкой стали и диус, на котором установлен геркон, 25 мм, получают с точностью — 207:

К,=1; К, =28; К,=1; В„=, 1п..

Таким образом, с точностью +20Z второй геркон срабатывает при токе около 20 А при его установке на радиусе около 41 мм, третий соответственно — при токе 30А на радиусе

57 мм. При необходимости увеличения числа разрядов (для данного случая) уточняют значения токов срабатывания последнего геркона и продолжают расчет с .учетом искажения магнитных силовых линий за счет вставок и несимметрии расположения проводника с током, учитывая, что эти явления добавляют 15-207 искажений в вышеприведенные допущения.

Предлагаемое дискретное устройство может найти применения в схемах ограничителей экспериметальных значений токов, при этом на него не влияют перегрузки по току. По сравнению с известным устройством оно обладает повьппенной точностью и помехозащищенностью. Кроме того, применение устройства позволяет экономить цвет-. ные металлы, в частности медные провода, которые обычно применяются для изготовления как первичных, так и вторичных обмоток.

Предлагаемое устройство может найти применение в устройствах управления источниками сварочного тока и технологическими процессами сварки.

Дискретное устройство для измерения тока, содержащее кольцевой магнитопровод с расположенным внутри него витком с током, преобразовательный элемент, цифровой преобразователь, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, кольцевой магнитопровод выполнен с пазами, перпендикулярными продольной его оси и расположенными на различном расстоянии от центра, а преобразовательный элемент выполнен в виде герконов, размещенных в пазах, контакты герконов соединены с цифровым преобразователем.! 350616

Йа.,7

C ею

Фига аоки

8ept ера пор ома

Риз 4

Составитель В.Мясникова

Редактор П.Гереши Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 5282/46 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.ужгород„ ул. Проектная, 4