Устройство для масштабного преобразования тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (51)4 G 1 R 1 20 19 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ; " . ""а

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ е

f2 (21) 3750040/24-21 (22) 08.07.84 (46) 15.01.86.Бюл. 1(2 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им..В.В.Куйбьппева (72) А.M.Косолапов (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 9!8868, кл. G 01 R 19/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

11 1045136, кл. G 01 R 19/20, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАСШТАБНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТОКА, содержащее пер. вый трансформатор с входной обмоткой, один из выводов которой соединен с первой клеммой для подключения источника преобразуемого тока, и выходной обмоткой, один из выводов которой соединен с первой клем— мой для подключения нагрузки, второй трансформатор с входной обмоткой, один из выводов которой соединен с второй клеммой для подключения источника преобразуемого тока, первой выходной обмоткой, один из выводов которой соединен с пер— вым выходным выводом усилителя, и второй выходной обмоткой, подключенной к входным выводам усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона по выходной мощности, во вто— рой трансформатор введена третья выходная обмотка, включенная между другим выводом выходной обмотки первого трансформатора и второй клеммой для подключения нагрузки, причем другие выводы входных обмо° ток трансформаторов соединены между собой, а другой вывод первой выходной обмотки второго трансформатора и второй выходной вывод уси— лителя соединены соответственно с первой и второй клеммами для подключения нагрузки °

1205029

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при сопряжении источника переменного тока и измерительного прибора в условиях их гальванической развязки.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона по вы— ходной мощности при сохранении незначительных габаритов и веса.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема пред— лагаемого устройства для масштабного преобразования тока.

Устройство содержит трансформатор

1 с входной 2 и выходной 3 обмотками

f трансформатор 4 с входной 5 и выходными 6-8 обмотками, усилитель 9> клеммы 10 и 11 для подключения источника преобразуемого тока, клеммы

l2 и 13 для подключения нагрузки 14.

Входные обмотки 2 и 5 трансформаторов 1 и 4 включены последовательно между клеммами 10 и 11 а выходные обмотки 3 и 8 †. последовательно между клеммами 12 и 13.

Выходная обмотка 7 трансформатора

4 подключена к входу усилителя 9, а выходная обмотка 6 включена последоВательно с его выходной цепью между клеммами 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Преобразуемый ток I Ä, проходя че.рез входные обмотки ? и 5 намагничивает магнитопроводы трансформаторов 1 и 4. В выходных обмотках 3,68 вследствие этого действуют напряжения .и протекают токи, Ток I нагрузки 14 обеспечивается в основном за счет напряжения, наводящегося на обмотке 3. Под действием этого напряжения через обмотки 3,8 и нагрузку 14 течет ток I>

Иагнитопровод трансформатора 4 оказывается практически размагниченным за счет действия компенсирующих потоков, создаваемых токами в обмотках 6и 8.

При коэффициенте петлевого усиления 10-100, который обеспечивается соответствующим выбором коэффициента усиления усилителя 9 и числа витков обмоток 6 и 7, магнитный поток в магнитопроводе трансформатора 4 может быть очень мал. Поэтому с достаточной точностью для трансформатора 4 справедливо соотношение (2) ?е„И вЂ” Т Ы8 — Тб11б =0 () где I, — ток через обмотку 6;

M M,W — число витков обмоток

5,6,8.

5 Током обмотки 7 пренебрегаем, поскольку при большом входном сопротивлении усилителя 9 его влияние ничтожно мало.

Из ()1 имеем

Т „— - -I б 6

Так как сопротивление нагрузки

14 выбирается достаточно малым по сравнению с эквивалентными сопротивлениями источников токов I и Хб

3 (сопротивлениями обмотки 3 и усили теля 9), полный ток I, нагрузки 14 определяется как сумма токов. I > и

2О Т- = Ig + (3)

С учетом (2) имеем

1 = I — + I (1- — )

M M

Вх

Если W, = M,, то независимо от искажений, вносимых трансформатором 4,результатпреобразования оказывается пропорциональнымвеличине 1 „ °

Число витков обмотки 3 выбирают так, чтобы выполнялось соотношение

ЗО 1,, 1,„, I

Т м 2 где I — номинальное значение то«sow, ка нагрузки 14 при заданном значении тока.

Основная мощность передается в

35 нагрузку 14 через трансформатор 1 и лишь часть мощности, рассеиваемой нагрузкой 14,формируетсяусилителем 9, Йагнитопровод трансформатора 1 может быть значительно меньше,чем в

40 известных грансформаторах тока, поскольку в предлагаемом устройстве увеличение индукции в магнитопроводе трансформатора 1 не приводит практически (вследствие коррекции ) к увеличению погрешности.

Габариты и вес трансформатора 4 могут быть выбраны на порядок меньme, чем трансформатора 1, поскольку магнитопровод трансформатора 4 размагничивается, а мощность корректирующего сигнала отбирается от усилителя 9. Корректирующий ток усилителя 9, протекающий через нагрузку 14, не превышает 107 от значения I

14 ном °

Предлагаемое устройство может быть выпопнено с мощностью B нагрузке до 10 Вт и с погрешностью пре.образования порядка 0,01-0,1Х.