Преобразователь постоянного тока в частоту

Оп ИС"АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 474IO5

Со."оз Советских

Социалистических

Республик. ф»«е!фй с" (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.06.72 (21) 1802182/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 14.06.75. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 15.10.75 (51) . 1. Кл. Н 03k 13, 20

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.32 (08. :.8) (72) Авторы изобретения

H. Г. Семенко, A. И. Каширина и А. Г. Шеста GB (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В ЧАСТОТУ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для преобразования значения постоянного тока в частоту переменного напряжения.

Известен преобразователь постоянного тока в частоту, содержащий два трансформатора с первичной и вторичной обмотками каждый, два нагрузочных резистора, четыре управляемых ключа, два ограничителя тока и две цепи управления с одним входом и двумя 1О выходами каждая.

С целью расширения диапазона значений преобразуемого тока и упрощения конструкции в предлагаемом преобразователе вторичные обмотки обоих трансформаторов одноименными выводами подсоединены к общему проводу схемы, другой вывод каждой из вторичных обмоток подключен через последовательно соединенные нагрузочный резистор и первый управляемый ключ к общему проводу схемы, через последовательно соединенные ограничитель тока и второй управляетый ключ — к источнику напряжения, а также непосредственно ко входу цепи управления, одип выход которой подключен к управляющему входу первого ключа, соединенного со вторичной обмоткой первого трансформатора, а другой выход — к управляющему входу второго ключа, соединенного со вторичной сбх.откой второго трансформатора.

На фиг. 1 показан", принцип 1альная схема предлагаемого преобразователя; на флг.

2 — диаграммы, характеризующие состояние сердечника трансформаторов.

Преобразователь выполнен в виде двух идентичных ч."..".тсй, каждая и которых, "остоит из трансформатора, нагрузочного резистора, ограничителя тока, цепи управления и двух ключей. Трансформаторы изготовлены ла сердечниках 1 и 2 из высококачественного пермаллоя, желатсльно с прямоугольной петлей гпстерезиса. На сердечниках размещены первичные обмотки 8 и 4, соединенные последовательно, и вторичные обмотки 5 и б. Вторичные обмотки трансформаторов одноименными выводами соединены с общпм проводом схемы.

Ко вторым выводам вторичных обмоток

5 и б обоих трансформаторов подключень. нагрузочные резисторы 7 и 8, ограничители тока 9 и 10 и цепи управления 11 и 12 соответственно.

Вторыми концами нагрузочные резисторы

7 и 8 подключены через ключи 13 и 14 к общему (нулевому) проводу, а ограничители Тока 9 и 10 подсоединены через ключи 15 и 16 к плюсовой шине источника напряжения+К

Управляющие входы ключей 1б и i8 подключены через цепь управления 11 к обмотке 5, а входы ключей 15 и 14 соответственно через

474105

15

35

60 непь управления 12 к обмотке 6. Ключи !6 и

18 или 15 н 14 приводятся B идентичное состояние одновременно.

Работа преобразователя происходит следующим образом.

При пропускании по обмоткам 8 и 4 преобразуемого постоянного тока сердечники трансформаторов намагничиваются до состояния глубокого насыщения. На фиг. 2, а и 2, б это состояние характеризуется точкамн в и г. При включении тока скачком на отмеченных точками концах вторичных обмоток индуктируется oTpHIlHTpëüíoå напряжение, которое стремится перевести в проводящее состояние все ключи. Однако в силу неизбежной неидентичности двух половин схемы, действие одной из них, например левой, оказывается преобладающим. В этом случае одновременно замыкаются ключи 18 и 16. Обмотка 5 при этом замыкается на резистор 7, а обмотка 6 подключается через ограничитель тока !0 к источнику напряжения + U. В связи с тем, что потери напряжения на ограничителе 10 в этот момент весьма малы, на отмеченном точкой конце обмотки 6 появляется,положительное напряжение, которое размыкает через цепь управления 12 ключи 14 и 15, Рассмотренное переключение происходит одновременно и практически мгновенно.

Ипдукция в обоих сердечниках до подачи преооразуемого тока равна — В,. (фиг. 2, а) .

Дальнейший процесс развивается следующим образом. Сердечник 1 перемагничивается под действием поля, создаваемого преобразуемым током, в направлении, указанном на фи". 2, и стрелкой. При этом в обмотке 5 протекает ток, создающий в силу известных соотношений на резисторе 7 напряжение, пропорциональное току !,. В обмотке 6 протекает ток, обеспечивающий в сердечнике 2 противоположную намагниченность. Значение этого тока ограничивается ограничителем 10 на таком уровне, при котором напряженность результирующего поля в сердечнике 2 соответствует достаточно глубокому отрицательному насыщению сердечника. На фиг. 2,б это состояние отмечено точкой д. Этот процесс продолжается до тех пор, пока нндукция в сердечнике 1 не достигнет уровня, соответствующего пологому участку петли гистерезиса.

>При насыщении сердечника 1 отрицательное (по отношению к общему проводу) напряжение на резисторе 7 резко падает и вызывает размыкание ключей 18 и 16. Сердечник 2 под действием поля преобразуемого тока перемагничивается по петле в направлении точки г на фиг. 2, б, на отмеченном точкой конце обмотки 6 индуктируется отрицательное напряжение, открывающее ключи 14 и 15. Вторичная обмотка 6 замыкается на резистор 8, а оомотка 5 подключается через ограничитель 9 и ключ 15 к источнику напряжения + U и приобретает положительный потенциал, благодаря чему размыкаются ключи

18 и 16. Сердечник 2 при этом перемагничивается в состояние г (фиг. 2, б), а сердечник

1 — в состояние е (фнт. 2, а), причем перемагничивание сердечника 1 осуществляется со скоростью, пропорциональной напряжению

+U.

Значение этого напряжения выбрано таким, что время перемагничивания сердечников нод действием этого напряжения (:Io jготовитель>ный эта 7) меньше времен:i нх неремагничивания под дейст вием поля преоСразуемого тэка. Последнее определяется зна *ением нагрузочных резистэров 8 и 7.

Зависимость частоты преобразователя от измеряемого тока приближеш.о выражается ф Q p >и у л о 1

-- )о 4 <1 >

° > где w. г.- — числа витков обмоток, соответственно, 3 и 5; Фз — значение потока насыщения сердечника траноформатора; R-, — суммарное сопротивление во вторичной обмотке трансформатора; fp — не зависящая от измеряемого тока пэстоян>ная, которая определяется в основном значением параметров петли гистерезиса.

Предмет изобретения

Преобразователь постояшюго тока в частоту, содержащий два трансформатора с первичной и вторичной обмотками каждый, два нагрузочных резистора, четыре управляемых ключа, ограничители тока и две цепи управления с одним входом и двумя выходами каждая, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона значений преобразуемого тока и упрощения конструкции, в нем вторичные обмотки обоих трансформаторов одноименными выводами подсоединены к общему проводу схемы, другой вывод каждой из вторичных обмоток подключен через последовательно соединенные нагрузочный резистор и первый управляемый ключ к общему проводу схемы, через последовательно соединенные ограничитель тока и второй управляемый ключ — к источнику напряжения, а также непосредственно ко входу цепи управления, один выход которой подключен к управляющему входу первого ключа, соединенного со вторичной обмоткой первого трансформатора, а другой выход — к упра вляющему входу второго ключа, соединенного со вторичной обмоткой второго трансформатора.

474105

cp<> s

Редактор T. Янова

1 оррек-,ор В. Гуз ..ан

Заказ 749/1181 Изд. М 1529 Тпракк 02

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Поднпсиос

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент» Я

Е

Составитель И. Разанова

Текред 3. Тараненко