ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и предназначена для использования в измерительных цепях средств измерений переменных токов.
Известен измерительный трансформаторный преобразователь входного переменного тока в пропорциональное значение выходного напряжения (см. Малиновский В.К., Котиков К.В, Малиновская В.В. Преобразователь ток-напряжение промышленной частоты с активными элементами. Труды Международной конференции "Информационные средства и технологии", том 2, октябрь 2004 г., Москва, с.179-182), содержащий стальной сердечник с намагничивающей, являющейся входом преобразователя, размагничивающей и индикаторной обмотками, усилитель напряжения преобразователя, охваченный обратной связью по напряжению и резистор нагрузки, усилитель напряжения преобразователя, включающий операционный усилитель и делитель напряжения из соединенных последовательно резисторов обратной связи, один вывод которого подключен к выходу операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с точкой соединения резисторов обратной связи делителя напряжения, другой вывод которого соединен с другим выводом индикаторной обмотки и заземлен, выход операционного усилителя соединен с одним из выводов размагничивающей обмотки, другой вывод которой является выходом преобразователя и подключен к одному выводу резистора нагрузки, другой вывод которого заземлен. Входной ток преобразователя подается в намагничивающую обмотку, а выходное напряжение снимается с резистора нагрузки.
Однако такой преобразователь имеет высокую погрешность преобразования, обусловленную потерями энергии в сердечнике, низкий коэффициент усиления по напряжению.
Технической задачей полезной модели является повышение устойчивости к самовозбуждению преобразователя напряжения, коэффициента усиления, снижение погрешности преобразования.
Эта техническая задача достигается тем, что известный измерительный трансформаторный преобразователь переменного тока в напряжение, содержащий стальной сердечник с намагничивающей, являющейся входом преобразователя, размагничивающей и индикаторной обмотками, усилитель напряжения преобразователя, включающий операционный усилитель и делитель напряжения из соединенных последовательно резисторов обратной связи, один вывод которого подключен к выходу операционного усилителя, инвертирующий вход которого соединен с точкой соединения резисторов обратной связи делителя напряжения, другой вывод которого соединен с другим выводом индикаторной обмотками и заземлен, выход операционного усилителя соединен с одним из выводов размагничивающей обмотки, другой вывод которой является выходом преобразователя и подключен к одному выводу резистора нагрузки, другой вывод которого заземлен, снабжен фильтром нижних частот в виде цепочки последовательно соединенных резистора и конденсатора, включенной параллельно индикаторной обмотки, при этом общая точка соединения конденсатора и резистора фильтра нижних частот подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема измерительного трансформаторного преобразователя переменного тока.
Измерительный трансформаторный преобразователь переменного тока содержит стальной сердечник 1 с намагничивающей 2, являющейся входом преобразователя, размагничивающей 3 и индикаторной 4 обмотками, усилитель напряжения преобразователя 5, состоящий из операционного усилителя напряжения 6 и включенных на выходе двух резисторов обратной связи 7 и 8 соединенных последовательно и образующих делитель
напряжения, резистор нагрузки 9, фильтр нижних частот в виде цепочки выполненной из последовательно соединенных резистора 10 и конденсатора 11 и подключенной параллельно индикаторной обмотки 4. Общая точка соединения резистора 10 и одной из обкладок конденсатора 11 подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя напряжения 6, инвертирующий вход которого соединен с точкой соединения резисторов обратной связи 7 и 8, а выход подключен к одному из выводов размагничивающей обмотки 3, другой вывод которой является выходным и подключен к резистору нагрузки 9. Резистор обратной связи 8 соединен с другой обкладкой конденсатора 11 и заземлен.
Измерительный трансформаторный преобразователь переменного тока работает следующим образом.
1
2
1
1
2
Входной ток преобразователя, протекая по виткам намагничивающей обмотки 2, создает в сердечнике 1 магнитный поток Ф. Выходной ток усилителя преобразователя 5, протекая по виткам размагничивающей обмотки 3, создает в сердечнике 1 магнитный поток Ф направленный навстречу потоку Ф. Результирующий магнитный поток в сердечнике Ф=Ф-Ф на выходе индикаторной обмотками 4 создает напряжение, которое через фильтр нижних частот поступает на вход усилителя напряжения преобразователя 5 и поддерживает значение выходного тока, который протекая через резистор нагрузки 9, создает на нем выходное напряжение преобразователя. При заданном значении этого напряжения, и чем выше коэффициент усиления усилителя преобразователя 5 тем ниже уровень магнитного потока в сердечнике 1 и тем меньше потери энергии на перемагничивание сердечника 1, следовательно, выше точность преобразования входного тока преобразователя в его выходное напряжение, которое снимается с резистора 9. Фильтр нижних частот блокирует положительную обратную связь между выходом усилителя напряжения преобразователя 5 и индикаторной обмоткой 4, которая возникает на высокой частоте и обеспечивает устойчивую работу трансформаторного
преобразователя при больших значениях коэффициента усиления его усилителя напряжения 5.
Использование полезной модели повышает точность преобразования входного тока в выходное напряжение.