ДВУХКАСКАДНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ДВУХКАСКАДНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Нолезная модель относится к области электрических измерений, в частности, к измерению переменных токов в электроэнергетике.
Известны так называемые компенсационные трансформаторы тока (КТТ) (см. М.Б.Лейтман. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 с.). Одна обмотка такого трансформатора включается в цепь измеряемого тока, другая является выходной, а третья подсоединяется ко входу усилителя. Такие устройства имеют малые погрешности преобразования тока за счет отрицательной обратной связи. Но трансформаторы такого типа в электроэнергетике не применяются, поскольку при большом первичном токе (тысячи ампер) необходим большой коэффициент трансформации при использовании маломощного усилителя, т.к. выходной ток трансформатора определяется выходным током усилителя (единицы миллиампер при использовании операционных усилителей). Это приводит к существенному снижению технологичности при изготовлении трансформатора. Уменьшить количество витков вторичной обмотки можно увеличением выходного тока усилителя, но это приводит к снижению надежности трансформатора, а этому фактору в электроэнергетике придается большое значение.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому i является трансформатор тока (см. патент 2097864 (Россия) Измерительный трансформатор тока), который принят за прототип. Он содержит два
МПКН01Р40/00
каскада трансформации, одии из которых выполнен на основе обычного индукционного трансформатора тока, а другой - на основе КТТ. Индукционные трансформаторы широко используется в электроэнергетике, т.к. они надежны и просты в изготовлении, но их недостатком является является наличие погрепшостей преобразования, связанных, в частности, с влиянием сопротивления в цепи вторичной обмотки трансформатора. Введение второго каскада на основе КТТ позволило снизить эту погрешность.
Недостатком прототипа является наличие аддитивных пофешностей преобразования, которые возникают из-за наличия смещения нулевого уровня усилителя. Последний входит в состав КТТ и имеет высокий коэффициент усиления, что и приводит к появлению отмеченных погрешностей.
CyntHOCTb решения состоит в стремлении получить технический результат, заключаюш;ийся в повышении точности измерения тока, за счет снижения аддитивной погрешности.
Указанный технический результат достигается тем, что в двухкаскадном измерительном трансформаторе переменного тока, содержаш;ем первый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, второй трансформатор с тремя обмотками и подсоединенный к земляной шине резистор, причем первичная обмотка первого трансформатора включена в цепь измеряемого тока, третья обмотка второго трансформатора подсоединена между земляной шиной и входом усилителя, первая обмотка второго трансформатора включена между выводами вторичной обмотки первого трансформатора, а вторая обмотка второго трансформатора соединена с выходом усилителя, особенность заключается в том, что в устройство введен конденсатор, который включен между
второй обмоткой второго трансформатора и резистором, а точка соединения конденсатора и резистора является выходом устройства.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленной полезной модели, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию новизна.
На чертеже представлена схема устройства. Оно содержит первый трансформатор с первичной 1, вторичной 2 обмотками, второй трансформатор с первой обмоткой 3, усилителем 4, второй 5, третьей 6 обмотками, конденсатором 7 и резистором 8. Выходом устройства является вывод 9.
Устройство работает следующим образом. Обмотка 1 включается в цепь измеряемого тока /у. Выходной ток /2 снимается с обмотки 2. Между точками а, b включается первая обмотка 3 второго трансформатора, который с высокой точностью преобразовывает ток /2 в ток 4ь« за счет отрицательной обратной связи по магнитному потоку, осуществляемой через усилитель 4 и обмотку 5. Входным напряжением усилителя 4 является напряжение, снимаемое с обмотки 6 второго трансформатора. За счет значительного коэффициента усиления К усилителя 4 на его выходе имеется паразитное постоянное напряжение
(смещение нулевого уровня) вследствие наличия напряжения смещения UCM на входе усилителя 4, что приводит к появлению аддитивной погрешности.
вьа  UCM
Для ее коррекции в устройство введен конденсатор 8, который пропускает на вход устройства только переменную составляющую. Причем конденсатор 7 входит в цепь отрицательной обратной связи, поэтому он не увеличивает мультипликативную погрешность измерения. Выходной сигнал в виде напряжения на резисторе 8 снимается с вывода 9 устройства.
Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в народном хозяйстве, где необходимо увеличение точности измерения токов. Необходимо подчеркнуть, что при этом не требуется какой-либо внутренней переделки первого трансформатора, т.е. предлагаемое решение позволит получить эффект снижения погрешностей на оборудовании, которое широко используется в электроэнергетике, что имеет важное значение.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что средство, воплощаюш;ее заявленную полезную модель при ее осуш;ествлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, заюпочаюпцегося в повышении надежности устройства. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промышленная применимость.