Датчики тока с трансформаторами

Датчики тока с трансформаторами

Датчики тока с трансформаторами используют для измерения тока и обеспечения гальванической развязки. Первичная обмотка трансформатора включается в цепь измеряемого тока или напряжения, а в цепи вторичной обмотки устанавливается резистор, с которого снимается измеряемое напряжение. В САУ информацию о токе часто используют в виде выпрямленного напряжения. Так, в электроприводе «Мезоматик» датчик тока выполнен на двух трансформаторах, мостовом выпрямителе с фильтром (R64, R65, C10) и защитой ОУ при бросках тока на стабилитроне VD3 (рис. 6.4.2, а).

Датчики тока с трансформаторами

а б

Рис. 6.4.2 — Датчики тока с трансформаторами

Датчиком выпрямленного тока служит трансформатор постоянного тока (ТПТ), являющийся нереверсивным магнитным усилителем с подавленными чётными гармониками (рис. 6.4.2, б). ТПТ имеет два магнитопровода, на каждом из которых расположены первичная и вторичная обмотки. Первичные обмотки с измеряемым выпрямленным током J1 включены согласно-последовательно, а вторичные обмотки — встречно-последова-тельно. Вторичные обмотки подключены к сети питания UC, а ток J2 выпрямляется и создает на сопротивлении нагрузки ТПТ выходное напряжение Uj1, пропорциональное измеряемому току J1, поскольку в ТПТ соблюдается равенство ампервитков J2W2=J1W1.

Трансформаторы тока (ТТ) используют и в автоколебательных датчиках тока. Схема такого датчика, действующего по принципу магнитного компаратора, представлена на рис. 6.4.3. На ферритовом тороидальном магнитопроводе ТТ, охватывающем токопровод с измеряемым током, намотана выходная обмотка ТТ, индуктивность L1 которой изменяется в функции суммы намагничивающих ампервитков, создаваемых измеряемым током и током выходной обмотки L1. Индуктивность L1 и конденсатор С1 образуют колебательный контур, подключаемый ключами К1 и К2 поочерёдно к источникам питания+15 В и –15 В под управлением триггера D1. При открытии транзистора К1 ток в обмотке L1 нарастает и в момент насыщения магнитопровода ТТ резко изменяется напряжение на выходной обмотке ТТ, дифцепочка С1R1 переключает триггер D1 и ключи. Полярность напряжения меняется, и начинается перемагничивание сердечника ТТ в другом направлении. При достижении насыщения вновь происходит переключение и т.д. с частотой порядка 30 кГц. На резисторе R2 образуется высокочастотный сигнал, промодулированный по амплитуде постоянной составляющей, пропорциональной измеряемому току в шине ТТ. Полученный сигнал подаётся на интегратор D2, где подавляются высокочастотные составляющие и формируется выходное напряжение UТОКА, точно соответствующее измеряемому току, проходящему по токопроводу через тороид ТТ.

См. также:  Гидравлические и пневматические двигатели

Датчики тока с трансформаторами

Рис. 6.4.3 — Датчик тока по принципумагнитного компаратора