42. Датчик струму на основі дроселя, що згладжує.
У напівкерованих випрямлячах частина струму якоря протікає по шунтуючих діодах, минаючи мережу живлення. Одним із способів вимірювання струму якоря в таких системах ЕП є використання дроселя, що згладжує, з додатковою обмоткою.
Для вимірювання струму дросель, що згладжує, виконують двоообмоточним: з силовою обмоткою L2.1 і вимірювальною (компенсаційною ) обмоткою L2.2.
, - індуктивності силової та компенсаційної обмоток.
, - Коефіцієнти взаємоіндукції., - Активний опір обмоток.
Згладжуючий дросель виконують т.ч. щоб виконувалася рівність:
т.к.
Помножимо праву і ліву частину на:
Недоліками даного датчика є відсутність гальвонічної розв'язки між силовим ланцюгом і системою управління і неможливість використання датчика струму для пристрою електронного захисту.
43. Датчик струму на основі шунту
Найпростішим первинним перетворювачем струму є шунт.
Шунт являє собою: безіндуктивний чотиризатискний резистор; 2 затискачі – силові, 2 затискачі – вимірювальні.
Поділ силових та виміряє. затискачів необхідно для того, щоб виключити помилку вимірювального струму через падіння напруги на силових затискачах. Для виключ. помилки від впливу на вимірювання ЕРС самоіндукції шунт має бути безіндуктивним.
Якщо Lш 0,
Як шунти в ЕП малої потужності, особливо побутовому ЕП ісп-ся низькоомні безіндуктивні резистори. Стандартне падіння напруги на шунті дорівнює 75В.
Позитивні якості: простота, несли немає необхідності в гальванічній розв'язці, низька вартість.
Недолік: потреба в обґрунтованих випадках гальванічної розв'язки.
44. Влаштування трансформаторної гальванічної розв'язки.
Пристрій гальванічної розв'язки (УГР)
Найпростішим датчиком напруги при вимірі напруги є дільник резистивний напруги, що складається з R1 і R2. При цьому:
При вимірі струму сигнал, що знімається з шунта R1, приєднується до входу гальванічної розв'язки, тобто. до входів 1 та 2.
УГР складається: з 1-фазного інвертора (КЛ1, КЛ2, КЛ3, КЛ4); імпульсного трансформатора (вимірювальний) TV1; допоміжного трансформатора TV2; демодулятора (КЛ5, КЛ6); ГСК – генератор синусоїдальних коливань; фільтра нижніх частот (DA1)
Для перетворення вхідної напруги Uвх низькочастотного або постійного за формою змінне КЛ1-КЛ4 періодично замик. та розмик. за законом симетричної комутації зі шпаруватістю.
Для того, щоб зменшити дію ємнісного зв'язку між первинною та вторинною обмоткою трансформатора, а також забезпечити високу швидкодію перетворення. сигналу, що формують високочастотну напругу U1, що прикладається до первинної обмотки трансформатора TV1. Первинна обмотка TV1 та вторинна TV2 потенційно пов'язані, т.к. мають загальну шину 01. Первинна обмотка TV2 та вторинна TV1 також пов'язані між собою.
ГСК формує послідовність 2-х полярних синусоїдальних високочастотних імпульсів. Частота цих імпульсів набагато вище частоти перетворюваного сигналу. Імпульси ГСК трансформуються у вторинну обмотку TV2 і керують ключами КЛ1-КЛ4. При замиканні КЛ1-КЛ4 до первинної обмотки TV1 прикладається напруга Uвх з полярністю вгорі;-внизу. При замкнутих ключах КЛ1-КЛ4 замкнутий також КЛ5, при цьому напруга U2, що формується на вторинній напівобмотці TV1, прикладається до входу операційного підсилювача.
На наступному (негативному) напівперіод замикаються ключі КЛ2, КЛ3, КЛ6, при цьому до первинної обмотки Uвхприкладається з полярністю поміченою в дужках та транс. в U2 з полярністю зазначеною у дужках.
На (-) напівперіод Uвх напруги U1 і U2, напруга з вторинної обмотки прикладається з (+) полярністю через КЛ6. Таким чином, на вході DA1 формується (+) напруга.
Фільтр DA1 здійснює фільтрацію напруги Uф високочастотних складових, пов'язаних з процесом високочастотного перетворення сигналу.
Отримаємо коефіцієнт передачі гальванічної розв'язки:
Де -коефіцієнт передачі фільтра.
Трансформаторне УГР є реверсивним і при
зміну знака вх. сигналу змінюється символ вихідного сигналу. Іноді такий пристрій називають модулятором-демодулятором.