Под измерительным преобразователем тока (ИПТ) будем понимать устройство, предназначенное для преобразования первичного тока в такой выходной сигнал, информативные параметры которого функционально связаны с информативными параметрами первичного тока. Для создания ИПТ можно использовать различные физические явления..
Трансформаторы тока (ТТ), являющиеся наиболее широко применяемым ИПТ, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правильном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.
Трансформаторы тока по назначению разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока для защиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном ТТ.
Трансформаторы тока для измерения предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, т.е. в цепях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных приборов. Ко вторичной обмотке ТТ для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счетчиков
аналогичных приборов. Таким образом, трансформатор тока для измерений обеспечивает:
1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных приборов;
2) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживавший персонал, от цепи высокого напряжения.
Трансформаторы тока для защиты предназначаться для передачи измерительной информации в устройства защиты и управления. Соответственно этому трансформатору тока для защиты обеспечивает:
1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для питания устройств релейной защиты;
11. Трёхфазные трансформаторы. Особенности их конструкции, линейное, фазное напряжение и ток, схемы соединения обмоток.
Совокупность нескольких электрических цепей, в которых действуют ЭДС переменного тока одной и той же частоты, но сдвинутые друг относительно друга по фазе, называют многофазной системой. Число цепей, входящих в многофазную систему, называют числом её фаз. Наибольшее распространение на практике получили трёхфазные системы.
Под трансформацией трёхфазного напряжения и тока понимается осуществляемое с помощью трансформаторов преобразование трёхфазной связанной системы напряжений или токов одной величины в трёхфазную систему напряжений или токов другой величины.
Рассмотрим схемы соединения обмоток. Начала фаз обмоток высшего напряжения (ВН) обозначают прописными латинскими буквами А, В и С, а концы фаз обмоток буквами Х, Y и Z. Если обмотка ВН имеет выведенную нулевую точку, то этот зажим обозначают 0. Начала фаз обмоток низшего напряжения обозначают строчными латинскими буквами a, b, c; концы фаз – x, y, z, вывод нулевой точки – 0.
Рис. 3.
Провода, идущие от концов фазных обмоток к источнику энергии переменного тока или к потребителю, называются линейными. Напряжения между линейными проводами и токи в них также называются линейными. При соединении фазных обмоток звездой линейные токи равны фазным, так как в узлах они не разветвляются, а линейные напряжения равны геометрической разности соответствующих фазных; если же фазные обмотки соединяются треугольником, то линейные напряжения равны фазным, а линейные токи – геометрической разности соответствующих фазных: 1) при звезде ( ) Iл=Iф и Uл= Uф; 2) при треугольнике ( ) Uл=Uф и Iл= Iф .
Трансформацию трёхфазного напряжения (тока) можно осуществлять с помощью трёхфазных трансформаторов двух типов:
а) группового трансформатора, состоящего из трёх одинаковых однофазных двухобмоточных трансформаторов, первичные и вторичные обмотки которых соединяются «звездой» или треугольником;
б) стержневого трансформатора, имеющего трёхстержневой сердечник, на котором размещаются по одной фазной первичной и вторичной обмотке, соединяемых звездой или треугольником. 11*. Магнитные усилители. Назначение и требования, предъявляемые к ним. Параметры МУ.
Магнитный усилитель – устройство, состоящее из одного или нескольких магнитопроводов с обмотками, с помощью которого в электрической цепи, питаемой от источника переменного тока или напряжения, может изменяться ток или напряжение по величине, основанное на явлении насыщения ферромагнитных материалов при действии постоянного подмагничивающего поля. У магнитного усилителя тока внутреннее сопротивление много больше величины сопротивления нагрузки, а у магнитного усилителя напряжения оно много меньше. Более простое конструктивное решение получается у магнитных усилителей тока .
Параметром МУ, отражающим его основное свойство, служит коэффициент усиления. Для усилителя тока коэффициент усиления: , где - изменение величины тока в рабочей обмотке, - значение тока в обмотке управления. Наиболее простым способом увеличения коэффициента усиления МУ по току является увеличение числа витков обмотки управления. Однако при этом возрастает индуктивность последней, что обусловливает увеличение постоянной времени или инерционности МУ. В случаях, когда МУ предназначается для усиления кратковременных или быстро меняющихся сигналов, увеличение его инерционности недопустимо. Приходится обеспечивать увеличение коэффициента усиления МУ за счёт изменения крутизны характеристики управления: введением в схему усилителя положительной обратной связи, при которой величина тока Iр зависит от алгебраической суммы средних значений МДС управляющей и обмотки ОС.
Широкое применение МУ в электропитающих и измерительных устройствах и устройствах связи обусловлено такими их достоинствами, как высокая надежность; высокий коэффициент усиления (до 104 - 106); низкий порог чувствительности (до 10-14 – 10-16 Вт); возможность работы от сетей переменного тока различной частоты (промышленной – 50Гц, повышенной – 400 Гц и высокой – 103 – 105 Гц); конструктивная простота, сравнительная дешевизна и гальваническая развязка цепей управления и нагрузки.
12. Дроссельный усилитель: конструкция.
Дроссельным называется МУ, по рабочим обмоткам которого протекает переменный ток. Конструктивно дроссельные МУ выполняются на двух одинаковых магнитопроводах стержневого типа
На каждом магнитопроводе размещаются полуобмотки рабочей обмотки и и обмотки управления и . Полуобмотки рабочей обмотки включаются согласно, а обмотки управления – встречно. За счёт индуктивной связи между рабочими и полуобмотками управления в последних индуктируются ЭДС, которые равны по величине, но сдвинуты по фазе на 180º. Их сумма равна нулю еу1-еу2=0, а поэтому цепь обмотки управления не потребляет энергии из цепи рабочей обмотки.
При качественном анализе процессов в МУ делаем допущение, что материал его магнитопровода имеет идеальную кривую намагничивания, изображенную на следующем рисунке:
До насыщения материала магнитопровода МУ результирующая МДС его обмоток равна нулю или .
Свойство МУ изменять сопротивление рабочей обмотки переменному току при изменении величины тока в обмотке управления позволяет их использовать в качестве регуляторов переменного напряжения.
К недостаткам МУ можно отнести их большую массу и габаритные размеры, а также изменение формы усиливаемого переменного тока за счёт работы на нелинейном участке вебер – амперной характеристики.
) Iл=Iф и Uл= 
Uф; 2) при треугольнике ( 
) Uл=Uф и Iл= 
, где 
- изменение величины тока в рабочей обмотке, 
- значение тока в обмотке управления. Наиболее простым способом увеличения коэффициента усиления МУ по току является увеличение числа витков обмотки управления. Однако при этом возрастает индуктивность последней, что обусловливает увеличение постоянной времени или инерционности МУ. В случаях, когда МУ предназначается для усиления кратковременных или быстро меняющихся сигналов, увеличение его инерционности недопустимо. Приходится обеспечивать увеличение коэффициента усиления МУ за счёт изменения крутизны характеристики управления: введением в схему усилителя положительной обратной связи, при которой величина тока Iр зависит от алгебраической суммы средних значений МДС управляющей и обмотки ОС.
и 
и обмотки управления 
и 
. Полуобмотки рабочей обмотки включаются согласно, а обмотки управления – встречно. За счёт индуктивной связи между рабочими и полуобмотками управления в последних индуктируются ЭДС, которые равны по величине, но сдвинуты по фазе на 180º. Их сумма равна нулю еу1-еу2=0, а поэтому цепь обмотки управления не потребляет энергии из цепи рабочей обмотки.
.