Czujnik prądu kompensacyjnego z bocznikiem magnetycznym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Opisana konstrukcja czujnika stosowanego do pomiaru dużych prądów różni się od podobnych urządzeń stosowanych obecnie obecnością bocznika magnetycznego, co zmniejsza pobór mocy, wagę oraz wymiary urządzenia.

Do pomiaru dużych prądów (rzędu kilkudziesięciu kiloamperów) niedopuszczalny jest klasyczny obwód czujnika typu kompensacyjnego (rys. 1), na którym zbudowane są wyroby przemysłowe [1].

Zasada działania takich czujników polega na kompensacji pola magnetycznego wytwarzanego w obwodzie magnetycznym przez mierzony prąd prądem uzwojenia kompensacyjnego. Przekładnik prądowy TA1 jest zamkniętym obwodem magnetycznym z uzwojeniem, obejmującym szynę z mierzonym prądem, w szczelinie której zainstalowany jest czujnik Halla (U1). Kiedy prąd przepływa przez szynę, w otaczającym ją obwodzie magnetycznym powstaje strumień magnetyczny, powodujący pojawienie się napięcia proporcjonalnego do mierzonego prądu w czujniku Halla. Napięcie to, wzmocnione przez wzmacniacz operacyjny (DA1) i wzmacniacz mocy na tranzystorach VT1, VT2, powoduje powstanie prądu w uzwojeniu TA1, który kompensuje strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym.

Aby skompensować pole magnetyczne wytworzone np. przez prąd 100 kA, prąd płynący przez uzwojenie kompensacyjne musi być równy 100/n kA, gdzie n jest liczbą zwojów tego uzwojenia. W takim przypadku moc wzmacniacza wyjściowego i masa czujnika mogą być zbyt duże.

Aby zmniejszyć prąd kompensacji w proponowanym czujniku (rys. 2), kompensacja strumienia magnetycznego odbywa się nie w całym przekroju obwodu magnetycznego 2, ale w ograniczonym obszarze o rezystancji magnetycznej mniejszej niż rezystancja całego obwodu magnetycznego.

W miejscu instalacji czujnika Halla 3, gdzie strumień magnetyczny rozwidla się (AB), wielkość indukcji magnetycznej wytworzonej przez zmierzony prąd I w szynie 1, B = μμ0I / 2l (przy l "d), gdzie μ wynosi przenikalność magnetyczna materiału obwodu magnetycznego; μ0 to magnetyczna przepuszczalność próżni.

Aby skompensować strumień magnetyczny wytwarzany przez mierzony prąd w tej sekcji, prąd uzwojenia kompensacyjnego 4 I1 = Vx2s1/μμ0 = Ixd/l.

Prąd uzwojenia kompensacyjnego I1 jest mniejszy od zmierzonego prądu I o l/d razy, co umożliwia wykonanie czujnika o dopuszczalnej masie i wymiarach.

W proponowanym czujniku l=100 mm, d = 1 mm, zatem przy zmierzonym prądzie 100 kA prąd kompensacyjny jest tworzony przez prąd 1/n kA, gdzie n jest liczbą zwojów uzwojenia kompensacyjnego.

Czujnik kompensacji z bocznikiem magnetycznym tej konstrukcji ma następujące właściwości.

• Znamionowy prąd mierzony, kA......20
• Maksymalny zmierzony prąd impulsu o czasie trwania nie dłuższym niż 10 ms przez 1 min, kA ..... 100
• Współczynnik transformacji ...... 1/5000
• Maksymalny prąd wyjściowy przy prądzie mierzonym 100 kA, mA......200
• Błąd podstawowy dla wartości prądu znamionowego, nie więcej niż %......1
• Zerowy prąd polaryzacji, nie więcej niż, mA......0,2
• Zakres częstotliwości, kHz......0...10
• Wymiary okna dla szyny prądowej, mm......40x120
• Przekrój obwodu magnetycznego, nie mniejszy niż, mm......55
• Wymiary, mm......200x200x100
• Waga, kg ...... nie więcej niż 3

Realizacja takiej konstrukcji jest możliwa przy zastosowaniu obwodu magnetycznego o dużej indukcji nasycenia, np. GAMMAMET 440C1 o liniowej charakterystyce magnesowania do 1...1,2 T [2, 3].

Aby zmniejszyć wpływ zewnętrznych pól magnetycznych, zaleca się zastosowanie dwóch obwodów magnetycznych i czujników Halla w konstrukcji pokazanej na ryc. 3.

Tutaj przerwa l w obwodzie magnetycznym wokół szyny 1 z prądem jest podzielona na dwie równe sekcje między obwodami magnetycznymi 2, 3. Prądy uzwojeń kompensacyjnych 6 i 7 w tym obwodzie są sumowane. Jeżeli zewnętrzne pole magnetyczne w miejscu zainstalowania jednego z czujników Halla (4 lub 5) jest zbieżne w kierunku z polem magnetycznym wytwarzanym przez mierzony prąd, to w miejscu zainstalowania drugiego czujnika Halla ma kierunek przeciwny. Jeżeli sygnały czujników Halla 4, 5, ze względu na pole magnetyczne mierzonego prądu, mają tę samą biegunowość, to sygnały z zewnętrznego pola magnetycznego przetworników o różnej biegunowości, a więc wynikowy sygnał z zewnętrznego pola magnetycznego wynosi zero.

Wzmacniacz do takiego urządzenia potrzebuje dość małej mocy - jego pobór prądu wynosi nie więcej niż 0,25 A przy napięciu zasilania +15 V.

Jeśli nie można kupić niezbędnego obwodu magnetycznego, można użyć gatunków stali elektrotechnicznej walcowanej na zimno E310, E320, dla których indukcja nasycenia jest również dość wysoka, a przy błędzie pomiaru około 1% materiał ten jest całkiem odpowiedni.

literatura

1. Prospekt firmy „LEM”.
2. Prospekt elektrowni jądrowej „Gamma” (Jekaterynburg).
3. Starodubtsev Yu., Keilin V., Belozerov V. GAMMAMET rdzenie magnetyczne. - Radio, 1999, nr 6, s. 48-50.

Autor: A. Aldochin, Czernihów, Ukraina

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Niemowlęta zauważają rzeczy, które umykają dorosłym. 11.07.2023 Zwykle potrafimy rozpoznać obiekt, nawet jeśli przez krótki czas miga przed nami. Jeśli jednak zaraz po pierwszym pojawi się kolejny obiekt, cierpi na tym percepcja pierwszego obiektu i przestajemy zauważać jego obecność. To zjawisko percepcji wzrokowej nazywa się „odwrotnym maskowaniem”. W nauce służy do badania, w jaki sposób mózg przetwarza sygnały wizualne. Co ciekawe, zjawisko to występuje nawet w przypadkach, gdy drugi obiekt nie pokrywa się przestrzennie z pierwszym, ale jest reprezentowany np. przez kontur lub cztery punkty otaczające obiekt. Przyjmuje się, że występowanie tego zjawiska jest związane z naruszeniem „mechanizmów sprzężenia zwrotnego”. Informacje wizualne, które widzimy, są przetwarzane sekwencyjnie w mózgu od dolnych do górnych obszarów wzrokowych. Jednak sprzężenie zwrotne odgrywa również ważną rolę w percepcji wzrokowej, gdy sygnały wizualne są przekazywane z górnych obszarów mózgu do dolnych. Uważa się, że maskowanie wsteczne występuje z powodu zakłóceń w przetwarzaniu sprzężenia zwrotnego. Naukowcy zastosowali technikę odwróconego maskowania u niemowląt w wieku od 3 do 8 miesięcy, aby zbadać rozwój mechanizmów sprzężenia zwrotnego. Aby przetestować maskowanie wsteczne u niemowląt, naukowcy pokazali im obrazy twarzy na ekranie komputera i zmierzyli czas, przez jaki dzieci zwracały na nie uwagę. Ten krok okazał się dość łatwy, ponieważ dzieci zwykle dłużej patrzą na twarze. Obrazy twarzy były prezentowane na dwa sposoby: w jednym przypadku obraz maski podążał za twarzą, aw drugim przypadku po twarzy nic się nie pojawiało. Naukowcy odkryli, że dzieci w wieku 7-8 miesięcy nie potrafiły rozróżnić twarzy, a następnie maski. Oznacza to, że podobnie jak dorośli doświadczają efektu odwrotnego maskowania. Jednak dzieci w wieku 3-6 miesięcy były w stanie dostrzec twarze nawet wtedy, gdy towarzyszyła im maska. Oznacza to, że odwrotne maskowanie nie wystąpiło, a niemowlęta mogły zobaczyć twarze, które są niewidoczne dla starszych dzieci. Wyniki te sugerują, że mechanizmy sprzężenia zwrotnego są niedojrzałe u niemowląt poniżej 7 miesiąca życia. Badania wykazały, że procesy percepcji wzrokowej zmieniają się istotnie w drugiej połowie pierwszego roku życia.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Wraz ze wzrostem temperatury rośnie apetyt owadzich szkodników.

▪ Urządzenie do pomiaru charakterystyk materiałów dielektrycznych i magnetycznych

▪ Zmiana klimatu wpłynie na przyrost naturalny ludzi

▪ Klawiatura do ekstremalnych warunków na mierniku pojemności FDC2214

▪ Powrót Odyseusza

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Prace elektryczne. Wybór artykułu

▪ artykuł Rogera Zelaznego. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Gdzie gronostaj ma takie białe futro? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Piec piecowy. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Ulepszony metronom muzyczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Sól słodka. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024