Датчик фази струму

1. Датчик UA БУДІВНИЦТВА, фази струму, що містить діоди, вимірювальний елемент, інвертор і ключ передачі, який відрізняється тим, що вимірювальний елемент виконаний у вигляді струмового шунта, інвертор виконаний у вигляді інверсного підсилювача на першому операційному підсилювачі, а ключ передачі виконаний у вигляді оптопари, при цьому вхід датчика підключений до живильної мережі через біполярне джерело живлення з параметричним стабілізатором і з "штучною" середньою точкою, до якої підключений 3 32647 4 через біполярне джерело живлення з джерело живлення змінного струму і параметричним стабілізатором і з «штучною» гальванометр, включені в протилежні діагоналі середньою точкою, до якої підключений вимірювального моста, причому в нього введені двосторонній паралельний обмежувач на третій, четвертий і п'ятий резистори, два додаткові резисторі і двох діодах, включених зустрічнодіоди і польовий транзистор, причому третій паралельно, один вхід якого підключений до резистор включений як третє плече інверсного входу інверсного підсилювача, а другий вимірювального моста, а діоди, з'єднані між собою вхід через обмежуючий резистор підключений до по мостовій випрямній схемі, - як четверте плече прямого входу інверсного підсилювача, вихід якого останнього, у вихідну діагональ випрямного моста через резистор зворотного зв'язку підключений до включені послідовно сток-істоковий перехід його інверсного входу і через обмежуючий польового транзистора і четвертий резистор, резистор підключений до інверсного входу затвор польового транзистора з'єднаний з одним з компаратора, виконаного на другому операційному виводів п'ятого резистора, інше виводи якого і підсилювачі, прямий вхід якого з'єднаний з відповідне вивод четвертого резистора з'єднані з «штучною» середньою точкою, а вихід - через клемами для підключення джерела вимірюваної резистор з світлодіодом оптопари, вихід якої є напруги. виходом датчика, крім того, біполярне джерело Недоліком відомого пристрою є аналоговий живлення виконане по безтрансформаторній схемі метод вимірювання фази напруги з подвоєння напруги з гасячим «безватним» опором. гальванометром у якості реєструючого приладу, Суттєвими ознаками пристрою, що що утрудняє використання його в цифрових заявляється, співпадаючими з найближчим схемах автоматичної компенсації реактивної аналогом , є наступні ознаки: потужності, крім того, цим пристроєм без - діоди; додаткових елементів неможливо зміряти - вимірювальний елемент; величину зрушення фаз між струмом і напругою - інвертор; змінного струму. Відомий «Датчик змінного струму» [Авт.св. - ключ передачі. СРСР №478259, МПК G01R19/16, БВ-27-75p.], що Відмітними від найближчого аналога містить насичений трансформатор струму, до суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є вторинної обмотки якого через випрямляч наступні ознаки: підключений резистор, навантаження, при цьому - вимірювальний елемент виконаний у вигляді паралельно вказаному резистору підключено струмового шунта; нелінійний опір, що складається з послідовно - інвертор виконаний у вигляді інверсного з'єднаних резистора і стабілітрона. підсилювача на першому операційному Недоліком відомого пристрою, не дивлячись підсилювачі; - ключ передачі виконаний у вигляді оптопари; на його простоту, є неможливість з його - вхід датчика підключений до живильної допомогою визначення фази вимірюваного мережі через біполярне джерело живлення з змінного струму по відношенню до живильної параметричним стабілізатором і з «штучною» напруги. Найбільш близьким по технічній суті і середньою точкою; технічному результату, що досягається, і - до «штучної» середньої точки підключений вибраному найближчим аналогом є «Датчик двосторонній паралельний обмежувач на змінного струму» [Авт.св. СРСР №1170367, МПК-4 резисторі і двох діодах, включених зустрічноG01R19/22, БВ-28-85p.], що містить паралельно; вхід двостороннього паралельного - один вимірювальний елемент, два паралельні обмежувача підключений до інверсного входу преобразуючих канали, перший з яких виконаний у інверсного підсилювача; вигляді послідовно з'єднаних розділового діода, - другий вхід двостороннього паралельного інвертора, інтегратора, ключа передачі і ключа обмежувача через обмежуючий резистор сбросу, а другий - у вигляді послідовно з'єднаних підключений до прямого входу інверсного розділового діода, інтегратора, ключа передачі і підсилювача; - вихід інверсного підсилювача через резистор ключа сбросу, включеного між виходом зворотного зв'язку підключений до його інверсного інтегратора і загальною шиною, причому в входу і через обмежуючий резистор підключений першому каналі розділовий діод підключений до до інверсного входу компаратора; входу інвертора катодом, а в другому каналі - до компаратор виконаний на другому входу інтегратора анодом. аналога є складність Недоліком найближчого операційному підсилювачі; схемотехніки пристрою. - прямий вхід компаратора з'єднаний з Технічною задачею корисної моделі є «штучною» середньою точкою; розробка схемотехніки цифрового датчика фази - вихід компаратора через резистор з'єднаний струму з досягненням технічного результату з світлодіодом оптопари; спрощення схемотехніки пристрою. - вихід оптопари є виходам датчика. Поставлена технічна задача виконується тим, Приватною відмітною від найближчого аналога що в датчику фази струму, що містить діоди, суттєвою ознакою пристрою, що заявляється, є вимірювальний елемент, інвертор і ключ передачі, наступна ознака: згідно корисній моделі, вимірювальний елемент - біполярне джерело живлення виконане по виконаний у вигляді струмового шунта, інвертор безтрансформаторній схемі подвоєння напруги з виконаний у вигляді інверсного підсилювача на гасячим «безватним» опором. першому операційному підсилювачі, а ключ Між суттєвими ознаками корисної моделі, що передачі виконаний у вигляді оптопари, при цьому заявляється, і технічним результатом, що вхід датчика підключений до живильної мережі 5 32647 6 пристроїв була достатньо високою, щоб досягається, існує наступний причиннозабезпечити своєчасне спрацьовування схеми наслідковий зв'язок. компенсації реактивної потужності. Дійсно, схемотехніка цифрового датчика фази Датчик фази струму реалізований на струму, що заявляється, відрізняється простотою, операційних підсилювачах DA1, DA2 і допоміжних надійністю і стабільністю, дозволяє розширити елементах - випрямних високовольтних діодах область використання пристрою і підвищити VD1, VD2, стабілітронах VD3, VD4, низьковольтних точність вимірювання фази напруги змінного діодах VD5, VD6 і оптопарі VD7-VD8, резисторах струму і оптимізувати процес компенсації R1-R7, високовольтному конденсаторі що «гасить» реактивної потужності. С1, і електролітичних конденсаторах С2, С3 - що Проведений аналіз рівня техніки, що включає забезпечують їх режими роботи. пошук по патентних і науково-технічних джерелах Біполярне джерело живлення датчика зібране інформації, з виявленням джерел, що містять по безтрансформаторній схемі подвоєння напруги інформацію про аналоги технічного рішення, що з гасячим «безватним» опором - конденсатором заявляється, дозволяє установити, що автором не С1, щоб виключити з схеми знижувальний виявлені аналоги, що характеризуються всією трансформатор. сукупністю ознак, ідентичної всім суттєвим Позитивна півхвиля змінного струму ознакам пристрою, зазначеним у формулі корисної проходить через С1 і VD2 і заряджає С2. моделі, що заявляється. Негативна півхвиля змінного струму проходить Тому можна затверджувати, що корисна через С1 і VD1 і заряджає С3. модель відповідає умові охороноздатності за Параметричний стабілізатор напруги критерієм «новизна». живлення мікросхем DA2, DA5 зібраний на Крім того, корисна модель промислово стабілітронах VD3, VD4. застосовна, тому що технічне рішення, що Струм навантаження, проходячи через R1 заявляється, дозволяє використовувати його при (шунт) створює на ньому падіння напруги, фаза розробці і виробництві перетворювачів напруги якої залежить від характеру навантаження. Опір постійного/перемінного струму від вітродвигунів у шунта R1 залежить від величини навантаження. перемінну синусоїдальну напругу з компенсацією Напруга, що знімається з шунта R1, необхідне для реактивної потужності. захисту вхідних ланцюгів, поступає на Можливість здійснення корисної моделі, що двосторонній паралельний обмежувач на R2, VD5 заявляється, підтверджується описом, що нижче і VD6. Резистор R3 є обмежувачем вхідного струму приводиться, її практичної реалізації й мікросхеми DA1, яка працює в режимі інверсного ілюструється кресленнями. підсилювача з коефіцієнтом посилення, На Фіг. показана принципова електрична визначуваним резистором в ланцюзі зворотного схема пристрою. зв'язку R5. Теоретичною основою роботи пристрою, що Вихід підсилювача на мікросхемі DA1 через заявляється, є наступні положення. обмежувач струму на R6 поступає на інвертуючий При частоті живильної мережі 50Гц період вхід компаратора на мікросхемі DA2, прямий вхід одного коливання синусоїдальної напруги складає якого через обмежувач струму на R4 підключений 20мс, що відповідає 360 кутовим градусам. до нуля джерела живлення. При необхідності підтримки cos j