3.1. Тех. Требования к датчикам тока. Д т якоря на основе трансф. Тока в системе «однофазный упр. Выпр. – дпт. Характеристика управления. Выбор трансформатора тока.

Датчики тока предназначены для получения информации о величине и направлении тока в любом двигателе. К датчикам тока предъявляются след треобования:

1. Линейность характеристики управления в диапазоне от 0,1 до 5 Iн

2. Наличие гальванической развязки силовой цепи и системы управления.

3. Высокое быстродействие.

Требование по быстродействию определяется видом преобразователя и должно быть на порядок выше, чем у силового преобразователя электрической энергии.

Используются:

- трансформаторы переменного тока

- трансформаторы постоянного тока

- шунты

- элементы Холла

Трансформаторный датчик тока.

Трансформаторный датчик тока состоит из трансформатора тока TI1, из нагрузочного сопротивления Rтт и выпрямительного моста VD.

В каждый момент времени мгновенное значение тока якоря равно току питания iя=i1

Токи якоря и сети отличаются лишь по знаку на каждом из полупериодов питающего напряжения. Следовательно измерив ток i1 и выпрямив его получим значение тока якоря. Выпрямитель в датчике используется как согласующий элемент для преобразования переменного напряжения в постоянное, которое используется в САУ. Ток первичной цепи i1 измеряется трансформатором TI1, трансформируется во вторичную цепь и создаёт падение напряжения на Rтт.

Коэффициент передачи датчика тока

Падение напряжения на Rтт

Трансформатор тока выбирается по действующему току I₁ которое соответствует номинальному току якоря двигателя. - действующее значение сетевого тока соответствующее номинальному току якоря.

Пренебрегая высшими гармоническими якорного тока, можно считать ток якоря чисто постоянным тогда ток I₁ будет прямоугольным двухполярным с амплитудой равной току якоря. I₁=I_Я

Как правило номинальное значение вторичного тока для трансформатора тока равно 5А, а номинальное значение первичного тока ТТ имеет разные значения. Как правило сопротивление Rтт=0,2 Ом.

Характеристикой управления ДТ называется зависимость выходного напряжения датчика тока от тока якоря. Так как Кдт=const то характеристика линейна.

В трансформаторных датчиках тока при изменении направления Iя выходной сигнал не изменяется, что является недостатком. Для получения информации о направлении тока в схеме ДТ необходимо установить усилитель с кооэф. усиления (переключатель характеристики).

3.2 Датчик тока на основе элемента холла. Характеристика управления.

Элемент Холла – полупроводниковая пластина, которая при нахождении в магнитном поле, при протекании тока через 2 грани на двух других гранях генерируется ЭДС, называемая Э ДС Холла

-коэфф-т, характеризующий параметры пластины

- ток

- индукция магнитного поля

В настоящее время элементы Холла широко используются в датчиках тока в качестве первичного измерительного преобразователя.

Датчик тока на основе элемента Холла состоит из элемента Холла(4), размещенного в зазоре сердечника (1). Вокруг сердечника пропускается проводник (2), по которому протекает ток и по двум граням пластины протекает ток , который стабилизирован на заданном уровне. С двух других граней элемента снимается ЭДС Холла. Протекающий по проводнику (2) ток создает в сердечнике магнитный поток с индукцией B. Магнитный поток воздействует на пластину (4) и вызывает в ней ЭДС Холла, которая поступает на усилитель (3) и усиливается.

(коэфф-т пропорциональности) – магнитная проницаемость

Так как коэфф-т , определяющий зависимость между B и I не постоянен, то хар-ка упр. датчика тока будет нелинейной, что не позволит обеспечить точность измерения тока. Для исключения этого явления используется компенсационные датчики тока, осуществляющие компенсацию нелинейности кривой намагн. и влияния изменения темп. окружающей среды. , -коэфф-т передачи всего датчика тока. В ЭП используются датчики тока на основе Холла. Они бывают:1)двух полярные;2) однополярные.

Х арактеристика управления двух полярного датчика. Он питается двух полярным питанием.

Однополярное питание(2 верхних рисунка):

Д Т с двух полярным питанием (нижние рисунки) используются в аналоговых системах управления. В цифровых системах с микропроцессорным управлением используются однополярные ДТ со смещением характеристики управления датчиком.

Достоинства ДТ на основе эл-та Холла:

Недостаток: высокая стоимость.