7 . Датчик тока якоря на основе трансформатора тока в системе «трехфазный выпрямитель – двигатель постоянного тока». Достоинства и недостатки трансформаторных датчиков тока.

Датчик тока состоит из 3-х трансформаторов тока TI1, TI2,TI3 ,соединённых в звезду без нулевого провода и нагруженных на сопрот-е Rtt и измерительного выпрямителя VD1…VD6.

В пренебрежение высшим гармоническим тока якоря по сети протекают двухполярные прямоугольные токи длительностью с пропуском тока на интервале .

Определим коэффициент датчика тока: Выходное напряжение трёхфазного измерительного выпрямителя образуется линейным напряжением источника питания. = Определим действующее значение тока

Действующее значение тока влияет на нагрев токоведущих частей.

Характеристика управления представляет собой прямую линию:

Достоинства: 1) наличие гальванической развязки.

2 ) возможность использования данного датчика не только для получения сигнала обратной связи по току, но и для использования этого сигнала для защиты тиристоров от аварийных токов при возникновении КЗ на стороне постоянного тока.

Если на стороне постоянного тока произойдёт КЗ на землю или между шинами, то возрастёт ток , т.е. ток датчика тока, который воздействует на СИФУ, прекращая подачу открывающих импульсов. Вследствие естественной коммутации тиристоров ток КЗ не развивается, т.к. проводивший тиристор в момент перехода через 0 сетевого напряжения закроется. Для получения сигнала о направлении тока якоря при использовании однонаправленного датчика в схеме используется переключатель характеристика с коэффициентом , который переключается от внешнего сигнала, информирующего о изменении тока якоря.

Е сли VT1 открыт, то DA1 работает в режиме инвертирующего усилителя с коэффициентом

-1, а если закрыт – то в режиме инвертирующего усилителя с коэффициентом 1.

8. Датчик тока на основе компенсационной обмотки сглаживающего дросселя. Характеристика управления.

В полууправляемых выпрямителях часть тока якоря протекает по шунтирующим диодам, минуя питающую сеть. Одним из способов измерения тока якоря в таких системах ЭП является использование сглаживающего дросселя с дополнительной обмоткой.

Для измерения тока сглаживающий дроссель выполняют двухообмоточным: с силовой обмоткой L2.1 и измерительной (компенсационной ) обмоткой L2.2.

, - индуктивности силовой и компенсационной обмоток.

, - коэффициенты взаимоиндукции. , - активное сопротивление обмоток.

Сглаживающий дроссель выполняют т.о. чтобы выполнялось равенство:

т.к.

Умножим правую и левую часть на :

Недостатками данного датчика являются: отсутствие гальвонической развязки между силовой цепью и системой управления и невозможность использования датчика тока для устройства электронной защиты.

9. 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.