Датчики тока

Магнитные усилители.

Магнитные усилители, датчики тока, измерительные и импульсные трансформаторы

На электрово­зах и электропоездах применяют серий­ные магнитные усилители с самоподмаг-ничиванием (ТУМ-А1-И, МУ-106А-1 и др.) в блоках автоматики, в зарядных агрегатах, в цепях питания обмоток воз­буждения н других цепях. Каждый такой магнитный усилитель состоит из двух одинаковых реакторов, имеет две рабо­чие обмотки, размещенные на двух замк­нутых шихтованных магнитопроводах, а также одну или несколько обмоток управ­ления. Рабочие обмотки могут быть со­единены последовательно или параллель­но. Обмотки управления соединяют так, чтобы э. д. с, индуцируемые в иих ос­новной составляющей переменного тока, были противоположны по фазе и взаимно компенсировались.

Наличие нескольких обмоток управле­ния позволяет изменять выходное напря­жение и ток нагрузки в зависимости от различных факторов В ряде случаев требуется, чтобы ток нагрузки изменялся различным образом в зависимости от по­лярности сигнала управления. Для этого в магнитном усилителе создают началь­ное подмагничивание специальной обмот­кой смещения, обтекаемой постоянным током. Обмотки смещения и управления охватывают стержни двух магнитопрово-дов.

Параметры магнитного усилителя вы­бирают так, чтобы амплитуда потока Ф_т = U_m/(2-4,44 fw_p) была меньше пото­ка насыщения Фнас, а коэффициент уси­ления мощности кму = ΔРвых /ΔРвх был возможно более постоянным, т. е чтобы кму ≈ ΔРвых /ΔРвх = const (здесь w — число витков рабочей обмотки; f — частота питающего напряжения; U_m — амплиту­да напряжения; ΔРвых — изменение вы ходной мощности переменного тока; ΔРвх — изменение входной мощности по­стоянного тока).

Для косвенных изме­рений постоянного тока, пропорциональ­ного токам якорей и токам возбужде­ния тяговых двигателей, применяют спе­циальные индукционные датчики тока, называемые трансформаторами постоян­ного тока (ТПТ); они одновременно отде­ляют измерительную цепь от силовой. Принцип действия ТПТ основан на ис­пользовании измерения индуктивного сопротивления катушки со стальным сер­дечником при подмагничивании его пос­тоянным током Конструктивно ТПТ (рис. 127, а и б)

представляет собой управ­ляемый реактор, первичная обмотка / которого — латунный стержень или мед­ная шина проходит через два одинако­вых тороидальных сердечника 4 и 5, вы­полненных из листовой стали ЭЗЗО с ха­рактеристикой намагничивания, близкой к прямоугольной. Латунный стержень включен последовательно в цепь якоря или в цепь обмотки возбуждения тяго­вого двигателя.

Вторичные обмотки 2 и 3 через нагру­зочный резистор R подключены к обмотке трансформатора Т напряжением 127 В. Они имеют одинаковое число витков (на электровозе ВЛ80^Т— 1200 витков из про-

вода диаметром 0,55 мм с эмалевой изо­ляцией) и соединены последовательно и встречно, чтобы по возможности исклю­чить влияние магнитных потоков рассея­ния, которые могли бы нарушить про­порциональность токов I1 и i 2. При отсут­ствии тока в обмотке Iобмотки 2 и 3 имеют большое индуктивное сопротивле­ние и малый намагничивающий ток i2 (рис. 127, в). При увеличении тока в обмотке I (см. рис. 127, а, б и в) сер­дечники 4 и 5 подмагничиваются, ин­дуктивное сопротивление обмоток 2 и 3 уменьшается и в их цепи возникает ток i2 практически прямоугольной формы. Он меньше тока I1 в отношении, равном коэффициенту k = ώ2/ώ1.

Ток i 2 изменяется пропорционально току I1, на нагрузочном резисторе R появ­ляется напряжение, которое также прям» пропорционально току I1. Напряжение с резистора R выпрямляется мостом UZ и подается с него на измерительный при­бор или на соответствующий блок авто­матики.

Для защиты от коммутационных пере­напряжений каждая из обмоток 2 и 3 шунтируется резистором сопротивления 3,3 кОм. Трансформатор постоянного то­ка и защитные резисторы установлены на гетинаксовой панели, конструктивно объединены в один самостоятельный узел с естественным воздушным охлаж­дением.