к осциллографу

Рис. 6.3. Схема прибора для бесконтактного измерения прямого тока СПП

диаметром 50 и толщиной стенки 2 мм. На цилиндр в один слой намотана обмотка из 5000 витков проводом 0,05 мм. Напряжение от начала обмотки ДТ через сопротивление R1 поступает в инвертирующий вход минус операционного усилителя DA1 с интегрирующим конденсатором С1 и сопротивлением R2, конец обмотки ДТ соединен на корпус и через развязывающий конденсатор СЗ соединен с входом плюс усилителя DA1.

Выход усилителя DA1 через сопротивление R3 соединен с инвертирующим входом усилителя DA2, неинвер-тирующий вход DA2 на корпус. Для ограничения уровня входных сигналов между входными усилителя DA2 соединены встречно-параллельно соединеппые диоды VDI и VD2. Сигнал с выхода DA2 поступает на измерительный преобразователь, содержащий биполярный транзистор, сопротивления R4 - R7. К выходу измерительного преобразователя подсоединен микроамперметр, шунтированный кнопочным выключателем. Через сопротивление R22 и конденсатор С2 образуются цепи обратной.связи. Далее имеется магазин сопротивлений R8-R21, предназначенных для переключения пределов измерения. Для наблюдения формы кривой тока напряжение с зажимов Ая В может быть подано на электронный осциллограф. Прибор содержит также источники питания операционных усилителей.

Амперметр БИУ-21 имеет пять пределов измерения: 50, 100, 150, 250, 500 А. Общая погрешность не превышает 1,5% конечного значения шкалы. 246

6.3. ИЗМЕРЕНИЕ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ТОКА В ПРОЦЕССЕ ВКЛЮЧЕНИЯ И ВЫКЛЮЧЕНИЯ СПП

Скорость изменения тока dijdt в силовой цепи на интервале включения или выключения тиристора и диода может достигать 10° А/с. При таких скоростях изменения тока даже на небольших по длине участках проводников, находящихся в цепи тока или попадающих в магнитное поле тока, наводятся значительные ЭДС индукции. Поэтому при использовании обычных измерительных шунтов получить достоверную картину процесса изменения тока не удается.

В этом случае следует применять безындукционные шунты специальной конструкции и принимать меры предосторожности при вьшолнении цепи, по которой напряжерше с безындукционного шунта поступает на электронный осциллограф.

Наиболее распространенная конструкция современного безындуктивного (точнее, малоиндуктивного) шунта представляет собой коаксиальный цилиндр (рис. 6.4), внешняя оболочка которого выполняется из относительно высокоомного материала (ршхрома, манганина, стали и т. п.). В зависимости от материала и конструкции такого шунта его омическое сопротивление может лежать в пределах от нескольких миллиом до десятых долей ома.

Метод измерения тока посредством безындукционных шунтов позволяет получить абсолютные значения в течение всего процесса. Точность в зависимости от тщательности калибровки шунтов и электронного осциллографа составляет 5-10%. Формы кривых на экране осциллографа достаточно точно отражают реальное изменение тока.

Относительно большое сопротивление безындуктивного шунта в некоторых случаях может внести значительные искажения в исследуемый процесс и изменить значение тока, протекающего через данный СПП. Например, если исследуется преобразовательная установка с низким напряжением или измеряется распределение тока между параллельно работающими тиристорами, то при использовании безындуктивного шунта невозможно получить правильную картину явлений. В других случаях большие

выделяющиеся потери в безындук- / припои нихром ционном шунте и его значительные [vv/ габариты не позволяют расположить zzz:.::izzziz-/

его в непосредственной близости к исследуемому СПП.

Установка шунта требует нарушения монтажных соединений схемы Х0в ПУ. Все это затрудняет или ис- pj. 54 конструкция безын-ключает возможность применения дуктивного шунта

о Рис. 6.6. Эквивалентная схема электрических цепей индуктивного датчика тока

Рис. 6.5. Схема устройства индуктивного датчика мгновенных значений тока СПП

безындукционных шунтов при исследовании ПУ, находящихся в эксплуатации. Поэтому безындукционные шунты используют как эталон для. калибровки других средств измерения мгновенных значений тока.

Наиболее перспективным для ПУ является применение индуктивных датчиков тока, подробно рассмотренных в § 6.2. Но необходимость фиксации изменения .тока на временных интервалах длительностью около 10" с требует внесения определенных изменений как в конструкцию датчика, так и в схему интегрирования сигнала датчика.

На рис. 6.5 показана принципиальная схема устройства для измерения мгновенных значений тока СПП. На провод 1 надет цилиндр из немагнитного диэлектрического материала 2, на котором имеется обмотка l. Напряжение этой обмотки поступает на интегрирующую цепь, содержащую сопротивление r и конденсатор С. Выходной сигнал Uq (О снимается с конденсатора С, при этом

С/с(0=

ic{t)dt=\

U4t)dt =

d0 WSii dt~ Re

di.=i.{t)=Ki,{t),

где и с-напряжение на конденсаторе; ic-ток заряда конденсатора; -напряжение на выходе обмотки датчика; Ф- магнитный поток, охватываемый обмоткой; W-число витков обмотки; S-сечение, охватываемое обмоткой; /-длина пути магнитного потока в катушке 2; ц-магнитная проницаемость вакуума, равная 1,2566-10" В-с/(А-м); /д-ток в проводе/. 248