CZ309328B6 - Current shunt - Google Patents
Current shunt Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309328B6 CZ309328B6 CZ2021281A CZ2021281A CZ309328B6 CZ 309328 B6 CZ309328 B6 CZ 309328B6 CZ 2021281 A CZ2021281 A CZ 2021281A CZ 2021281 A CZ2021281 A CZ 2021281A CZ 309328 B6 CZ309328 B6 CZ 309328B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- current
- secondary winding
- terminal
- shunt
- output
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 86
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0038—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing pulses or pulse trains according to amplitude)
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/04—Measuring peak values or amplitude or envelope of AC or of pulses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
- H01F38/28—Current transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
- H01F38/28—Current transformers
- H01F38/30—Constructions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Description
Proudový bočníkCurrent shunt
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká proudového bočníku, zejména proudového bočníku indukčního typu pro měření velkých střídavých proudů s nastavitelným dělicím poměrem.The invention relates to a current shunt, in particular an induction-type current shunt for measuring large alternating currents with an adjustable dividing ratio.
Dosavadní stav technikyCurrent state of the art
V současné době jsou známé proudové bočníky rezistorového typu od hodnot odporu stovek μΩ až do cca 1 kQ. které jsou sice prakticky frekvenčně nezávislé a mohou měřit i stejnosměrné proudy. Jejich nevýhodou je to, že při měření velkých proudů v řádu stovek až tisíců ampér mají tepelné ztráty několik kilowattů, a proto vyžadují intenzivní nucené chlazení nebo velkou chladicí plochu bočníku. Výrazný ohřev bočníku je ale z principu nežádoucí, protože mění odporovou hodnotu bočníku a tím zhoršuje přesnost měření.Currently, resistor-type current shunts are known from resistance values of hundreds of μΩ up to approx. 1 kQ. which are practically frequency independent and can also measure direct currents. Their disadvantage is that when measuring large currents in the order of hundreds to thousands of amperes, the heat losses are several kilowatts and therefore require intensive forced cooling or a large cooling area of the shunt. Significant heating of the shunt is, in principle, undesirable, because it changes the resistance value of the shunt and thus worsens the accuracy of the measurement.
Pro měření velkých proudů je také používán přerušený vodič s vloženým malým měřicím odporem například 300 μΩ. Toto řešení může být použito pro měření stejnosměrných proudů, střídavých proudů, a pro stejnosměrné proudy se superponovanou střídavou složkou. Vložený měřicí odpor se ale opět výrazně zahřívá, přičemž dochází ke ztrátám výkonu, který při hodnotě proudu 1000 A, a hodnotě napětí 300 mV, dosahuje 300 W.For measuring large currents, a broken wire with an inserted small measuring resistance, for example 300 μΩ, is also used. This solution can be used to measure direct currents, alternating currents, and for direct currents with a superimposed alternating component. However, the inserted measuring resistor heats up significantly again, while power losses occur, which at a current value of 1000 A and a voltage value of 300 mV reaches 300 W.
U cívky s železovým jádrem, takzvaného proudového transformátoru, prochází měřený vodič osou jádra, kolem kterého je navinutá cívka. Měří se zde proud, který teče cívkou zapojenou nakrátko vytvářející magnetické pole, které následně indukuje napětí v sekundárním vinutí. Je zde však nutnost znát převodové poměry mezi vinutími. Nevýhodou tohoto řešení je, že ovlivňuje indukčnost měřeného vodiče a zvyšuje ji, čímž vznikají problémy u vysokých frekvencí, jelikož jádro působí jako odpor a brání průtoku proudu.In the case of a coil with an iron core, the so-called current transformer, the measured conductor passes through the axis of the core around which the coil is wound. The current that flows through the short-circuited coil creating a magnetic field is measured here, which then induces a voltage in the secondary winding. However, there is a need to know the gear ratios between the windings. The disadvantage of this solution is that it affects the inductance of the measured conductor and increases it, causing problems at high frequencies, since the core acts as a resistance and prevents the flow of current.
Jiným řešením je cívka bez feromagnetického jádra, takzvaného Rogowskiho vinutí. To je cívka na skleněném nebo plastovém prstenci, která vyžaduje před měřicí jednotku zapojit zesilovač, což je výraznou nevýhodou tohoto řešení.Another solution is a coil without a ferromagnetic core, the so-called Rogowski winding. This is a coil on a glass or plastic ring, which requires an amplifier to be connected before the measuring unit, which is a significant disadvantage of this solution.
Ve výjimečných případech se používá Hallova sonda se zesilovačem, která má však měření ovlivněné rušivým okolním magnetickým polem. I zde je nevýhodou nutnost použití zesilovače.In exceptional cases, a Hall probe with an amplifier is used, but the measurement is affected by the disturbing ambient magnetic field. Here, too, the disadvantage is the need to use an amplifier.
Induktivní bočník se dvěma vinutími zapojenými v protifázi sice významně snižuje výkonové ztráty měřicího obvodu, nicméně i jen malá změna rozptylové indukčnosti při výrobě vede ke změně jeho dělicího poměru.Although an inductive shunt with two windings connected in anti-phase significantly reduces the power losses of the measuring circuit, even a small change in stray inductance during production leads to a change in its dividing ratio.
Z patentového dokumentu CZ PV 1997-4240 je znám bočníkový systém pro měření proudu zahrnuje bočníkový prvek v podstatě válcového tvaru, vyrobený ze ZTC materiálu, který má dvojicí proudových vývodů ve tvaru plochých pásů připevněných k jeho koncům. Ke koncům bočníkového prvku jsou připojeny skrz otvory' v proudových vývodech měřicí vývody ze stejného ZTC materiálu. Měřicí vývody mohou tvořit část kontinuálního drátku procházejícího skrz axiální otvor skrz bočníkový prvek. Alternativně měřicí vývody mohou být vytvořeny jako integrální prodloužení bočníkového prvku.From the patent document CZ PV 1997-4240, a shunt system for current measurement is known, which includes a shunt element of essentially cylindrical shape, made of ZTC material, which has a pair of current outlets in the form of flat strips attached to its ends. Measuring terminals made of the same ZTC material are connected to the ends of the shunt element through holes in the current outlets. The measuring leads may form part of a continuous wire passing through the axial opening through the shunt element. Alternatively, the measuring leads can be formed as an integral extension of the shunt element.
Z dalšího patentového spisu CZ 294229 je známo zapojení pro měření elektrického proudu pomocí bočníku, které je vytvořeno tak, že bočník je rozdělen na hlavní bočník a kompenzační bočník. Hlavní bočník a kompenzační bočník tvoří dvojici zhotovenou ze stejného druhu vodivého materiálu, a vedenou souběžně ve vzájemném tepelném kontaktu, na jejímž jednom konci je hlavní bočník spojen s kompenzačním bočníkem v uzlu. Na druhém konci je hlavní bočník spojen sFrom another patent file CZ 294229, a connection for measuring electric current using a shunt is known, which is created in such a way that the shunt is divided into a main shunt and a compensating shunt. The main shunt and the compensating shunt form a pair made of the same type of conductive material, and conducted in parallel in mutual thermal contact, at one end of which the main shunt is connected to the compensating shunt in the node. At the other end, the main shunt is connected to
- 1 CZ 309328 B6 prvním vstupem regulačního obvodu, zatímco kompenzační bočník je na druhém konci spojen s druhým vstupem regulačního obvodu. Výstup regulačního obvodu je přes měrný odpor, na němž vzniká napětí úměrné měřenému proudu, spojen rovněž s druhým vstupem.- 1 CZ 309328 B6 by the first input of the control circuit, while the compensating shunt is connected at the other end to the second input of the control circuit. The output of the control circuit is also connected to the second input through a specific resistance, on which a voltage proportional to the measured current is generated.
Z patentového spisu CZ 306402 je znám proudový bočník indukčního typu, který’ obsahuje proudový transformátor s primárním a sekundárním vinutím, proudový měřič a vstupní a výstupní svorky proudového bočníku. Vstupní svorka primárního vinutí stejného smyslu a výstupní svorka sekundárního vinutí jsou vyvedeny do vstupní proudové svorky proudového bočníku. Výstupní svorka primárního vinutí je přivedena na vstupní kontakt proudového měřiče. Vstupní svorka sekundárního vinutí stejného smyslu a výstupní kontakt proudového měřice jsou vyvedeny do výstupní proudové svorky proudového bočníku.From the patent file CZ 306402, a current shunt of the induction type is known, which contains a current transformer with primary and secondary winding, a current meter and input and output terminals of the current shunt. The input terminal of the primary winding of the same sense and the output terminal of the secondary winding are brought to the input current terminal of the current shunt. The output terminal of the primary winding is fed to the input contact of the current meter. The input terminal of the secondary winding of the same sense and the output contact of the current meter are brought to the output current terminal of the current shunt.
Hlavní nevýhodou současného stavu techniky je to, že není znám způsob snížení tepelných ztrát u rezistorových bočníků pro měření velkých proudů bez nutnosti použití zesilovače, protože většina měřičů proudu vyžaduje úbytek napětí na bočníku několik desetin až setin voltu. Nevýhodou induktivního bočníku se dvěma vinutími zapojenými v protifázi jsou jeho pracnost a vysoké výrobní náklady vyvolané vysokými nároky na přesnost výroby.The main disadvantage of the current state of the art is that there is no known method of reducing heat losses in resistor shunts for measuring large currents without the need for an amplifier, since most current meters require a shunt voltage drop of several tenths to hundredths of a volt. The disadvantage of an inductive shunt with two windings connected in anti-phase is its laboriousness and high production costs caused by high demands on production accuracy.
Cílem vynálezu je konstrukce proudového bočníku pro měření velkých střídavých proudů s nastavitelným dělicím poměrem, jehož tepelné ztráty budou nejméně o jeden až dva řády nižší než jsou tepelné ztráty bočníků známých ze stavu techniky, a který bude mít přiměřené výrobní náklady.The aim of the invention is the construction of a current shunt for measuring large alternating currents with an adjustable division ratio, whose heat losses will be at least one to two orders of magnitude lower than the heat losses of shunts known from the state of the art, and which will have reasonable production costs.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje proudový bočník, zejména proudový bočník indukčního typu s nastavitelným dělicím poměrem, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje, se vstupní proudovou svorkou spojený, proudový transformátor s primárním vinutím a dvěma sekundárními vinutími, který je spojený s proudovým měřičem, a s nastavitelným rezistorem, přičemž proudový transformátor, proudový měřič a nastavitelný rezistor jsou spojeny s výstupní proudovou svorkou. Výhodou je možnost přesného nastavení dělicího poměru a možnost měření velkých proudů při minimálních výkonových ztrátách.The stated shortcomings are largely eliminated and the goals of the invention are fulfilled by a current shunt, in particular an induction type current shunt with an adjustable division ratio, the essence of which, according to the invention, is that it contains, connected to the input current terminal, a current transformer with a primary winding and two secondary windings, which is connected to the current meter, and to the adjustable resistor, the current transformer, the current meter and the adjustable resistor being connected to the output current terminal. The advantage is the possibility of precise setting of the dividing ratio and the possibility of measuring large currents with minimal power losses.
Podle první z variant je výhodné, když je vstupní svorka spojena se vstupní svorkou druhého sekundárního vinutí stejného smyslu a když je nastavitelný rezistor svým vstupním kontaktem spojen s výstupní svorkou druhého sekundárního vinutí. Výhodou této varianty je asi o 15 % snížený celkový počet závitů obou sekundárních vinutí proti bočníku jen s jedním sekundárním vinutím, a tedy úspora mědi.According to the first variant, it is advantageous when the input terminal is connected to the input terminal of the second secondary winding of the same sense and when the adjustable resistor is connected to the output terminal of the second secondary winding by its input contact. The advantage of this variant is about a 15% reduction in the total number of turns of both secondary windings against the shunt with only one secondary winding, thus saving copper.
Podle druhé z variant je výhodné, když je vstupní svorka spojena s výstupní svorkou druhého sekundárního vinutí a když je nastavitelný rezistor svým vstupním kontaktem spojen se vstupní svorkou druhého sekundárního vinutí stejného smyslu. Výhodou této varianty je možnost několikanásobného dodatečného zvýšení dělicího poměru bočníku proti, bočníku jen s jedním sekundárním vinutím.According to the second variant, it is advantageous when the input terminal is connected to the output terminal of the second secondary winding and when the adjustable resistor is connected with its input contact to the input terminal of the second secondary winding of the same sense. The advantage of this variant is the possibility of a several-fold additional increase in the dividing ratio of the shunt against a shunt with only one secondary winding.
Dále je výhodné, když je vstupní svorka spojena se vstupní svorkou primárního vinutí stejného smyslu, s výstupní svorkou prvního sekundárního vinutí.Furthermore, it is advantageous when the input terminal is connected to the input terminal of the primary winding of the same sense, to the output terminal of the first secondary winding.
Výhodné také je, když je výstupní proudová svorka spojena s výstupní svorkou primárního vinutí.It is also advantageous when the output current terminal is connected to the output terminal of the primary winding.
Výstupní proudová svorka je dále s výhodou spojena s proudovým měřičem jeho výstupním kontaktem.The output current clamp is further advantageously connected to the current meter via its output contact.
-2CZ 309328 B6-2CZ 309328 B6
Výhodné je, když je proudový měřič svým vstupním kontaktem spojen se vstupní svorkou prvního sekundárního vinutí stejného smyslu.It is advantageous when the current meter is connected with its input contact to the input terminal of the first secondary winding of the same sense.
Také je výhodné, když je výstupní proudová svorka spojena s nastavitelným rezistorem jeho výstupním kontaktem.It is also advantageous if the output current terminal is connected to the adjustable resistor through its output contact.
Výhodné také je, když první sekundární vinutí a druhé sekundární vinutí mají stejný počet závitů. Výhodou této varianty je možnost snadné regulace velikosti a poměru proudů v obou sekundárních vinutích pomocí nastavitelného rezistoru.It is also advantageous if the first secondary winding and the second secondary winding have the same number of turns. The advantage of this variant is the possibility of easy regulation of the size and ratio of currents in both secondary windings using an adjustable resistor.
Hlavní výhodou proudového bočníku podle vynálezu je, že jde o proudový bočník indukčního typu s přesně nastavitelným dělicím poměrem, pracující na rozdíl od proudového transformátoru za nulové nebo velmi malé indukce v magnetickém materiálu jádra a s libovolným tvarem měřeného střídavého proudu, a který má nejméně o řád až dva řády menší tepelné ztráty než rezistorový bočník. Výhodou je možnost přesného nastavení dělicího poměru a s použitím vhodných magnetických materiálů možnost měřit velké proudy až do frekvencí řádu desítek megahertzů při zachování nulového nebo nepatrného fázového posuvu do jednoho úhlového stupně mezi měřeným proudem a proudem procházejícím měřičem proudu a při zachování velké přesnosti a linearity měření v celém rozsahu měřeného proudu. To je výhodné zejména při měření v energetice i v technice měření vysokofrekvenčních proudů, například v technice radiofrekvenčních vysílačů.The main advantage of the current shunt according to the invention is that it is an induction-type current shunt with a precisely adjustable dividing ratio, working, unlike a current transformer, with zero or very small induction in the magnetic material of the core and with any shape of the measured alternating current, and which has at least an order up to two orders of magnitude less heat loss than a resistor shunt. The advantage is the ability to accurately set the dividing ratio and, with the use of suitable magnetic materials, the ability to measure large currents up to frequencies of the order of tens of megahertz while maintaining a zero or slight phase shift of up to one angular degree between the measured current and the current passing through the current meter and while maintaining high accuracy and linearity of the measurement in the entire range of the measured current. This is especially advantageous when measuring in the energy sector and in the technique of measuring high-frequency currents, for example in the technique of radio frequency transmitters.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 schematicky znázorňuje zapojení proudového bočníku indukčního typu s nastavitelným dělicím poměrem podle první varianty, a obr. 2 schematicky znázorňuje zapojení proudového bočníku indukčního typu s nastavitelným dělicím poměrem podle druhé varianty.The invention will be explained in more detail with the help of the drawing, in which Fig. 1 schematically shows the connection of an induction-type current shunt with an adjustable division ratio according to the first variant, and Fig. 2 schematically shows the connection of an induction-type current shunt with an adjustable division ratio according to the second variant.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention
Příklad 1Example 1
Proudový bočník (obr. 1) indukčního typu s nastavitelným dělicím poměrem obsahuje, se vstupní proudovou svorkou 7 spojený, proudový transformátor 1 s primárním vinutím 2 a dvěma sekundárními vinutími 3, 4, který je spojený s proudovým měřičem 5, a s nastavitelným rezistorem 6, přičemž proudový transformátor 1, proudový měřič 5 a nastavitelný rezistor 6 jsou spojeny s výstupní proudovou svorkou 8.The current shunt (Fig. 1) of the induction type with an adjustable dividing ratio contains, connected to the input current terminal 7, a current transformer 1 with a primary winding 2 and two secondary windings 3, 4, which is connected to a current meter 5, and to an adjustable resistor 6, while the current transformer 1, the current meter 5 and the adjustable resistor 6 are connected to the output current terminal 8.
Vstupní svorka 7 je spojena se vstupní svorkou 11 druhého sekundárního vinutí 4 stejného smyslu.The input terminal 7 is connected to the input terminal 11 of the second secondary winding 4 of the same sense.
Nastavitelný rezistor 6 je svým vstupním kontaktem spojen s výstupní svorkou 14 druhého sekundárního vinutí 4.The adjustable resistor 6 is connected to the output terminal 14 of the second secondary winding 4 through its input contact.
Vstupní svorka 7 je spojena se vstupní svorkou 9 primárního vinutí 2 stejného smyslu.The input terminal 7 is connected to the input terminal 9 of the primary winding 2 of the same sense.
Vstupní svorka 7 je spojena s výstupní svorkou 10 prvního sekundárního vinutí 3.The input terminal 7 is connected to the output terminal 10 of the first secondary winding 3.
Výstupní proudová svorka 8 je spojena s výstupní svorkou 12 primárního vinutí 2.The output current terminal 8 is connected to the output terminal 12 of the primary winding 2.
Výstupní proudová svorka 8 je spojena s proudovým měřičem 5 jeho výstupním kontaktem.The output current terminal 8 is connected to the current meter 5 by its output contact.
Proudový měřič 5 je svým vstupním kontaktem spojen se vstupní svorkou 13 prvního sekundárního vinutí 3 stejného smyslu.The current meter 5 is connected by its input contact to the input terminal 13 of the first secondary winding 3 of the same sense.
-3 CZ 309328 B6-3 CZ 309328 B6
Výstupní proudová svorka 8 je spojena s nastavitelným rezistorem 6 jeho výstupním kontaktem.The output current terminal 8 is connected to the adjustable resistor 6 through its output contact.
První sekundární vinutí 3 a druhé sekundární vinutí 4 mají stejný počet závitů.The first secondary winding 3 and the second secondary winding 4 have the same number of turns.
Nastavení dělicího poměru p umožňuje druhé sekundární vinutí 4 bočníku s počtem závitů n3 = n2, zapojené v opačném smyslu jako má první sekundární vinutí 3. V sérii s druhým sekundárním vinutím 4 je zařazen nastavitelný rezistor 6, který umožňuje přesné nastavení dělicího poměrup.The setting of the dividing ratio p enables the second secondary winding 4 of the shunt with the number of turns n3 = n2, connected in the opposite direction to that of the first secondary winding 3. An adjustable resistor 6 is included in series with the second secondary winding 4, which enables the precise setting of the dividing ratio up.
Přitom platí rovniceHere, the equation applies
UxL· 4- }UxL· 4- }
V 2$ J - za /V 2$ J - for /
A =¼ _A* kde je: Rp celkový odpor prvního sekundárního vinutí 3, včetně proudového měřiče 5,A =¼ _A* where: R p is the total resistance of the first secondary winding 3, including the current meter 5,
Ra celkový odpor druhého sekundárního vinutí 4, včetně nastavitelného rezistoru 6.R and the total resistance of the second secondary winding 4, including the adjustable resistor 6.
Základní dělicí poměr pt mezi primárním vinutím 2 a prvním sekundárním vinutí 3 se nastavuje na přibližně 80 % požadovaného dělicího poměru bočníku.The basic division ratio pt between the primary winding 2 and the first secondary winding 3 is set to about 80% of the desired shunt division ratio.
= 0,8 ρ·= 0.8 ρ·
Regulační rozmezí je poměrně široké a nastavitelný rezistor 6 má hodnotu řádově jednotek až desítek ohmů podle toho, jaké odpory jsou zařazeny v měřicí větvi prvního sekundárního vinutí 3. Přitom platí, že při zvětšování hodnoty rezistoru 6 v nastavovací větvi druhého sekundárního vinutí 4 se proud ve větvi prvního sekundárního vinutí 3 zvětšuje. Přitom proud v nastavovací větvi druhého sekundárního vinutí 4 bývá oproti proudu v měřicí větvi řádově menší, takže vinutí druhého sekundárního vinutí 4 má sice stejný počet závitů, ale může být provedeno vodičem o menším průměru.The regulation range is relatively wide and the adjustable resistor 6 has a value of the order of units to tens of ohms, depending on which resistances are included in the measuring branch of the first secondary winding 3. At the same time, when increasing the value of the resistor 6 in the adjusting branch of the second secondary winding 4, the current in branches of the first secondary winding 3 increases. At the same time, the current in the setting branch of the second secondary winding 4 is an order of magnitude smaller compared to the current in the measuring branch, so that the winding of the second secondary winding 4 has the same number of turns, but it can be made with a conductor of a smaller diameter.
Příklad 2Example 2
Proudový bočník (obr. 2) indukčního typu s nastavitelným dělicím poměrem obsahuje, se vstupní proudovou svorkou 7 spojený, proudový transformátor 1 s primárním vinutím 2 a dvěma sekundárními vinutími 3,4, který je spojený s proudovým měřičem 5, a s nastavitelným rezistorem 6, přičemž proudový transformátor 1, proudovým měřič 5 a nastavitelný rezistor 6 jsou spojeny s výstupní proudovou svorkou 8.The current shunt (Fig. 2) of the induction type with an adjustable dividing ratio contains, connected to the input current terminal 7, a current transformer 1 with a primary winding 2 and two secondary windings 3,4, which is connected to a current meter 5, and to an adjustable resistor 6, while the current transformer 1, the current meter 5 and the adjustable resistor 6 are connected to the output current terminal 8.
Vstupní svorka 7 je spojena se výstupní svorkou 15 druhého sekundárního vinutí 4 stejného smyslu.The input terminal 7 is connected to the output terminal 15 of the second secondary winding 4 of the same sense.
Nastavitelný rezistor 6 je svým vstupním kontaktem spojen se vstupní svorkou 16 druhého sekundárního vinutí 4.The adjustable resistor 6 is connected to the input terminal 16 of the second secondary winding 4 through its input contact.
Vstupní svorka 7 je spojena se vstupní svorkou 9 primárního vinutí 2 stejného smyslu.The input terminal 7 is connected to the input terminal 9 of the primary winding 2 of the same sense.
Vstupní svorka 7 je spojena s výstupní svorkou 10 prvního sekundárního vinutí 3.The input terminal 7 is connected to the output terminal 10 of the first secondary winding 3.
Výstupní proudová svorka 8 je spojena s výstupní svorkou 12 primárního vinutí 2.The output current terminal 8 is connected to the output terminal 12 of the primary winding 2.
-4CZ 309328 B6-4CZ 309328 B6
Výstupní proudová svorka 8 je spojena s proudovým měřičem 5 jeho výstupním kontaktem.The output current terminal 8 is connected to the current meter 5 by its output contact.
Proudový měřič 5 je svým vstupním kontaktem spojen se vstupní svorkou 13 prvního sekundárního vinutí 3 stejného smyslu.The current meter 5 is connected by its input contact to the input terminal 13 of the first secondary winding 3 of the same sense.
Výstupní proudová svorka 8 je spojena s nastavitelným rezistorem 6 jeho výstupním kontaktem.The output current terminal 8 is connected to the adjustable resistor 6 through its output contact.
Prvního sekundární vinutí 3 a druhé sekundární vinutí 4 mají stejný počet závitů.The first secondary winding 3 and the second secondary winding 4 have the same number of turns.
Nastavení dělicího poměru p umožňuje druhé sekundární vinutí 4 bočníku s počtem závitů n3 = n2, zapojené ve stejném smyslu jako má první sekundární vinutí 3. V sérii s druhým sekundárním vinutím 4 je zařazen nastavitelný rezistor 6, který umožňuje přesné nastavení dělicího poměru p. Pro toto zapojení platí následující rovnice:The setting of the dividing ratio p allows the second secondary winding 4 of the shunt with the number of turns n3 = n2, connected in the same sense as the first secondary winding 3. In series with the second secondary winding 4, an adjustable resistor 6 is included, which allows the precise setting of the dividing ratio p. For the following equation applies to this connection:
Λ =Λ =
Λ„ / __P_ _ 2 nΛ„ / __P_ _ 2 n
Λ ’ Z2p kde je: Rp celkový odpor prvního sekundárního vinutí 3, včetně proudového měřiče 5,Λ ' Z 2p where: R p is the total resistance of the first secondary winding 3, including the current meter 5,
Ra celkový odpor druhého sekundárního vinutí 4, včetně nastavitelného rezistoru 6.R and the total resistance of the second secondary winding 4, including the adjustable resistor 6.
Základní dělicí poměr pt mezi primárním vinutím 2 a prvním sekundárním vinutí 3 se nastavuje na přibližně 95 % požadovaného dělicího poměru bočníku.The basic division ratio p t between the primary winding 2 and the first secondary winding 3 is set to approximately 95% of the desired shunt division ratio.
AAND
Regulační rozmezí je poměrně široké a nastavitelný rezistor 6 má hodnotu řádově jednotek až desítek ohmů podle toho, jaké odpory jsou zařazeny v měřicí větvi prvního sekundárního vinutí 3. Přitom platí, že při zvětšování hodnoty rezistoru 6 v nastavovací větvi druhého sekundárního vinutí 4 se proud ve větvi prvního sekundárního vinutí 3 zvětšuje. Přitom proud v nastavovací větvi druhého sekundárního vinutí 4 bývá oproti proudu v měřicí větvi řádově menší, takže vinutí druhého sekundárního vinutí 4 má sice stejný počet závitů, ale může být provedeno vodičem o menším průměru.The regulation range is relatively wide and the adjustable resistor 6 has a value of the order of units to tens of ohms, depending on which resistances are included in the measuring branch of the first secondary winding 3. At the same time, when increasing the value of the resistor 6 in the adjusting branch of the second secondary winding 4, the current in branches of the first secondary winding 3 increases. At the same time, the current in the setting branch of the second secondary winding 4 is an order of magnitude smaller compared to the current in the measuring branch, so that the winding of the second secondary winding 4 has the same number of turns, but it can be made with a conductor of a smaller diameter.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Proudový bočník indukčního typu podle vynálezu lze využít při vývoji elektrických obvodů v průmyslových nebo školních laboratořích, v lehkých a těžkých měřicích laboratořích a zkušebnách, jako měřicího přístroje v energetice, nebo v některých konkrétních průmyslových aplikacích, např. jako měřicí součást bezdrátového napájecího systému pro elektromobily.The induction-type current shunt according to the invention can be used in the development of electrical circuits in industrial or school laboratories, in light and heavy measuring laboratories and test rooms, as a measuring device in the energy sector, or in some specific industrial applications, e.g. as a measuring component of a wireless power system for electric cars .
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-281A CZ2021281A3 (en) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Current shunt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2021-281A CZ2021281A3 (en) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Current shunt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ309328B6 true CZ309328B6 (en) | 2022-08-24 |
| CZ2021281A3 CZ2021281A3 (en) | 2022-08-24 |
Family
ID=82898696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2021-281A CZ2021281A3 (en) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Current shunt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2021281A3 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740303A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-05 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Controlling device for electric motor vehicle |
| JPS60136303A (en) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | Winding temperature measuring device |
| US4835463A (en) * | 1987-08-24 | 1989-05-30 | Metricom, Inc. | Wide dynamic range a.c. current sensor |
| US5223790A (en) * | 1991-05-10 | 1993-06-29 | Metricom, Inc. | Current sensor using current transformer with sintered primary |
| CZ306402B6 (en) * | 2016-01-25 | 2017-01-04 | Univerzita Hradec Králové | Induction type current shunt |
| CN209418293U (en) * | 2019-04-15 | 2019-09-20 | 浙江恩鸿电子有限公司 | A kind of high-precision open mutual inductor |
-
2021
- 2021-06-04 CZ CZ2021-281A patent/CZ2021281A3/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740303A (en) * | 1980-08-19 | 1982-03-05 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Controlling device for electric motor vehicle |
| JPS60136303A (en) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | Winding temperature measuring device |
| US4835463A (en) * | 1987-08-24 | 1989-05-30 | Metricom, Inc. | Wide dynamic range a.c. current sensor |
| US5223790A (en) * | 1991-05-10 | 1993-06-29 | Metricom, Inc. | Current sensor using current transformer with sintered primary |
| CZ306402B6 (en) * | 2016-01-25 | 2017-01-04 | Univerzita Hradec Králové | Induction type current shunt |
| CN209418293U (en) * | 2019-04-15 | 2019-09-20 | 浙江恩鸿电子有限公司 | A kind of high-precision open mutual inductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2021281A3 (en) | 2022-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2831164A (en) | Transformer apparatus | |
| JP2957206B2 (en) | Current sensor | |
| US2379716A (en) | Magnetic field gradient meter | |
| MacMartin et al. | A self-balancing direct current comparator for 20 000 amperes | |
| JPH1194508A (en) | Linear displacement measuring device | |
| CA2273376A1 (en) | Alternating current sensor | |
| CZ309328B6 (en) | Current shunt | |
| Shede et al. | Leakage current sensing techniques | |
| NO175394B (en) | Device for measuring current | |
| US3030573A (en) | Apparatus for measuring electric resistance or concentration of liquid | |
| CN113341193A (en) | Broadband alternating current shunt balanced type bridge measuring device and measuring method | |
| CZ306402B6 (en) | Induction type current shunt | |
| RU2192020C1 (en) | Device for verifying current transformers | |
| US3445753A (en) | Variable standard mutual inductance circuit with air core transformer and tap changing cascaded autotransformers | |
| CZ2021337A3 (en) | Cascade current shunt | |
| CN107037252B (en) | Electronic compensation type induction current divider | |
| Heumann | Magnetic potentiometer of high precision | |
| Lynch et al. | Measurement of eddy-current conductivity | |
| US3523247A (en) | Electrical resistance comparison device utilizing an inductive ratio standard | |
| RU109866U1 (en) | ROGOVSKY COIL | |
| CN119165428B (en) | A high-accuracy current ratio standard and implementation method thereof | |
| Souders | Transformer-like devices for high-accuracy AC current measurements | |
| US2132267A (en) | Heavy alternating-current measurement | |
| Raouf et al. | Fully automated inductance measuring system using new fabricated inductance box | |
| RU2191391C2 (en) | Current pickup |