專利名稱：交流電壓、電流通用互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測量交流電壓、電流數(shù)顯儀表的一個部件。更具體地說是供測定交流電壓、電流、單相、三相、有功功率、無功功率以及功率因素數(shù)顯儀表，變送器用的取樣部件。
目前，測試交流電壓、電流的數(shù)顯儀表的取樣部件，都采用矽鋼片制成的變壓器(互感器)，對測試電壓或電流不但不能通用，而且功耗大，重量重，體積大，產(chǎn)生漏磁干擾，噪聲干擾；并且測得的數(shù)值并不精確，以致工業(yè)上用的儀表只能達到1.5級或2.5級，對目前要求日益精密的高精度儀表具有一定的限制。
本實用新型的設(shè)計目的，擬提供種改進了的通用互感器，能克服上述缺點，從而制成一種可以通用測試電壓、電流功能，適用于電力測量，電量變送方面的測量數(shù)顯儀表和變送器。
本實用新型的技術(shù)要點，是供測試電壓、電流數(shù)顯儀表取樣專用的互感器的改進，儀表內(nèi)的移相電路，時分害乘去器，3
位A/D數(shù)字顯示器，滯遲比較器超欠限報警，I/V轉(zhuǎn)換器輸出標準信號等電路構(gòu)成的單相、三相、有功功率、無功功率以及功率因素電壓、電流測試儀表和變送器的這些部件，均同現(xiàn)有數(shù)顯儀表或變送器相似。
其主要的改進部分，系互感器結(jié)構(gòu)的突出改進。本實用新型采用鈹鏌合金材料制成一只互感器環(huán)形的圈芯，圈芯中央具有一孔，孔徑為4毫米，圈芯上纏繞朗級為1300-1800圈，次級也為1300-1800圈的線圈各一組。
當測量電流時，線圈圈芯中央穿入一根母線，然后將初級和次級線圈合并為一組或僅取兩組線圈中的一組為次級線圈，次級線圈輸出的電流信號經(jīng)運算放大器IC運算，并在線圈的一端和運算放大器IC之間并連一只500-3000歐姆的返回電阻Rf和一只O.01-0.033微法的補償電容C。輸出的采樣電壓信號進入移相電路和時分割乘法器，經(jīng)加法器輸入數(shù)字顯示器等顯示、報警部件。
當測量電壓時，在線圈圈芯上纏繞兩組互相絕緣隔離的兩組線圈，一組為初級線圈，另一組為次級線圈，信號經(jīng)R1和R2限流電阻產(chǎn)生毫安電流進入初級線圈，感應(yīng)次級形成恒流源后經(jīng)平衡電阻R3和R4進入運算放大器IC運算處理后，并在次級線圈的一端同運算放大器IC之間設(shè)一只500-3000返回電阻Rf和0.01-0.033微法補償電容C后，輸出采樣電壓信號進入時分割乘法器，加法器分別輸入顯示、報警等部件。
本實用新型的積極效果(1)、具有超小體積，較矽鋼片變壓器體積可縮小二分之一，漏磁少，無噪音，穩(wěn)定性好，鐵損低效率高，精度高等優(yōu)點；(2)、由于此種互感器，只要在輸入方式略加改動即可用一只互感器測量電壓或電流的兩種功能。


圖1--交流電壓、電流通用互感器的外形正視圖。
圖2--交流電壓、電流通用互感器的外形側(cè)視圖。
圖3--交流電壓、電流通用互感器的環(huán)形圈芯上纏繞的初、次級線圈。
圖4--交流電壓、電流通用互感器作電流測量時的電原理圖。
圖5--交流電壓、電流通用互感器作電壓測量時的電原理圖。
圖6--交流電壓、電流通用互感器在電壓、電流測量數(shù)顯儀表中的位置框圖。
以下結(jié)合附圖所示，用下列實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型所提供的交流電壓、電流通用互感器是測試電壓、電流數(shù)顯儀表和變送器用的一個取樣部件，儀表中的移相電路，時分割乘法器，加法器，A/D數(shù)字顯示器，滯遲比較器，V/I轉(zhuǎn)換器等電路均與現(xiàn)有儀表電路相似，故不贅述。
其主要的改進部分，系采用一種鈹鏌合金材料制成的環(huán)形圈芯(14)。其理由是采用鈹鏌合金同現(xiàn)有矽鋼片圈芯相比較，具有高磁通率和極小的漏磁性能。在環(huán)形圈芯(14)的中央有一個直徑為4毫米的小孔(13)。在環(huán)形圈芯(14)上繞制圈數(shù)均為1300-1800圈的兩組隔離線圈(15)、(16)，以成互感線圈，互感線圈的初級線圈(15)輸入二端(1)、(2)，次級線圈(16)輸出二端(3)、(4)。
如圖4所示，當用作電流測量時，在環(huán)形圈芯(14)中央4毫米的小孔(13)內(nèi)，插入一單根導(dǎo)線作母線(5)，再將環(huán)形圈芯(14)上的初級(15)和次級線圈(16)并合成一組或僅取其中一組作為次級線圈(16)，形成恒流源后，經(jīng)平衡電阻R3(6)、R4(7)，在運算放大器IC(10)運算，再在次級線圈(16)的一端(1)和運算放大器IC(10)輸出端(17)之間并連為形成測試言號而設(shè)置的一只500-3000歐姆返回電阻Rf(12)和一只0.01-0.033微法的補償電容(11)。
如圖5所示，當用作電壓測試時，在環(huán)形圈芯(14)上纏繞兩組各為1300-1800圈互相隔離的線圈(15)(16)，一組為初級線圈(15)，另一組為次級線圈(16)。測試電流先經(jīng)限流電阻R1(9)和R2(8)，進入初級(1)、(2)，感應(yīng)次級線圈(3)、(4)形成恒流源后，恒流源經(jīng)平衡電阻R3(6)、R4(7)獲得電壓信號進入運算放大器IC(10)運算，再在次級線圈的一端(3)同運算放大器IC(10)之間設(shè)置一只500-3000歐姆的返回電阻Rf(12)和一只0.01-0.033微法的補償電容C(11)。
當測試電流時，母線(5)中經(jīng)過0-5安培交流電壓對，互感器次級線圈(16)即形成一恒流源，在運算放大器IC(10)的運作下，調(diào)節(jié)返回電阻Rf(12)值的大小，即或獲得需要的輸出電壓，這樣就將初級(母線)(5)的大電流言號，變成與之相對應(yīng)的高精度電壓信號，輸出供以下其它電路進行監(jiān)控。當測試電壓時，兩組互相隔離的初級線圈(15)和次級線圈(16)，當輸入0-500伏電壓時，先經(jīng)限流電阻R1(9)和R2(8)限流而產(chǎn)生毫安級電流，再進入初級線圈(15)，感應(yīng)次級線圈(16)，經(jīng)平衡電阻R3(6)、R4(7)形成一恒流原，在運算放大器IC(10)的作用下，調(diào)節(jié)返回電阻Rf(12)獲得需要的輸出電壓，這樣就可將初級線圈(15)高電壓信號，變成與初級線圈(15)相隔離而又相對應(yīng)的高精度電壓信號以便監(jiān)控。
當測度相電壓和相電流時，也將通過上述互感器輸出的電壓和電流二路電壓采樣信號進入其它電路進行測試與監(jiān)控。
采用本實用新型的交流電壓、電流互感器這一重要部件，可以構(gòu)成全系列工業(yè)數(shù)顯儀表，如交流電壓、電流、單相、三相有功、無功功率、單相、三相功率因素等各種儀表。如果將此種互感器構(gòu)成電量變送器，具有測量精度高、體積小、便于模塊化等優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種交流電壓、電流通用互感器，連接移相電路，時分割乘法器，加法器，然后進入A/D數(shù)字顯示器，滯遲比較器，V/I轉(zhuǎn)換器等電路組成測試電壓、電流用的數(shù)顯儀表或變送器，其特征在于測試采用鈹鏌合金材料的互感器同型號為OP07集成塊作為運算放大器IC所構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的交流電壓、電流通用互感器，其特征是鈹鏌合金材料制成的互感器圈芯呈環(huán)形，圈芯中央具一孔，圈芯上纏繞均為1300-1800圈的初級線圈和次級線圈各一組，圈芯中央的孔內(nèi)置一根母線所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1、2所述的交流電壓、電流通用互感器，其特征是互感器同運算放大器IC之間用平衡電阻R3、R4連接，并在次級線圈的一端同運算放大器IC輸出端之間并連設(shè)置一只返回電阻Rf和一只補償電容C所構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1、3所述的交流電壓、電流通用互感器，其特征是返回電阻Rf為500-3000歐姆，補償電容C為0.01-0.033微法所構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1、2所述的交流電壓、電流通用互感器，其特征是測試電壓時，在互感器初級線圈輸入二端前各設(shè)置一只R1和R2限流電阻。
6.如權(quán)利要求1、2所述的交流電壓、電流通用互感器，其特征是測試電流時，圈芯中央孔內(nèi)插入一根母線，初、次級線圈可并合成一組或又取初、次兩組線圈中的一組所構(gòu)成。
專利摘要本實用新型所提供的交流電壓、電流互感器,屬于測試電壓、電流以及其它相關(guān)功能數(shù)顯儀表或變送器中的一個改進了的重要部件。此種互感器采用鈹鏌合金材料制成互感器的圈芯,替代原有互感器矽鋼片變壓器(互感器),利用此種互感器制成的數(shù)顯儀表,對測試電壓、電流可以互相通用,故具有體積小、精度高、漏磁少、穩(wěn)定性強等優(yōu)點。
文檔編號G01R15/00GK2329002SQ98226800
公開日1999年7月14日 申請日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月13日
發(fā)明者王曉平 申請人:王曉平