Analiza metod samorównoważenia magnetycznego komparatora prądu przemiennego

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 1989

Seria: ELEKTRYKA z . 108 Nr kol. 9*»7

Jerzy AUGUSTYN

ANALIZA METOD SAMORÓWNOWAŹENIA MAGNETYCZNEGO KOMPARATORA PRĄDU PRZEMIENNEGO

Streszczenie. Przedstawiono analizę porównawcza metod samorówno—

ważenia magnetycznego komparatora prądu w układach do wyznaczania błędów przekładników prądowych. Przeanalizowano komparatory z detek- ktorem strumienia magnetycznego oraz siły magnetomotorycznej w ukła­

dach: z kompensacją różnicy sił magnetomotorycznych, z kompensacją prądu oraz różnicowym prądowym Hohlego. Jako kryterium porównania przyjęto błąd samorównoważenia oraz impedancję wejściową obwodu prądu wtórnego komparatora. Wskazano wspólne źródła błędu samorówno­

ważenia porównywanych układów. Przedstawiono wnioski dotyczące moż­

liwości zastosowania analizowanych metod w układach do wyznaczania błędów przekła|dników prądowych.

1. Wprowadzenie

Magnetyczny komparator prądu (MKP) jako wzorzec stosunku dwóch prądów

6 7

o błędach własnych rzędu 10~ ...10“ znalazł zastosowanie m.in. w ukła­

dach do wzorcowania przekładników prądowych [3^{][**3 [}7] f8j. Poszczególne rozwiązania stosowane w tych układach różnią się szczegółami budowy Komparatora, sposobem kompensacji błędu badanego przekładnika, Przekład­

nia MKP jest zawsze równa nominalnej przekładni badanego przekładnika prądowego (PP). W wyniku przepływu przez uzwojenia porównawcze komparato­

ra (N1 i N g ) prądów porównawczych I ( i Ij w magnetowodzie detekcyjnym 1 otoczonym ekranem magnetycznym 2 powstaje strumień magnetyczny proporcjo­

nalny do różnicy sił magnetomotorycznych (SMM) wytworzonych przez te prądy (tablica 1). V celu skompensowania tej SMM należy wymusić w uzwo­

jeniu kompensacyjnym N^ (lub w jednym z uzwojeń porównawczych) prąd 1^

o takiej wartości, aby napięcie indukające się w uzwojeniu detekcyjnym N^

było równe zero. Spełniona jest wtedy zależność:

gdzie K,1, Kt2 , N k oznaczają liczby zwojów uzwojeń prądów I1 , I2 , 1^.

Prąd I jest wtedy miarą błędu badanego przekładnika.

Zastosowanie magnetycznego komparatora prądu w zautomatyzowanych sta­

nowiskach do wyznaczania błędów przekładników prądowych wymaga zautomaty­

zowania procesu równoważenia komparatora. Spotykane rozwiązania układów aamorównoważania są przedstawione w sposób opisowy.

( 1 . 1 )

T a b l i c a 1

Sc h em at y ideowe układów samorównoważenia MKP

A n a l i z a m e t o d s a m o r ó w n o w a ż e n i a .. 39

Różne są również metody lob analizy. Uniemożliwia to porównanie tych ukła­

dów ze względu na wartości podstawowych parametrów, różnych w zależności od przyjętej metody analizy. W artykule dokonano jednolitej analizy moż­

liwości rozwiązali układów samorównoważenia oraz porównania icb właściwości metrologicznych.

2. Kryteria klasyfikacji układów samorównoważenia komparatora

G łó wn e kryterium podziału układów samorównoważenia na układy samorówno- ważące © oraz $ wynika z zasady działania detektora w komparatorach.

Detektory strumienia $ oraz siły magnetomotorycznej 0 mogą być zasto­

sowane w komparatorach pracujących w trzech podstawowych układach:

- kompensacji różnicy sił magnetomotorycznych © k , - kompensacji prądu 1^,

- różnicowym prądowym Hohlego.

Podział ten stanowi drugie kryterium klasyfikacji komparatorów z saraorów- noważeniem.

Ze względu na zasadę działania detektora siły magnetomotorycznej 9 komparatory z takim detektorem są komparatorami samorównoważącymi się — różnica polega na sposobie połączenia obwodu wymuszającego kompensującą siłę magnetomotoryczną 0^.

tf przypadku komparatora z detektorem <|s realizacja samorównoważenia wymaga przetworzenia strumienia magnetycznego poprzez napięcie indukujące się w uzwojeniu detekcyjnym na prąd wymuszający osiągnięcie stanu kompen­

sacji strumieni. Dlatego układy samorównoważenia muszą zawierać elementy aktywne. W tablicy 1 zebrano w sposób uporządkowany wg obu kryteriów ukła­

dy samorównoważącycb się komparatorów. Tablica zawiera najprostsze układy, ilustrujące zasadę działania — icb realizacja może być bardziej złożona (układy rozbudowane).

Porównanie poszczególnych układów wymaga jednolitej ich analizy.

Jako podstawowe kryterium porównania przyjęto wprowadzony w pracy błąd samorównoważenia zdefiniowany jako różnica prądu kompensujące­

go Ik płynącego w obwodzie samorównoważenia komparatora i prądu 1 ^ wynikającego z równania kompensacji SMM w komparatorze (1.1 ) , odniesiona do prądu

I, X,km

(

2 . 1

)

Ik I,km ^t

gdzie

(

2

.

2

)

¥ układach do wyznaczania błędów przekładników prądowych istotnym za­

gadnieniem jest wartość impedancji obciążenia wprowadzanej do obwodu wtórnego przekładnika przez komparator. Dlatego pomocniczym kryterium porównania jest impedanc ja wejściowa zw o 2 ot>wodu prądu wtórnego X2 komparatora. Minimalizacja tej impedancji jest odrębnym zagadnieniem omówionym m.in. w pracach [i], •

Dla uproszczenia rozważań założono zerowe wartości strumieni rozpro­

szeń i prądów admitancy jnyeH* w komparatorze.

3. Układy MKP z detektorem strumienia magnetycznego

Satnorównoważenie M K P z detektorem <]) realizuje się poprzez wprowadze­

nie wzmacniacza napięciowego o dużym współczynniku wzmocnienia k, wy­

muszającego w odpowiednim uzwojeniu komparatora przepływ prądu zapewnia­

jący skompensowanie różnicy strumieni w magnetowodzie detekcyjnym. Sygna­

łem podawanym na wejście wzmacniacza jest napięcie na uzwojeniu detekcyj­

nym komparatora. Dla uproszczenia analizy przyjęto, że impedancja wejścio­

wa wzmacniacza Jest nieskończenie wielka, natomiast jego impedancję wyjś­

ciową włączono do rezystancji R^ uzwojenia kompensacyjnego. Przez R^

oznaczono sumę rezystancji uzwojenia kompensacyjnego R^ oraz rezystan­

cji wejściowej miernika prądu 1^.

3.1. Układ Mili ja niĆa

Układ samorównoważenią MKP oznaczony w tablicy 1 przez @ został opisany w pracy i] przez Milijani£a, ObradowiĆa i Spirondowica. V swo­

jej pierwotnej wiersji był to komparator bez ekranu magnetycznego - wpro­

wadzenie ekranu nie zmienia istotnych cech układu saraorównoważenia.

Wzmacniacz napięcia wymusza prąd kompensujący w uzwojeniu kompensacyj­

nym połączonym z masą komparatora. Obwód saraorównoważenia może być galwa­

nicznie oddzielony od pozostałych uzwojeń komparatora. Wypadkowy wartość strumienia magnetycznego w magnetowodzie detekcyjnym 1 i ekranie magne­

tycznym 2 opisują zależności:

(3.1 )

(3.2)

Obwody prądów 1^, 1^, 1^ opisują równania napięć:

TT, = 1,1», ♦ j W N , ($, + $,) (3.3)

A n a l i z a m e t o d s a m o r ó w n o w a ż e n i a t U1

V2 = :r2H 2 - j«»N2 (4, + $ 2 ) (3 .4 )

J « Nk $1 = \ K ~ k ju,nd *i- (3.5)

Błąd badanego przekładnika prądowego 6° jest r ó w n y :

n2 n2

N. I2 “ X 1 N. I 2 " I 1

6° - _J_________ ~ _J__________________________ (_ ,r\

p i, n2 (3'6J

Ń 7 X2

Po podstawieniu zależności ( 3 . 0 do (3.5) i uwzględnieniu (3.6) otrzymano prąd kompensujący równy:

A , R* + jO)(Nk + k Nd ) N k A 1

oraz na podstawie zależności (2*1) błąd samorównoważenia:

A?k = - /--- 7--- T— (3.8)

R k + jU)(Nk + k Np) Nk A ,

Impedancję wejściową ^!KP od strony uzwojenia prądu I2 wyznaczono z za­

leżności ( 3 . 0 , stąd:

Zwe2 = = R2 + J -^2 ~ ^ I k A , ) . (3.9)

Impedancja wejściowa komparatora bez układów samorównoważenią jest rów­

na [i]:

Z.e2 = «2 + K ¿ “ 4 A > ' (3-10)

Układ samorównoważenia nie wpływa więc na »Jartość impedancji wejściowej MKP, co wynika z porównania zależności (3.9) i (3.10 ) (składnik

¿p j W l ^ A , S 0).

3.2. Układ Calverta

Układ samorównoważenia oznaczony w tablicy 1 przez © został opisa­

ny przez Calverta i Mildwatera w pracy [ó]. Zastosowano go do samorówno­

ważenia tranaformatorowego mostka impedanoyjnego.

Wzmacniacz napięcia wymusza prąd kompensujący w uzwojeniu prądu I2 komparatora. Uzwojenie kompensacyjne nie .jest wymagane. Wypadkową war­

tość strumienia magnetycznego w magnetowodzie detekcyjnym 1 i ekranie magnetycznym 2 opisują zależności:

$ = (»,1, - N2I2 - N2Ik ) A , (3.11)

$ 2 = (*,1, - N.,1^ - N2Ife) A;,. (3.12)

Z kolei obwody prądów I 1, I2 i 1^ opisują równpnia napięć:

U, = I 1R 1 + j t ó H ^ f , + $ 2 ) (3.13)

C 2 * X 2R 2 + " ¿ W N 2 ($1 + $ 2 5 (3.14)

°2 * " IkRk + J W k ND $ 1 ' (3.15)

Po podstawieniu ( 3 . H ) i (3.12) do (3.14) i (3.15) otrzymano prąd Ifc r ó w n y :

T = _I R2 * jg [ J ^ < A , ^ Np R2Al] (3>16) k 2

*2

+ R£ + jtttfjiA, + A 2) + j«k Nd N2 A 1 '

Błąd samorównoważenią układu jest równy:

o ¿ ? (r2 + Rk) “ r 2

I k ’ [ R a + r £ + J w N ^ A , + A > } + J W k ND N2 A ] ' 3 ' 1 ? )

Z zależności (315) wyznaczono impedancję wejściową komparatora od strony uzwojenia prądu I.,:

- i » # * , • v 6 i 6 it ■ <3- ’8) Dla <5°k « 1 zależność (3.1 8) upraszcza się do postaci:

Zw.2 = R2* (3-19)

Z zależności (3.10) został wyeliminowany składnik związany z napięciem na impedancji ekranu magnetycznego.

A n a l i z a m e t o d s a m o r ó w n o w a ż e n l a . ., 4 3

sonsa w

3.3. Układ Petersonsa

Układ MKP oznaczony w tablicy 1 przez © został opisany przez Peter- lsa w pracy [12J 1 był wykorzystywany jako wzorcowy przekładnlk do zmiany zakresów pomiarowych mostka impedancyJnego.

¥ układzie tym ekran magnetyczny wraz z uzwojeniami porównawczymi N 1 1 Nj pełni funkcję wzorcowego przekładnika prądowego. Błędy tego przekład- nika są elektronicznie kompensowane przez wymuszenie w obwodzie prądu I_

dodatkowego prądu 1^, t zapewniającego odtworzenie stosunku prądów wyni­

kającego z przekładni zwojowej komparatora.

Połączenie następujących podzespołów: komparator bez ekranu magnetycz­

nego - ekran magnetyczny z uzwojeniami porównawczymi - wzmacniacz napię­

cia tworzy łącznie wzorcowy przekładnlk prądowy zastosowany do wyznacze­

nia błędów przekładnika badanego w układzie różnicowym Hohlego. Wypadkową wartość strumienia magnetycznego w magnetowodzle detekcyjnym 1 i ekranie magnetycznym 2 opisują zależności:

i3.20)

( 3 . 2 1 )

( 3.24) (3.22 )

(3.23)

(3.25)

(r2 + j w n| A g ) [Rj, + Rk + jżl (fcND + N2 )N2 Ai] +

+ (r2 + jw n2 A¡>) n d + n2 ) n-jA J

(3^.2 6⁾

Błąd samorównoważenią MKP w układzie Petersonsa opisuje zależność:

< * ? • 1 ) » 2 N P 3C * 'et ' " h.

*2 + *k + ^ N 2 A 2

° Jk = ~

■ < ; K - W K • | ; » - ”> M

( 3 . 2 7 )

Analogicznie do poprzednio analizowanych układów wyznaczono impedancję wejściową MKP od strony uzwojeó prądu 1^:

Zwe2 = RN 5 P (1 + 5 i k ^ (3‘28)

Dla <5° « 1 zależność ta upraszaza się!

Ik

Z.we2 “ ' S i 5®. (3,29)

Impedancja wejściowa komparatora jest funkcją rezystancji wspólnej R^

oraz błędu badanego przekladnika. ¥ przypadku zastąpienia jej przetworni­

kiem i/U raożna uzyskać pomijalnie małe wartości impedancji wejściowej komparatora przy zachowaniu dostatecznie dużej czułości pomiaru prądu 1^.

4. Układy MKP z detektorem siły magnetomotorycznej

U .1. Układ ze zwartym uzwojeniem kompensacyjnym

¥ układzie oznaczonym w tablicy 1 przez © uzwojenie kompensacyjne Jest zwarte przez impedancję wejściową miernika prądu R^. Obwód samorów- noważenia może być galwanicznie oddzielony od pozostałych uzwojeń kompara­

tora. Wypadkową wartość strumienia magnetycznego w magnetowodzie detekcyj­

nym 1 i ekranie magnetycznym 2 opisują zależności ( 3 . 0 i (3.2), natomiast obwody prądów I 1 i I 2 zależności (3.3) i (3.**).

Obwód prądu kompensującego 1^ opisuje równanie napięć:

= xk K (1(*1)

gdzie = 1^ + Rjj.

Po przekształceniach zależności (3•1), (3.2), (j.k) i (9.1) prąd 1^

jest równy :

Błąd samorównoważenia MKP opisuje zależność:

6Xk « - " 7— - "J a * R^ * J W K j A ,

natomiast impedancję wejściową komparatora od strony uzwojenia prądu Ig analogicznie do komparatora w układzie Milijanica zależność (3.9).

Ze względu na stosunkowo duże wartości 6°^ układy takie były jedynie sporadycznie stosowane jako detektory stanu kompensacji SMM komparatora w układzie mostka impedancyjnego opisanego w pracy ^5j przez Budnicką i Novika i w układzie do wzorcowania watomierzy Moora i Ayukawy [10].

b .2, Układ ze zbocznikowanym uzwojeniem

U z w o j e n i e prądu MKP, w układzie oznaczonym przez @ w tablicy 1, jest z b o c z n i k o w a n e u z w o j e n i e m kompensacyjnym. Możliwe są dwa warianty tego układu:

- wariant A: b o c z n i k u j ą c e uzwojenie kompensacyjne obejmujące magnetowód detekcyjny i ekran magnetyczny liczy dwukrotnie więcej zwo­

jów niż uzwojenie prądu I^t

- waria n t B: l iczba zwojów bocznikującego uzwojenia kompensacyjnego nawi­

niętego na magnetowodzie detekcyjnym jest dwukrotnie większa niż liczba zwojów uzwojenia prądu I^, natomiast na ekranie magnetycznym oba uzwojenia: kompensacyjne i prądu są takie same.

Wypadkową wartość strumienia magnetycznego w magnetowodzie detekcyjnym 1 i ekranie magnetycznym 2 opisują zależności:

$, = (n1i1 - n2i2 - N 2Ik ) A , ; Oł.if)

wariant A:

t 2 = (n,i, - n2i2 - N2ik ) A 2 , 0>-5)

wariant B:

$ 2 = (11,1, - N2I2 ) A 2

Obwody prądów X,, Ig i Ife opisują zależności:

U, = I, R, + j “ N, ($, +$.,), (>*.7)

U 2 = I2R2 - 1 ^ - j«*»N2 (#, + $ 2 )t ('*.8)

A n a l i z a m e t o d s a m o r ć w n o w a ż e n i ą ... I15

wariant A:

U2 = I kR^ - 2 Jo>N2 ( # , + ^ 2 ) , ( 4 . 9 )

wariant B:

U 2 = " 2 J<0N2 $1 " •Jtt)N2 $ 2 ’ i*. 10)

Na podstawia powyższych zależności otrzymano prąd równy:

- dla wariantu A:

- r2 + 6 ° j w n| ( A 1 + A g )

T T 2 P “ 2 1 2 (K . . \

k 2 R„ + R^ + j ^ N ^ A , + A jj) ’ 2

- dla wariantu B:

- R + 6° J W N ? A . ,,

i = . x 2 ■ ■ f— 4 - r - u *12)

*2 + K * JałN2 ^ 1

oraz błąd samorównoważenia:

- dla wariantu A:

ro

K

(R2__

+<> +

R2____________

Ik 5P [R2 + K + JWN2( A + A*)] '

- dla wariantu B:

lo <5p (Rą + Rk ) + R2____

Ik = " ¿° (R2 ♦ r; ♦ J W N ^ A , ) ' lk‘'k)

Dla obu wariantów układu wyznaczono także impedancję wejściową komparato­

ra Zw e 2 , równą:

- dla wariantu A:

\ . z - * 2 [< ' K U . ¿ ; k > ] - J « ^ ( A , . v i ; 4 i w <*•” >

- dla wariantu B:

*..* - ■>* [> . i; c * * » i - 4?k A,).

( 4 . 1 6 )

A n a l i z a m e t o d s a m o r ó w n o w a ż ę n l a ..

Dla 1 lmpedanoja wejściowa redukuje się do »artości:

- d l a wariantu A:

Zwe2 = ®2' (**.17)

- dla wariantu B:

Zwa2 = R 2 +<SP J W N 2 A 2* (ł*-18)

Przedstawiony układ nie jest znany z literatury. Nawinięoie uzwojenia prądu kompensującego na ekranie magnetycznym jest źródłem dodatkowego błędu komparatora.

4 . 3 . U k ł a d B r a u n a

Układ oznaczony w tablicy 1 przez (5) został opisany przez Brauna w pracy

w.

Uzwojenie kompensacyjne nawinięte na magnetowodzie detekcyjnym jest połączone równolegle z uzwojeniem prądu Ig nawiniętym na ekranie magne­

tycznym 1 zbocznikowane rezystancją wejściową miernika prądu 1^. Wypad­

kową wartość strumienia magnetycznego w magnetowodzie detekcyjnym 1 i ekranie magnetycznym 2 opisują zaleZnością (3.20), (3.21 ), natomiast obwo­

dy prądów 1^, Ig - zależności (3.22) i (3.83).

Z kolei obwody prądów Ik oraz Ik :

Ug = I ' R,, - j « N g

( 4 . 1 9 )

U 2 = - Ik Rjj. (4.20)

Na podstawie zależności (3.20), (3.21 )■, (3.23), (4.19) i (4.20) prąd Ik Jest r ó w n y :

*k = - *2

R g R k + <$ g [ R k J O » N g ( A 1 -t Ą g ) ł ( R g + J ę » H ^ A g ) j c J l ^

( R g + j O N l A g K U j j + R k + j c o N a ^ - i 5 + Rk ( R N +

Wartość błędu samorównoważenia opisuje zależność:

5° „ (5P - 1) R2 R k p R 2 + R^ ł J ^ N ^ A g

¿ O _____________ “ g ł ł , (4.22)

Ik

i l (Rjj . „ « J A , . R i ,

Rg + R^ + ^ 2

natomiast lopedanoja wejściowa komparatora od strony prądu I2 Jest rów- n a :

Zw.2 = (1 + 6 V i1*.23)

analogicznie do układu Petersonaa.

5. Porównanie układów samorównowaZenia MKP

Po uwzględnieniu zakresu zmienności parametrów magnetycznych kompara­

torów prądu w granicach realnie spotykanych konstrukcji dokonano uprosz­

czeń w Zależnościach opisujących błąd samorównowaZenla układów opisanych w punktach 3 1 4 . Uproszczone zaleZnoścl opisujące błąd samorównowaZenia oraz impedancję wejściową analizowanych układów samorównowaZenia zebrano w tablicy 2.

Analizowane układy samorównowaZenia moZna podzielić na dwie grupy. V układach © oraz (5) w wyraZeniu opisującym błąd samorównowaZenia nie występuje względny błąd 5° badanego przekładnika - błąd przekładnika prądowego mierzy się więc ze stałym błędem względnym. V pozostałych ukła­

dach w mianowniku wyrażenia opisującego błąd samorównowaZenia występuje względny błąd <5° badanego przekładnika; oznacza to pomiar błędu prze­

kładnika ze stałym błędem bezwzględnym.

NiezaleZnie od typu detektora źródłem błędu samorównowaZenia jest re­

zystancja obwodu prądu kompensującego złoZona z rezystancji uzwojenia kompensacyjnego R^, rezystancji wejściow j miernika prądu R^., a ponad­

to w układach @ i z rezystancji Rg uzwojenia prądu I,. Możli­

wości zmniejszenia rezystancji obwodu prądu kompensującego przez wykonanie uzwojeń przewodem o możliwie dużej średnicy są ograniczone ze względów konstrukcyjnych. W układach z detektorem strumienia, w celu zminimalizowa­

nia tego błędu dąZy się więc do maksymalizacji wypadkowego współczynnika wzmocnienia napięciowego, charakteryzowanego przez iloczyn k— .

N ry

Z m n i e j s z e n i e b ł ę d u s a m or ów no w aZ en ia , zw ła s zc za w u k ł a da ch Q ) , i (6), można r ó w n i e ż u z y sk ać p rzez z wi ęk s z e n i e p r z e k ro ju p o p rz e cz ne go e k ranu m a g n e t y c z n e g o (współc zy nn ik w). ¥ u k ł a d a c h ora z @ i stnieje ponadto m o ż l i w o ś ć z m n ie j sz en ia b ł ęd u s a m o r ó w n o w a Z e n i a przez z wi ęk s z e n i e liczby zwojów uz wo je n ia k o m p e n s a c y j n e g o (nie za le ż ni e od liczby z w oj ów u z w o ­ jeń p o ró wn awczych). P owoduje to jednak z w i ę k s z e n i e r e z y s t a n c j i R^ w s k u ­ tek z w ię ks z en ia dług o śc i u zwojenia.

Spoś ró d komparatorów z detektorem strumienia magnetycznego jedynie układy O oraz d> zapewniają dostatecznie małą wartość tego b łę du samo- równoważenia, przy ozym w układzie (T) wartość tego błędu jest stała, n i e z a ­

leżnie od wartości błędu badanego przekładnika.

A n a l i z a m e t o d s a m o r ó w n o w a ż e n i a . .. 49

Tablica 2

Uproszczone zależności opisujące błąd samorównoważenia ó° oraz impedan- cję wejściową Z 2 analizowanych układów samorównoważenia MKP

U k ła d Z w e 2

0 ^h)2 \N ^J J-nIUJJj + ^K k ^2j a 2 + ^ P ^ 2 2

0 a2 B 2

*1 i«i£|-A j(i + W + k ^2) 0 a2 ^

«N ^P

© ("A* K ... a 2 + 5 ^p jto A 2 W ⁾ jun^iaj

0 _{S ° T} J^N fl2 *|A A | (i + w j R 2

0 _SI jw H N 2 ^| A tJ H 2 + ^ p •Ju ) * * 2 2

0 _S°P (ju.^IA a2 H k J)2 w « n *?

U k ł a d © z a p e w n i a n a j m n i e j s z ą w a r t o ś ć <S°k dla d u ż y c h w a r t o ś c i m o d u ł u b łę du b a d a n e g o p r z e kł ad ni k a (rzędu lO” ® ... 10- 3 ). Dla p r z e k ł a d n i k ó w o m n i e j s z y c h b ł ę d a c h k o r z y s t n i e j s z y s ta je się u kład © .

W a r t o ś c i b ł ę d ó w s a m o r ó w n o w a ż e n i a u k ł a d ó w z d e t e k t o r e m siły raagnetbnicto—

r y c z ne j są w i ę k s z e od o d p o w i a d a j ą c y c h im ukł a dó w z d e t e k t o r e m s trumienia N

o c z y n ni k (i + P ra kt y c z n e w y k o r z y s t a n i e tego typu u k ł ad ó w do w y z n a - N}

czania b ł ę d ó w pr z ek ł a d n i k ó w p r ą d o w yc h (z w y j ą t k i e m u kł ad u (§) , który moż e b y ć s t o s ow an y dla K \ ^ 1 0 " 3 ) w y m a g a za st o s o w a n i a u k ł a d ó w a k t y w n y c h m i n i ­ m a l i z u j ą c y c h r e z y s t a n c j ę o b w o d u prądu ko mp en s uj ąc eg o .

W u k ł a d a c h © oraz © obwód s a m o r ó w n o w a ż e n i a m i n i m a l i z u j e r ó w n i e ż i m p e d a n c j ę ZW02 do w a r t o ś c i Rjj 5°. Jest ona w y s t a r c z a j ą c o mała dla w i ę k s z o ś c i typowych zast os o wa ń. V po z os t a ł y c h ukł ad ac h w c e l u z m i n i m a l i z o ­ w an ia i mpedancji w e j ś c i o w e j należy z a s t o s o w a ć d o d a t k o w e układy, np. o p i s a ­

ne w pracach f3^ .

I.TTERATURA

fil Augustyn J. : Wybrane metody minimalizacji impedancji wejściowej magne­

tycznego komparatora prądu przemiennego w układzie wzorcowania prze­

kładników prądowych. Materiały konferencyjne XVII MKM—84, t.1, Poz­

nań 1984.

[~2j Augustyn J. : Metody samorównoważenia magnetycznego komparatora prądu przemiennego. Materiały konferencyjne XVIII MKM-85, Zielona Góra 1985.

[3] Augustyn J.; Miłek M . , Pająk K . : The measuring position for evaluate current transformer errors by means current comparator to help micro­

processor. Materiały konferencyjne EMISCON'S?, t.2, Gottvaldov 1987.

[k] Braun A . : Determination of current transformer errors at primary cur­

rant up to 100 000 A. IEEE Trans, on Instr. and Meas., IM-26, nr 3, 1977.

^5^ Budniekaja E.A., Novlk A.I.: 0 swojstwacb transformstornoj clepi a korotko zamknutym komparatorom tokow. Awtomietrla, nr 4, 1969.

Calvert R . , Mildwater J . : Self-balancing transformer ratio arm bridge.

Electronic Engineering, EE-108, nr 12, 1963.

[7] Kusters N.L. , Moore W.J . M . : Tbe compensated current comparator; a new reference standard for current transformer calibration in industry.

IEEE Trans, on Instr, and Meas., IM-13, or 3, 1964.

[

8

]

Kwiczała J . , Miłek M .

:

Magnetyczny komparator prądów przemiennych w układzie wzorcowania przekładników prądowych. Wiadomości Elektrotech­

niczne, nr 19-20, 1 9 8 1^.

£9] Miłek M . : Magnetyczne komparatory prądowe - konstrukcja, technologia, zastosowanie. Zeszyty Naukowe Pol. Śląskiej; Elektryka 90, Gliwice 1984.

[loj Moore W. J.M. , Ayukawa K. : A current comparator bridge for power measurement. IEEE Trans, on Instr. and Meas., IM-25, nr 4, 1976.

Analiza m et od s a m o r ó w n o w a ż e n i a . ..

51

£l ij Obradowic X., MilijaniX., Spirondowic S.: Prüfung von Stromvandler mittels eines ätromkomparators und eines elektrischen Hilfssystems ETZ—A, nr 19, 1957.

£12] Petersons 0.: A self-balancing curirent comparator. IEEE Trans, on Xnstr. and Meas., IM-15, nr 1-2T, 1966.

Recenzent: Doc. dr bab. inZ. Marian Milek

Wpłynęło do Redakcji 15 września 1987 r.

AHAJIH3 METOflOB, ABTOMAIKHECKOrO yPABH0C3EniHBAHHH IŁATHHTHOrO KCMIIABäTOEä. TOKA

P e 3 k> u e

Æ a e i c H c p aBHHTeAbHitó aHajin3 MeioflOB a a T o n a T H ^ e o K o r o ’ y p a H O B e m H B a H M ua-

r H H T H o r o K O M n a p a T o p a Toica b chcteMajc ajib onpeAejieHHH norpenraocTeg T p a H C $ o p - M a i o p o B T O K a , CflejiaH aitajina KOMEjapaiopoB c A e i e K T o p o u itarraTHoro n o i o x a h M a r n e T O A B H s y ą o g chał: b c n e M a x : c KOMneHcaięieg p a 3 H 0CTH M a r H e T O A B H * y ą H X cujiyc K O M n e H o a n n e g T O K a a Taioce flH$$epeHipiaJibHofi t o k o b o B no X o x y . B xaneoT-, ae icpHiepna c p a B H B H H Ä n p a H H T a o m n Ö K a a a i o u a T H n e c K o r o ypasHOBeraHBaHHH a Tajcxe B X O Ä H o e conpoiHBJieHue n e n n B T o p a n H o r o i o x a K o w n a p a T o p a . y x a 3a H H C O B M e C T H H e H C T O n H H K H OIHHSkh a B T O M S T H n e O K O r O y p a BHOBeaiHBaHHH CpaBHHBaeMbOC e x s u IIpeÄOTaBAeHHHe npejyioxeEHH o t h o o h t c h k b o 3m o x h o c t ä m n p H u e H e H H H auajiH- 3 o B a H H U x u e T o A ob b O H C T e u a x A-i h o n p e x e x e m i H n o r p e n m o c i e g T p a H C $ o p w a T o p o B TO Ka.

ANALYSIS OF A.C. CURRENT MAGNETIC COMPARATOR SELF - BALANCING METHODS

S u m m a r y

A comparative analysis of self - balancing methods of current magnetic comparator in circuits for current transformers' error determination has been presented.

Comparators with magnetic flux and magnetomotive force detectors have been analysed in the circuits: with magnetomotive force difference com­

pensation, with current compensation as well as in Hohle current differen- rential circuit. Self - balancing error and input impedance of compara­

tor secondary current circuit have been accepted as a criterion of com­

parison.

Soma party sources of self - balancing error of the oompared circuits have been indicated. Conclusions relating to possibility of these method application in circuits for the current transformers' error determination have been presented.