182823. lajstromszámú szabadalom • Elektronikusan kompenzált áramváltó
1 18; 823 2 A találmány tárgya elektronikusan kompenzált áramváltó, váltakozóáram transzformálására. A műszaki gyakorlatban a váltakozóáram transzformálására passzív áramváltók használatosak. Fokozott pontossági igények esetén elektronikus kompenzációt alkalmaznak. Dyen elektronikusan kompenzált áramváltó működését és tulajdonságait ismerteti Oskars Petersons „A Self-Balancing Current Comparator” című cikkében. (IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. IM-15, No. 1-2, March—June 1966.) Az itt ismertetett megoldás hátrányos tulajdonsága, hogy az elektronikus kompenzáció kis hurokerősítéssel (kb. 40 dB) valósítható csak meg, emiatt igen jó (minőségű, drága vasanyag szükséges az áramváltó felépítéséhez. Hátrányos tulajdonsága még ennek a megoldásnak, hogy mind alacsony, mind nagyfrekvencián 40 dB/dekád meredekséggel változik a körerősítés, ami instabilitáshoz vezethet. Kellemetlen tulajdonsága a megoldásnak még az, hogy az indikátortekercsre kapcsolódó aktív szűrő nemlineáris geijedésre hajlamos. A találmány célja olyan elektronikusan kompenzált áramváltó létrehozása, amely mentes a fenti hátrányoktól. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az elektronikus kompenzáló hálózat megfelelő kialakításával a körerősítés kb. egy nagyságrenddel növelhető, ami a pontosság növekedése mellett gyengébb minőségű és így olcsóbb vasanyag alkalmazását teszi lehetővé; továbbá, hogy a passzív kompenzáló' hálózat helyének jobb megválasztásával a nemlineáris geqedések elkerülhetők és hogy egy auto-zéro áramkör alkalmazásával a csatolókondenzátor elhagyható úgy, hogy mindezek hatására a körerősítés mind alacsony, mind pedig nagyfrekvencián 20 dB/dekád meredekséggel változik csak, ami a kellő stabilitás biztosítéka. A találmányt részletesebben az 1. ábra alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti elektronikusan kompenzált áramváltó funkcionális egységeit és azok kapcsolódását ábrázolja. Az 1. ábra alapján a találmány szerinti, példakénti kiviteli alakú elektronikusan kompenzált áramváltó főbb egységeinek kapcsolódása a következő: A 2 vasmagon (vasmagokon) elhelyezett 3 primértekercsből (tekercsekből), 4 szekundertekercsből (tekercsekből) és 5 indikátortekercsből álló 1 áramváltó 5 indikátortekercsére 6 passzív kompenzáló hálózat kapcsolódik, amelynek kimenete a 7 DC-erősítő egyik bemenetére van kötve, amely 7 DC-erősítő kimenete közvetve (pl.: figyelő-ellenálláson és/vagy kompenzáló tekercsen át) vagy közvetlenül a 4 szekundertekercsre kapcsolódik, valamint a 7 DC-erősítő kimenete és másik nem említett bemenete közé 8 auto-zéro áramkör be-, illetve kimenete kapcsolódik. A 8 auto-zéro áramkör célszerű kiviteli alakjában RC elemekből felépített passzív aluláteresztő hálózatból, vagy RC elemekből és műveleti erősítőből 5 felépített aktív integrátorból áll. A találmány szerinti elektronikusan kompenzált áramváltó működését - a példakénti kiviteli alak esetén - az 1. ábra alapján ismertetjük. A 3 primertekercsben folyó Ii áram és a 4 szekunder- 10 tekercsben folyó I2 áram gerjeszti a 2 vasmagot, amelynek fluxusát az 5 indikátortekercs észleli. Az 5 indikátortekercsben keletkező feszültség a 6 passzív kompenzáló hálózaton át a 7 DC-erősítőn felerősödve a 4 szekundertekercsre kerül és annak I2 áramát olyan irányba befo- 15 lyásolja, hogy a 2 vasmag fluxusa a lehető legkisebb legyen, azaz az áramváltó hibája csökkenjen. A 7 DC-erősítő nullponthíbáját a 8 auto-zéro áramkör csökkenti le igen kis szintre, anélkül, hogy a kört egy csatolókondenzátorhoz hasonlóan egyenáramúig meg- 20 szakítaná. A nullponthiba azáltal csökken, hogy a 8 auto-zéro áramkör a 7 DC-erősítő kimenőfeszültségének egyen-komponensét a 7 DC-erősítő bemenetére negatívan visszacsatolja. A 6 passzív kompenzáló hálózat — lévén passzív — 25 nem hajlamos nemlineáris gerjedésre. Feladata a stabilitás biztosítása nagyfrekvencián, 20 dB/dekád meredekség mellett. A találmány szerinti elektronikusan kompenzált áramváltóban 60 dB-s körerősítés is beállítható, kis és nagyfrekvenciás stabilitás mellett, így azonos mi- 30 nőségű vasanyag alkalmazása esetén nagyobb pontosság érhető el, mint az ismert megoldásokban, illetve azonos pontosság eléréséhez gyengébb minőségű, tehát olcsóbb vasanyag használható. 35 Szabadalmi igénypont 1. Elektronikusan kompenzált áramváltó váltakozó- 40 áram transzformálására, amely vasmagon (vasmagokon) elhelyezett primer tekercset (tekercseket), szekunder tekercset (tekercseket), indikátortekercset, továbbá passzív kompenzáló hálózatot tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az indikátortekercsére (5) a passzív kompenzáló 45 hálózat (6) bemenete kapcsolódik, amelynek kimenete DC-erősítő (7) egyik bemenetére van kötve, továbbá a DC-erősítő (7) kimenete közvetve vagy közvetlenül a szekundertekercsre (4) kapcsolódik, valamint a DC-erősítő (7) kimenete és másik, nem említett bemenete közé 50 auto-zéro áramkör (8) be-, illetve kimenete kapcsolódik. (1 rajz, 1 ábra) 2 i
