专利名称：交流电压、电流通用互感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量交流电压、电流数显仪表的一个部件。更具体地说是供测定交流电压、电流、单相、三相、有功功率、无功功率以及功率因素数显仪表，变送器用的取样部件。
目前，测试交流电压、电流的数显仪表的取样部件，都采用矽钢片制成的变压器(互感器)，对测试电压或电流不但不能通用，而且功耗大，重量重，体积大，产生漏磁干扰，噪声干扰；并且测得的数值并不精确，以致工业上用的仪表只能达到1.5级或2.5级，对目前要求日益精密的高精度仪表具有一定的限制。
本实用新型的设计目的，拟提供种改进了的通用互感器，能克服上述缺点，从而制成一种可以通用测试电压、电流功能，适用于电力测量，电量变送方面的测量数显仪表和变送器。
本实用新型的技术要点，是供测试电压、电流数显仪表取样专用的互感器的改进，仪表内的移相电路，时分害乘去器，3
位A/D数字显示器，滞迟比较器超欠限报警，I/V转换器输出标准信号等电路构成的单相、三相、有功功率、无功功率以及功率因素电压、电流测试仪表和变送器的这些部件，均同现有数显仪表或变送器相似。
其主要的改进部分，系互感器结构的突出改进。本实用新型采用铍镆合金材料制成一只互感器环形的圈芯，圈芯中央具有一孔，孔径为4毫米，圈芯上缠绕朗级为1300-1800圈，次级也为1300-1800圈的线圈各一组。
当测量电流时，线圈圈芯中央穿入一根母线，然后将初级和次级线圈合并为一组或仅取两组线圈中的一组为次级线圈，次级线圈输出的电流信号经运算放大器IC运算，并在线圈的一端和运算放大器IC之间并连一只500-3000欧姆的返回电阻Rf和一只O.01-0.033微法的补偿电容C。输出的采样电压信号进入移相电路和时分割乘法器，经加法器输入数字显示器等显示、报警部件。
当测量电压时，在线圈圈芯上缠绕两组互相绝缘隔离的两组线圈，一组为初级线圈，另一组为次级线圈，信号经R1和R2限流电阻产生毫安电流进入初级线圈，感应次级形成恒流源后经平衡电阻R3和R4进入运算放大器IC运算处理后，并在次级线圈的一端同运算放大器IC之间设一只500-3000返回电阻Rf和0.01-0.033微法补偿电容C后，输出采样电压信号进入时分割乘法器，加法器分别输入显示、报警等部件。
本实用新型的积极效果(1)、具有超小体积，较矽钢片变压器体积可缩小二分之一，漏磁少，无噪音，稳定性好，铁损低效率高，精度高等优点；(2)、由于此种互感器，只要在输入方式略加改动即可用一只互感器测量电压或电流的两种功能。
图1--交流电压、电流通用互感器的外形正视图。
图2--交流电压、电流通用互感器的外形侧视图。
图3--交流电压、电流通用互感器的环形圈芯上缠绕的初、次级线圈。
图4--交流电压、电流通用互感器作电流测量时的电原理图。
图5--交流电压、电流通用互感器作电压测量时的电原理图。
图6--交流电压、电流通用互感器在电压、电流测量数显仪表中的位置框图。
以下结合附图所示，用下列实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型所提供的交流电压、电流通用互感器是测试电压、电流数显仪表和变送器用的一个取样部件，仪表中的移相电路，时分割乘法器，加法器，A/D数字显示器，滞迟比较器，V/I转换器等电路均与现有仪表电路相似，故不赘述。
其主要的改进部分，系采用一种铍镆合金材料制成的环形圈芯(14)。其理由是采用铍镆合金同现有矽钢片圈芯相比较，具有高磁通率和极小的漏磁性能。在环形圈芯(14)的中央有一个直径为4毫米的小孔(13)。在环形圈芯(14)上绕制圈数均为1300-1800圈的两组隔离线圈(15)、(16)，以成互感线圈，互感线圈的初级线圈(15)输入二端(1)、(2)，次级线圈(16)输出二端(3)、(4)。
如图4所示，当用作电流测量时，在环形圈芯(14)中央4毫米的小孔(13)内，插入一单根导线作母线(5)，再将环形圈芯(14)上的初级(15)和次级线圈(16)并合成一组或仅取其中一组作为次级线圈(16)，形成恒流源后，经平衡电阻R3(6)、R4(7)，在运算放大器IC(10)运算，再在次级线圈(16)的一端(1)和运算放大器IC(10)输出端(17)之间并连为形成测试言号而设置的一只500-3000欧姆返回电阻Rf(12)和一只0.01-0.033微法的补偿电容(11)。
如图5所示，当用作电压测试时，在环形圈芯(14)上缠绕两组各为1300-1800圈互相隔离的线圈(15)(16)，一组为初级线圈(15)，另一组为次级线圈(16)。测试电流先经限流电阻R1(9)和R2(8)，进入初级(1)、(2)，感应次级线圈(3)、(4)形成恒流源后，恒流源经平衡电阻R3(6)、R4(7)获得电压信号进入运算放大器IC(10)运算，再在次级线圈的一端(3)同运算放大器IC(10)之间设置一只500-3000欧姆的返回电阻Rf(12)和一只0.01-0.033微法的补偿电容C(11)。
当测试电流时，母线(5)中经过0-5安培交流电压对，互感器次级线圈(16)即形成一恒流源，在运算放大器IC(10)的运作下，调节返回电阻Rf(12)值的大小，即或获得需要的输出电压，这样就将初级(母线)(5)的大电流言号，变成与之相对应的高精度电压信号，输出供以下其它电路进行监控。当测试电压时，两组互相隔离的初级线圈(15)和次级线圈(16)，当输入0-500伏电压时，先经限流电阻R1(9)和R2(8)限流而产生毫安级电流，再进入初级线圈(15)，感应次级线圈(16)，经平衡电阻R3(6)、R4(7)形成一恒流原，在运算放大器IC(10)的作用下，调节返回电阻Rf(12)获得需要的输出电压，这样就可将初级线圈(15)高电压信号，变成与初级线圈(15)相隔离而又相对应的高精度电压信号以便监控。
当测度相电压和相电流时，也将通过上述互感器输出的电压和电流二路电压采样信号进入其它电路进行测试与监控。
采用本实用新型的交流电压、电流互感器这一重要部件，可以构成全系列工业数显仪表，如交流电压、电流、单相、三相有功、无功功率、单相、三相功率因素等各种仪表。如果将此种互感器构成电量变送器，具有测量精度高、体积小、便于模块化等优点。
权利要求1.一种交流电压、电流通用互感器，连接移相电路，时分割乘法器，加法器，然后进入A/D数字显示器，滞迟比较器，V/I转换器等电路组成测试电压、电流用的数显仪表或变送器，其特征在于测试采用铍镆合金材料的互感器同型号为OP07集成块作为运算放大器IC所构成。
2.如权利要求1所述的交流电压、电流通用互感器，其特征是铍镆合金材料制成的互感器圈芯呈环形，圈芯中央具一孔，圈芯上缠绕均为1300-1800圈的初级线圈和次级线圈各一组，圈芯中央的孔内置一根母线所构成。
3.如权利要求1、2所述的交流电压、电流通用互感器，其特征是互感器同运算放大器IC之间用平衡电阻R3、R4连接，并在次级线圈的一端同运算放大器IC输出端之间并连设置一只返回电阻Rf和一只补偿电容C所构成。
4.如权利要求1、3所述的交流电压、电流通用互感器，其特征是返回电阻Rf为500-3000欧姆，补偿电容C为0.01-0.033微法所构成。
5.如权利要求1、2所述的交流电压、电流通用互感器，其特征是测试电压时，在互感器初级线圈输入二端前各设置一只R1和R2限流电阻。
6.如权利要求1、2所述的交流电压、电流通用互感器，其特征是测试电流时，圈芯中央孔内插入一根母线，初、次级线圈可并合成一组或又取初、次两组线圈中的一组所构成。
专利摘要本实用新型所提供的交流电压、电流互感器,属于测试电压、电流以及其它相关功能数显仪表或变送器中的一个改进了的重要部件。此种互感器采用铍镆合金材料制成互感器的圈芯,替代原有互感器矽钢片变压器(互感器),利用此种互感器制成的数显仪表,对测试电压、电流可以互相通用,故具有体积小、精度高、漏磁少、稳定性强等优点。
文档编号G01R15/00GK2329002SQ98226800
公开日1999年7月14日 申请日期1998年5月13日 优先权日1998年5月13日
发明者王晓平 申请人:王晓平