CZ306402B6 - Induction type current shunt - Google Patents
Induction type current shunt Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306402B6 CZ306402B6 CZ2016-32A CZ201632A CZ306402B6 CZ 306402 B6 CZ306402 B6 CZ 306402B6 CZ 201632 A CZ201632 A CZ 201632A CZ 306402 B6 CZ306402 B6 CZ 306402B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- current
- terminal
- shunt
- input
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Abstract
Description
Proudový bočník indukčního typuInduction type current shunt
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká proudového bočníku indukčního typu pro měření velkých střídavých proudů.The invention relates to a current shunt of the induction type for measuring large alternating currents.
Dosavadní stav technikyPrior art
V současné době jsou známy proudové bočníky rezistorového typu od hodnot odporu stovek μΩ až do cca 1 μΩ, které jsou sice prakticky frekvenčně nezávislé a mohou měřit i stejnosměrné proudy, ale které mají při měření velkých proudů v řádu stovek až tisíců ampér tepelné ztráty několik kilowattů, a 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 to about 1 μΩ, which are practically frequency-independent and can measure direct currents, but which have several kilowatts of heat loss when measuring large currents in the order of hundreds to thousands of amperes. , and require intense forced cooling or a large shunt cooling area. However, significant heating of the shunt is in principle undesirable because it changes the resistance value of the shunt and thus impairs the accuracy of the measurement.
Přerušený vodič s vloženým malým měřicím odporem např. 300 μΩ je používán pro měření velkých proudů, a to pro stejnosměrné proudy, střídavé proudy, a pro stejnosměrné proudy se superponovanou střídavou složkou. Vložený měřicí odpor se ale výrazně zahřívá a dochází tak ke ztrátám výkonu, který při hodnotě proudu 1000 A a hodnotě napětí 300 mV dosahuje 300 W.An open wire with a small measuring resistor, eg 300 μΩ, is used for measuring large currents, for direct currents, alternating currents, and for direct currents with a superimposed alternating component. However, the inserted measuring resistor heats up significantly and thus leads to power losses, which at a current value of 1000 A and a voltage value of 300 mV reaches 300 W.
U cívky s železovým jádrem, tzv. 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. Here, a current is measured which flows through a short-circuited coil generating a magnetic field, which in turn 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, thus creating problems at high frequencies, as the core acts as a resistor and prevents current flow.
Jiným řešením je cívka bez feromagnetického jádra, tzv. Rogowskiho vinutí, tj. 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, ie a coil on a glass or plastic ring, which requires an amplifier to be connected in front of 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, which, however, has a measurement influenced by an interfering ambient magnetic field. Here, too, the disadvantage is the need to use an amplifier.
Obecnou nevýhodou současného stavu techniky je tedy to, že není znám způsob snížení tepelných ztrát u bočníku pro měření velkých proudů bez nutnosti použití zesilovače, protože většina měřičů proudu vyžaduje úbytek napětí na bočníku několik desetin až setin voltu.Thus, a general disadvantage of the prior art is that there is no known method of reducing heat loss in a shunt for measuring large currents without the need for an amplifier, as most current meters require a voltage drop on the shunt of several tenths to hundredths of a volt.
Cílem vynálezu je konstrukce proudového bočníku pro měření velkých střídavých proudů, jehož tepelné ztráty budou nejméně o jeden až dva řády nižší než jsou tepelné ztráty bočníku známých ze stavu techniky.The object of the invention is to construct a current shunt for measuring large alternating currents, the heat losses of which will be at least one to two orders of magnitude lower than the heat losses of the shunt known from the prior art.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Výše zmíněné nedostatky odstraňuje do značné míry proudový bočník indukčního typu, jehož podstata spočívá vtom, že obsahuje proudový transformátor s primárním a sekundárním vinutím, proudový měřič a vstupní a výstupní svorky proudového bočníku, přičemž 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, a vstupní svorka sekundárního vinutí stejného smyslu a výstupní kontakt proudového měřiče jsou vyvedeny do výstupní proudové svorky proudového bočníku.The above-mentioned drawbacks are largely eliminated by an induction-type current shunt, which comprises a current transformer with primary and secondary windings, a current meter and current shunt input and output terminals, the primary winding input terminal of the same sense and the secondary winding output terminal being are connected to the input current terminal of the current shunt, the output terminal of the primary winding is connected to the input contact of the current meter, and the input terminal of the secondary winding of the same sense and the output contact of the current meter are connected to the output current terminal of the current shunt.
- 1 CZ 306402 B6- 1 CZ 306402 B6
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Vynález bude dále přiblížen pomocí obrázku, kde obr. 1 představuje schéma zapojení proudového bočníku indukčního typu podle vynálezu.The invention will be further illustrated by the figure, where Fig. 1 is a circuit diagram of an induction-type current shunt according to the invention.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Proudový bočník podle vynálezu zobrazený na obr. 1 je indukčního typu a obsahuje proudový transformátor TR s primárním a sekundárním vinutím, proudový měřič M a vstupní a výstupní svorky £, 2 proudového bočníku. Vstupní svorka Z1 primárního vinutí stejného smyslu a výstupní svorka K2 sekundárního vinutí jsou vyvedeny do vstupní proudové svorky £ proudového bočníku. Výstupní svorka K1 primárního vinutí je přivedena na vstupní kontakt proudového měřiče M. Vstupní svorka Z2 sekundárního vinutí stejného smyslu a výstupní kontakt proudového měřiče M jsou vyvedeny do výstupní proudové svorky 2 proudového bočníku.The current shunt according to the invention shown in Fig. 1 is of the induction type and comprises a current transformer TR with primary and secondary windings, a current meter M and input and output terminals 6, 2 of the current shunt. The input terminal Z1 of the primary winding in the same sense and the output terminal K2 of the secondary winding are connected to the input current terminal £ of the current shunt. The output terminal K1 of the primary winding is connected to the input contact of the current meter M. The input terminal Z2 of the secondary winding in the same sense and the output contact of the current meter M are connected to the output current terminal 2 of the current shunt.
Převodový poměr p proudového bočníku podle vynálezu je dán poměrem počtu závitů primárního a sekundárního vinutí, viz vzorec (1) kde:The gear ratio p of the current shunt according to the invention is given by the ratio of the number of turns of the primary and secondary windings, see formula (1) where:
Ni je počet závitů primárního vinutí,Ni is the number of turns of the primary winding,
N2 je počet závitů sekundárního vinutí.N 2 is the number of turns of the secondary winding.
Převod p se obvykle volí jako číslo celé hodnoty od 9 do 99.The conversion p is usually chosen as an integer from 9 to 99.
Jelikož jsou primární a sekundární vinutí zapojena v opačném smyslu a jejich magnetická pole se navzájem ruší, rozdělí se přiváděný měřený proud I vstupující do bočníku přes vstupní proudovou svorku £, na základě výše uvedeného poměru, na primární měřicí proud h a na sekundární obtokový proud I2, viz vzorec (2)Since the primary and secondary windings are connected in opposite directions and their magnetic fields cancel each other out, the supplied measured current I entering the shunt via the input current terminal £ is divided into a primary measuring current ha 2 into a secondary bypass current I 2 based on the above ratio. , see formula (2)
Proudový měřič M je cejchován na hodnotu do transformátoru TR přiváděného měřeného proudu I a měří hodnotu primárního měřicího proudu fi, kde platí vzorec (3)The current meter M is calibrated to the value of the measured current I supplied to the transformer TR and measures the value of the primary measuring current fi, where the formula (3) applies.
I = (p+l)h (3) kde (p+1) je obvykle hodnoty od 10 do 100.I = (p + 1) h (3) where (p + 1) is usually values from 10 to 100.
Výhodou proudového bočníku podle vynálezu je možnost s použitím vhodných magnetických materiálů 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 vysilačů.The advantage of the current shunt according to the invention is the possibility to measure large currents up to frequencies of tens of megahertz using suitable magnetic materials while maintaining zero or slight phase shift to one angular degree between the measured current and the current flowing through the current meter and maintaining high accuracy and linearity of measurement throughout range of measured current. This is particularly advantageous in measurements in the power industry as well as in high-frequency current measurement technology, for example in the technology of radio-frequency transmitters.
Hlavním technickým přínosem vynálezu je, že jde o proudový bočník indukčního typu, pracující na rozdíl od proudového transformátoru za nulové nebo velmi malé indukce v magnetickém maThe main technical benefit of the invention is that it is a current shunt of the induction type, operating in contrast to the current transformer with zero or very small induction in the magnetic field.
-2CZ 306402 B6 teriálu jádra a s libovolným tvarem měřeného střídavého proudu, a který má nejméně o řád až dva řády menší tepelné ztráty než rezistorový bočník.-2GB 306402 B6 core material and with any shape of measured alternating current, and which has at least an order of magnitude to two orders of magnitude less heat loss than a resistor shunt.
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, light and heavy measuring laboratories and test rooms, as an energy meter, or in some specific industrial applications, e.g. as a measuring component of a wireless power supply system for electric vehicles. .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-32A CZ306402B6 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Induction type current shunt |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2016-32A CZ306402B6 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Induction type current shunt |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ201632A3 CZ201632A3 (en) | 2017-01-04 |
CZ306402B6 true CZ306402B6 (en) | 2017-01-04 |
Family
ID=57793884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2016-32A CZ306402B6 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Induction type current shunt |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ306402B6 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ309328B6 (en) * | 2021-06-04 | 2022-08-24 | Univerzita Hradec Králové | Current shunt |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB576405A (en) * | 1944-09-01 | 1946-04-02 | Philips Nv | Improvements in apparatus for measuring electrical resistance |
JPH0226266A (en) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Sony Corp | Switching power device |
US5223790A (en) * | 1991-05-10 | 1993-06-29 | Metricom, Inc. | Current sensor using current transformer with sintered primary |
DE112012001414T5 (en) * | 2011-03-24 | 2014-01-30 | Panasonic Corporation | Organic electroluminescent element, lighting body and food storage device |
CN103646766A (en) * | 2013-11-14 | 2014-03-19 | 苏州长量电器有限公司 | Ultra-thin large current transformer |
CN204832278U (en) * | 2015-06-23 | 2015-12-02 | 桐乡市伟达电子有限公司 | Electronic type electric energy meter with anti -electricity -theft combined instrument transformer |
-
2016
- 2016-01-25 CZ CZ2016-32A patent/CZ306402B6/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB576405A (en) * | 1944-09-01 | 1946-04-02 | Philips Nv | Improvements in apparatus for measuring electrical resistance |
JPH0226266A (en) * | 1988-07-14 | 1990-01-29 | Sony Corp | Switching power device |
US5223790A (en) * | 1991-05-10 | 1993-06-29 | Metricom, Inc. | Current sensor using current transformer with sintered primary |
DE112012001414T5 (en) * | 2011-03-24 | 2014-01-30 | Panasonic Corporation | Organic electroluminescent element, lighting body and food storage device |
CN103646766A (en) * | 2013-11-14 | 2014-03-19 | 苏州长量电器有限公司 | Ultra-thin large current transformer |
CN204832278U (en) * | 2015-06-23 | 2015-12-02 | 桐乡市伟达电子有限公司 | Electronic type electric energy meter with anti -electricity -theft combined instrument transformer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ309328B6 (en) * | 2021-06-04 | 2022-08-24 | Univerzita Hradec Králové | Current shunt |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ201632A3 (en) | 2017-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2831164A (en) | Transformer apparatus | |
CN202600121U (en) | Device for obtaining hysteresis loop of dc biasing of transformer iron-core material | |
WO2021208135A1 (en) | Closed-loop current transformer | |
CZ306402B6 (en) | Induction type current shunt | |
CN113341193A (en) | Broadband alternating current shunt balanced type bridge measuring device and measuring method | |
Prochazka et al. | Impulse current transformer with a nanocrystalline core | |
CN103901368A (en) | Magnetic parameter measuring device for magnetic material | |
CN103941201A (en) | Magnetic parameter measuring method for magnetic material | |
CN212723044U (en) | Closed-loop current transformer | |
KR101100512B1 (en) | Current measuring module in test-apparatus for testing power semiconductor module | |
JP4884384B2 (en) | Broadband current detector | |
CZ2021281A3 (en) | Current shunt | |
Draxler et al. | Use of a nanocrystalline core for a precise non-invasive AC current measurement | |
CN203881921U (en) | Magnetic parameter measuring device for magnetic material | |
Djokic | Traceable calibrations of Rogowski coils at high AC currents | |
CZ2021337A3 (en) | Cascade current shunt | |
RU180905U1 (en) | ELECTRIC ENERGY METER CURRENT CIRCUIT | |
RU2192020C1 (en) | Device for verifying current transformers | |
Skala et al. | Current sensor with low inductance | |
RU2658078C1 (en) | Method of ac voltage measuring in the bus of the electrical installation | |
Draxler et al. | Precise measurement of high DC currents up to 1 kA | |
RU82339U1 (en) | SENSOR | |
CN107576927A (en) | A kind of direct current of electric energy meter and the experimental rig of even-order harmonic influence amount | |
RU2575140C1 (en) | Differential current measurement device | |
SU832505A2 (en) | Nanofluxmeter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230125 |