Розробка методу зменшення похибки визначення амплітуди змінного струму без використання трансформаторів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288339Ключові слова:
датчик Холла, магнітне поле, геркон, брязкіт контактів, синусоїдальний сигналАнотація
Об’єктом дослідження є методи визначення амплітуди струму без використання трансформаторів. Більшість рішень побудовано на герконах, що мають обмеження по швидкості роботи через механічну природу язичкових контактів. Отже, тривалість часу є випадковою величиною зі значним розкидом. Таким чином, завданням, яке необхідно вирішити є зменшення похибки визначення амплітуди струму, пов’язаної з механічними властивостями контактів. Згідно з проведеним аналізом літератури, наявність брязкоту контактів герконів збільшує похибку визначення амплітуди синусоїдального струму приблизно до 8–10 %. Математичне моделювання дозволило дослідити це явище та вивчити його вплив на метод. Запропонована модель була схвалена за допомогою натурного моделювання. Отже, для зменшення похибок вимірювання амплітуди струму за допомогою геркона була запропонована заміна аналоговим або дискретним датчиком Холла. Розроблено математичну модель роботи дискретного датчика Холла та метод визначення амплітуди змінного струму. В ході експерименту було встановлено, що аналоговий датчик Холла має обмеження при вимірюванні струмів великих швидкостей, при яких дискретний датчик працював стабільно. Тому був обраний останній. Варто зазначити, що вивчення поведінки датчика Холла обмежувалося значенням амплітуди змінного струму, що в чотири рази перевищує струм розмикання, із середньою похибкою менше 3 %. Метод, що підходить для дискретних датчиків Холла, дозволяє спростити та знизити вартість конструкції вимірювального приладу. Однак практична реалізація запропонованого методу вимагає також застосування пристроїв, що концентрують магнітне поле на поверхні датчика Холла
Посилання
- Kletsel, M., Kabdualiyev, N., Mashrapov, B., Neftissov, A. (2014). Protection of busbar based on reed switches. Przeglad Elektrotechniczny, 90 (1), 88–89. Available at: http://pe.org.pl/articles/2014/1/21.pdf
- Kletsel, M., Borodenko, V., Barukin, A., Kaltayev, A., Mashrapova, R. (2018). Constructive features of resource-saving reed relay protection and measurement devices. Revue Roumaine des Sciences Techniques Serie Electrotechnique et Energetique, 64 (4), 309–315. Available at: http://revue.elth.pub.ro/viewpdf.php?id=863
- Goryunov, V., Kletsel, M., Mashrapov, B., Mussayev, Z., Talipov, O. (2022). Resource-saving current protections for electrical installations with isolated phase busducts. Alexandria Engineering Journal, 61 (8), 6061–6069. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.11.031
- Neftissov, A., Biloshchytskyi, A., Talipov, O., Andreyeva, O. (2021). Determination of the magnitude of short-circuit surge current for the construction of relay protection on reed switches and microprocessors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (114)), 41–48. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.245644
- Teng, J.-H., Luan, S.-W., Huang, W.-H., Lee, D.-J., Huang, Y.-F. (2015). A cost-effective fault management system for distribution systems with distributed generators. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 65, 357–366. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2014.10.029
- Mali, A., Sonawale, R., Gharat, S., Ingle, N., Kulkarni, R. D., Nandurkar, S. (2020). Design Methodologies for Measurement of KA DC Current: A Review. 2020 International Conference for Emerging Technology (INCET). doi: https://doi.org/10.1109/incet49848.2020.9154165
- Wu, X., Huang, H., Peng, L., Huang, Y., Wang, Y. (2022). Algorithm Research on the Conductor Eccentricity of a Circular Dot Matrix Hall High Current Sensor for ITER. IEEE Transactions on Plasma Science, 50 (6), 1962–1970. doi: https://doi.org/10.1109/tps.2022.3173286
- Hotra, Z., Holyaka, R., Ilkanych, V., Marusenkova, T., Lesynsky, V., Godyniuk, I. (2013). Multi-step mode signal conversion algorithms in hall sensor devices. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (12 (66)), 86–91. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.19693
- Blagojević, M., Jovanović, U., Jovanović, I., Mančić, D., Popović, R. S. (2016). Realization and optimization of bus bar current transducers based on Hall effect sensors. Measurement Science and Technology, 27 (6), 065102. doi: https://doi.org/10.1088/0957-0233/27/6/065102
- Makki, A., Bose, S., Giuliante, T., Walsh, J. (2010). Using hall-effect sensors to add digital recording capability to electromechanical relays. 2010 63rd Annual Conference for Protective Relay Engineers. doi: https://doi.org/10.1109/cpre.2010.5469499
- Chen, K.-L., Wan, R.-S., Guo, Y., Chen, N., Lee, W.-J. (2017). A Redundancy Mechanism Design for Hall-Based Electronic Current Transformers. Energies, 10 (3), 312. doi: https://doi.org/10.3390/en10030312
- Chen, K.-L., Chen, N. (2011). A New Method for Power Current Measurement Using a Coreless Hall Effect Current Transformer. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 60 (1), 158–169. doi: https://doi.org/10.1109/tim.2010.2049234
- Neftissov, A., Sarinova, A., Kazambayev, I., Kirichenko, L., Kuchanskyi, O., Faizullin, A. (2023). Determination of the speed of a microprocessor relay protection device of open architecture with a reed switch and the industrial internet of things. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (122)), 20–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.276588
- Smith, K. C. A., Alley, R. E. (1992). Electrical Circuits. Cambridge University Press. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9781139170093
- Classical Control Theory: A Course in the Linear Mathematics of Systems and Control (2002). Available at: http://users.auth.gr/~kappos/bk-clcon.pdf
- Reed switch MKA-10110 technical documentation. Available at: https://static.chipdip.ru/lib/880/DOC015880376.pdf
- Discrete Hall Sensor SS443 A technical documentation. Available at: https://datasheetspdf.com/datasheet/SS443.html
- Griffiths, D. J. (2017). Introduction to Electrodynamics. Cambridge University Press, 620. doi: https://doi.org/10.1017/9781108333511
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Alexandr Neftissov, Assiya Sarinova, Ilyas Kazambayev, Lalita Kirichenko, Andrii Biloshchytskyi, Alexandr Kislov, Oxana Andreyeva
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
