Способ и устройство для определения угла положения ротора электрических машин относительно вектора напряжения сети

Способ и устройство для определения угла положения ротора электрических машин относительно вектора напряжения сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСННИЕ способа и устройства для определения угла положения ротора электрических машин относительно вектора напряжения сети.

К авторскому свидетельству П. 8. Чебышева и P. И. Майер, заявленному

14 декабря 1934 года (спр. о перв. Мв 158945).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1935 года.

Определение угла g положения ротора электрических машин относительно вектора напряжения сети до последнего времени производилось путем насадки

«а вал испытуемой машины вспомогательного генератора и измерения геометрической разности между э.д.с. и напряжением сети.

Такой способ, как известно, имеет ряд недостатков, а именно:

1. При прохождении угла между означенными векторами через 180 понижается точность и теряется однозначность расшифровки осциллограммы.

2. Изменение числа оборотов испытуемой машины (например при асинхронном ходе) влияет на э.д.с. вспомогательной машины, что также затрудняет расшифровку.

3. Требуется неупругое соединение с испытуемой машиной специального вспомогательного генератора с тем же числом полюсов, что зачастую бывает трудно выполнимо, а для тихоходных машин, как например, гидрогенераторы— практически невозможно, Предлагаемое изобретение, касающееся способа и устройства для определения указанного угла при помощи электронной лам ы, не требует установки вспомогательной машины на одном валу с испытуемой, а лишь посадки на вал (286) особого прерывателя с числом контактов, равным числу пар полюсов испытуемой машины.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему устройства, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ определения угла положения ротора электрических машин относительно вектора напряжения сети; фиг. 2, 3, 4 и 5 — соответствующие диаграммы токов и напряжений.

B предлагаемом устройстве, с. целыа превращения формы кривой напряжения сети из синусоидальной в пилообразную применена добавочная электронная лампа 1. На сетку последней подается напряжение от исследуемой сети переменного тока через трансформатор П.Т. с насыщенной магнитной цепью, дающий на концах вторичной обмотки электродвижущуюся силу в виде острого пика.

В анодную же цепь выключен конденсатор, шунтированный активным сопротивлением Р, +R,. Так как напряжение от пикового трансформатора (фнг. 1) подается на сетку добавочной лампы I, то один раз в период лампа становится проводящей и замыкает батарею Б„конденсатор С и сопротивление R +R .

3а это время конденсатор успевает зарядиться до напряжения, близкого к напряжению батареи Б,. Всю остальную часть периода лампа 1 заперта вследствие наличия сеточной батареи Бс„ а конденсатор С экспотенциально разряжается через R> и R2 до напряжения, близкого к нулю.

Затем следует новый разряд конденсатора и т. д. Элементы схемы так рассчитаны, чтобы конденсатор заряжался в течение 15 — 20 электрических градусов, кривая же разряда была близка к прямолинейной.

Таким образом после некоторого переходного периода будет иметь место прерывная кривая зарядов и разрядов и напряжение в точке А будет соответствовать кривой фиг. 2.

Если подать напряжение средней точки А на сетку лампы, наложив на него некоторую постоянную разность потенциалов, согласно характеристике лампы, то нри замыкании ее на батарею

Б, и выборе на характеристике прямолинейного участка с минимальным сеточным током в анодной цепи лампы и будет иметь место кривая тока по фиг, 3, Кривая будет непрерывна и образует

„несущий гребень".

В цепь лампы II включены две щетки IV, замыкающиеся при прохождении под ними пластин прерывателя1П(в случае двухполюсной машины прерыватель имеет только один контакт).

В ту же цепь включается шлейф V для осциллографирования и контрольный миллиамперметр тА. Длительность замыкания контактов прерывателя составляет 10 — 15 электрических градусов.

Продолжительность замыкания на высоту пиков записи не влияет; от этого зависит лишь качество записи (четкое обозначение вершины пика на экране или фотобумаге).

Для понимания сущности дела следует предположить в начале, что ротор исследуемой машины вращается синхронно с сетью; тогда в анодной цепи второй лампы каждый период будет проходить пик тока, величина которого определяется некоторой точкой на несущем гребне и будет постоянна по величине (фиг. 4).

Таким образом огибающей вершины пиков на осциллограмме будет прямая, параллельная оси времени (линия А).

Пусть теперь ротор ушел вперед по отношению к вектору напряжения сети; тогда вершины пиков займут новое положение (линия В).

Наконец пусть ротор по отношению к сети непрерывно уходит вперед (как например, при асинхронном ходе). Тогда пики непрерывно уменьшаются, доходят до наименьшего значения, почти мгновенно возрастают до максимума и продолжают плавно убывать (фиг. 5). Остальные режимы легко выводятся из предыдущих.

При стационарных режимах изменение угла можно наблюдать по показаниям прибора в анодной цепи. Вообще же он служит для подбора режима лампы II.

Для периодического контроля амплитуды несущего гребня параллельно прерывателю включается шунтирующий контакт, воспроизводящий 1 — 2 периода и тем самым дающий границы изменения тока.

Для получения точного значения угла с учетом непрямолинейности несущего гребня и для определения времени спадания тока от М до N (фиг. 3) осциллографировани ем на большой скорости снимается градуировочная кривая, по которой и находится угол 9„„в градусах, как часть от одного периода, Очевидно, постоянная слагающая несушего гребня на показания прибора непосредственно не влияет.

Начальное значение действительного угла 0„, может быть найдено по режиму холостого хода машины или гутем расчета для известного стационарного режима.

Наконец, 6 можно найти измерением угла насадки прерывателя на вал и уч .том внутренних сдвигов устройства.

8 практических условиях устройство может иметь много различных вариантов в зависимости от способа питания анодов и накала ламп, создания дополнительных потенциалов и пр.

Преимуществами прибора, кроме изложенных выше, являются:

1. Наглядность записи, так как на участке 330 — 340 может быть получена ! прямолинейная зависимость 9 от высоты пиков.

Фиг4.

2. Однозначность записи, так как в силу большой крутизны гребня на участке MlV легко можно отличить, находится ли пик на восходящей или спадающей части гребня.

3. Независимость показаний прибора от частоты скольжения испытуемой машины.

Предмет изобретения.

1. Способ определения угла положе-, ния ротора электрических машин отно-, сительно вектора напряжения сети при помощи электронной лампы, отличающийся тем, что в анодную цепь включают последовательно с источником постоянного тока прерыватель, укреплен- ный на валу ротора, число контактов ( которого соответствует числу полюсов машины, а на сетку лампы подают напряжение от питающей машину сети, форму кривой которого предварительно изменяют из синусоидальной в пилообразную с. тою целью, чтобы по изменению амплитудных значений результирующей кривой можно было определи:ь угол расхождения, а по расположению огибающей вершины кривых параллельно или наклонно к оси абсцисс наличие синхронного или асинхронного вращения исследуемого ротора.

2. Устройство для осуществлен;гд способа по п. 1, отличающееся тем, что с целью превращения форм ы кривой напряжения сети из синусоидальной в пилообразную применена добавочная электронная лампа, сетка которой предназначена для подачи напряжения от исследуемой сети переменного тока через трансформатор с насыщенной ма гнитной цепью, а в анодную цепь включен конденсатор, шунтированный акi нзным сопротивлением, средняя точка ко торого непосредственно связана с сегкой основной электронной лампы. тип. „ 1ечзтный Труд . Зак. 5153 — 5.",О