Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока

Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

) Автор, изобретения

Л.И. Достов (7l) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к технике измерения температуры обмоток электрических маиптн переменного тока непосредственно под нагрузкой.

Известно устройство для измерения превышения .температуры обмотки электS рической машины переменного тока под нагрузкой, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки электрической машины, источник постоянного !

О тока с дросселем фильтра, измерительный трансформатор, магнитомодуляционный преобразователь второй гармоники, генератор прямоугольного напряжения, элемент выдержки помехи (! 1.

Недостатком устройства является сложность устройства, а также низкая точность измерения температуры .

Известно также устройство для измерения температуры обмотки электрической машины, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки электрической машины, один вывод которого подключен к выходу источника постоянного тока и к одной из фаз сйловой электрической сети, диод, трансформатор постоянного тока, пер- вичная обмотка которого одним из выводов подключена к второму выходу источника постоянного .тока, а вторичные обмотки через выпрямительное устройство подключены к измерительному прибору и сети переменного тока (2 ).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения температуры.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки машины, один вывод которой через шунт соединен с силовым проводом, источ. ник постоянного тока, подключенный через дроссель фильтра к силовому проводу и точке соединения обмоток машины, трансформатор постоянного тока, 870977 первичная обмотка которого через дополнительный дроссель соединена с выводами шунта, а вторичная обмотка через выпрямитель — с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, резисторы, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с выпрямителем (3 j.

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры.

Поставленная цель достигается тем, 1 что в устройство введены ограничительный дроссель, дополнительный резистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпрямителя, ключ, включешьш параллельно вспомогательному резистору, дополнительная обмотка трансформатора постоянного тока, соединенная через измерительный прибор с дополнительным источником напряжения, конденсаторы и балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых соединены с точкой соединения обмоток машины, причем второй вывод компенсирующей обмотки соединен с точкой соединения дополнительного резистора с выпрямителем и через последовательно соединешп е конденсатор и резистор — с первым выводом ограничительного дросселя, второй вывод которого подключен к обмотке машины, а второй вывод измерительной обмотки через второй конденсатор соединен соответственно с вторым «ыводом индикаторного прибора и через резисторс первым выводом ограничительного дросселя.

1la чертеже представлена принципиальная схема устройства для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока.

Устройство содержит обмотки 1,2 и 3 электрической машины переменного тока, причем обмотка-термодатчик 3 присоединена к силовому проводу электрической цепи через шунт 4. Параллельно шунту 4 через дополнительный дроссель 5 присоединена первич- ная обмотка трансформатора постоянного тока 6. К общей точке соединения шунта 4 дополнительного дросселя 5 .и силового провода электрической цепи через дроссель фильтра 7 при10

55 соедине)BI один иэ выводов источника постоянного тока 8, а другой вывод источника постоянного тока 8 соединен с общей точкой соединения обмоток

1,2 и 3 электрической машины. Для защиты источника постояннсго тока.

8 от прохождения его по цепи переменного тока последний шунтирован емкостью фильтра 9. Вторичные обмотки трансформатора постоянного тока 6 через выпрямительное устройство 10 присоединены к двум идентичным, последовательно соединенным, резисторам, иэ которых один основной 11, а другой дополнительный 12, и источнику переменного тока 13. Параллельно дополнительному резистору 12 присоединен ключ 14.

Трансформатор постоянного тока 6 снабжен дополнительной обмоткой 15, которая через измерительный прибор

l6 подключена к источнику переменного напряжения 17. Измерительный прибор 16 эашунтирован резистором 18.

Параллельно обмотке-термодатчику 3 через ограничительный дроссель

l9, резистор 20 и второй конденсатор

2! Подключена измерительная обмотка

22, а через резистор 23 и первый конденсатор 24 — компенсирующая обмотка 25 балансного трансформатора

26. Индикаторный прибор 27 включен между выводом выпрямителя 10 и точкой соединения резистора 20 и конденсатора 21.

Устройство работает следующим образом.

От источника постоянного тока 8 в обмотку-термодатчик 3 электрической машины подается постоянный ток величиною до 3 от номинального тока обмотки по цепочке: обмотка дросселя фильтра 7, шунт 4 и обмотка термодатчик 3. Для измерения постоянного тока, Протекающего по обмотке-термодатчику 3, параллельно шунту 4, дополнительный дроссель 5 подключена первичная обмотка трансформатора постоянного тока 6.

Наличие дополнительного дросселя

5 обеспечивает прохождение по первичной обмотке трансформатора 6 только постоянного тока и одновременно ограничивает величину тока четных гармоник в первичной обмотке трансформатора 6. Это способствует получению высокой точности измерения постоянного тока. Нагрузка вторичной цепи трансформатора постоянного тока выполнена из двух идентичных резисторов: основного 11 и дополнительного 12.

Измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке-термодатчике 3 производится нулевым методом, т.е. путем сравнения измеряемой величины с известной с использованием указателя нулевого уровня, например индикаторного прибора 27 или гальванометра. В качестве известной величины в устройстве используется напряжение, снимаемое с основного резистора Il. Для сравнения падения напряжения на обмотке-термодатчике

3 с напряжением на основном резисторе 11. параллельно обмотке-термодатчику 3 через ограничительный дроссель

l9 и резистор 20 подключают разделительный конденсатор 21 и измерительную обмотку 22 балансного трансформатора 26. Таким образом, напряжение на разделительном конденсаторе

24 равно падению напряжения на обмотке термодатчика 3. Напряжение на разделительном конденсаторе 24 сравнивается с напряжением на основном резисторе 11 изменение напряжения на котором производится дополнительной обмоткой 15.

Работа трансформатора постоянного тока 6 основывается на законе уравновешивания ампервитков в сердечнике, следовательно, ток во вторичной обмотке трансформатора б строго пропорционален результирующему току первичной обмотки и обмотки 15> т.е. изменением тока в. обмотке 15 обеспечивается пропорциональное изменение тока во вторичной цепи трансформатора постоянного тока при гальванической развязке между цепями. Обмотка уравновешивания 15 через измерительный прибор 16 присоединена к источчику постоянного напряжения. Если величина резистора 18 выбрана обратно rtpqпорциональной коэффициенту передач между вторичной обмоткой и обмоткой уравновешивания трансформатора постоянного тока б, то изменение напряжения на резисторе 18 соответствует изменению напряжения на основном резисторе 11.

Определение тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, производится с помощью дополнительной обмотки уравновешивания 15 дополнительного резистора 12 и ключа 14. При этом фиксируют показания (гальванометра) индикаторного прибора 27. При отсут6 ствии тока в обмотке уравновешивания

l5 переводом ключа !4 в разомкнутое состояние увеличивают сопротивление нагрузки вторичной цепи трансформатора постоянного тока 6 (при равенстве значений сопротивления резистора II и !2) в два раза. Изменением величины тока обмотки уравновешивания 15 добиваются показаний индикаторного при-! о бора 27, соответствующих показаниям при замкнутом ключе 14 и отсутствию тока .в обмотке уравновешивания 15.

Измерение падения напряжения riocтоянного тока на обмотке-термодатчике 3 производится аналогичным способом но при нулевом показании индикаторного прибора 27.

Сопротивление обмотки-термодатчика

3 или ее превышение относительно заданного уровня находят по отношению указанных напряжений.

870977

U3 R41

OEM UН

Н1 Т ПТ

25 где U> — значения напряжения на р зисторе 11 при измерении напряжения;

U значение напряжения на резисторе Il при измерении тока

П вЂ” коэффициент передачи по току тот. первичной обмотки трансфор— матора постоянного тока 6.

При этом точность измерения сопротивления зависит только от чувствительности индикаторного 27 и измерительного 16 приборов.

Измерение падения напряжения на обмотке 3 нулевым способом возможно только при условии отсутствия в цепи индикаторного прибора 27 переменной составляющей тока, Ограничение переменной составляющей тока в цепи канала измерения напряжения осуществ4> ляется ограничительным дросселем 19.

Полная компенсация переменной состав" ляющей производится с помощью балансного трансформатора 26, измерительная

22 и компенсирующая 23 обмотки которого вместе с последовательно включенным в цепь каждой обмотки конденсатором 21,24 и резисторами 23 и 20 образуют симметричную мостовую схему уравновешивания переменнОго тока с взаимо55 индуктивной связью, условие равновесия которой определяется пропорцио-.— нальным отношением числа витков обмоток 22 и 25 балансного трансформатора 26 к величине сопротивления ре870977 эисторов 20 и 23. Измерительная 22 и. компенсирующая 25 обмотки балансного трансформатора 26 выполнены бифилерным способом. Для полного уравновешивания мостовой схемы резистор

23 может быть выполнен переменным.

Использованием симметричной мостовой схемы уравновешивания с тесной индуктивной связью для компенсации переменного напряжения в канале измерения напряжения обеспечивается нечувствительностью устройства к пеЮ .реходным процессам в цепи питания обмотки исследуемой машины.

Использование балансного трансформатора, разделительных конденсаторов и дополнительной обмотки уравновешивания трансформатора постоянного тока, подключаемой через изме.рительный прибор к.источнику постоянного напряжения, позволяет повысить точность измерения темпера туры, быстродействие и помехозащищенность устройства эа счет снижения чувствительности устройства к переходным процессам в электрической цепи и исследуемой электрической машины как гармонического, так и аппериодического характера.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде обмотки машины, один вывод которой через шунт ,соединен с силовым проводом, источник постоянного тока, подключенньпЪ через дроссель фильтра к силовому проводу и точке соединения обмоток машины, трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого через допопнительный дроссель соединена с выводами шунта, а вторичная об35 мотка через выпрямитель — с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с выпрямителем, о т л и -I а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены ограничительный дроссель, дополнительный резистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпрямителя, ключ, включенный параллельно дополнительному резистору, дополнительная обмотка трансформатора постоянного тока, соединенная через измерительный прибор с дополнительным источником напряжения, два конденсатора, два резистора и балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых соединены с точкой соединения обмоток машины, причем второй вывод компенсирующей обмотки соединен с точкой соединения дополнительного резистора с выпрямителем и через последовательно соединенные первый конденсатор и резистор — с первым выводом ограничительного дросселя, второй вывод которого подключен к обмотке машины, а второй вывод измерительной

30 обмотки через второй конденсатор соединен соответственно с вторым выводом индикаторного прибора и через резистор — с первым выводом ограничительного дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .К - 600655, кл. G 01 К 7/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

4О 11 - 569878, кл. Я О1 К 13/08, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 596838, кл. 8 01 К 7/16, 13/08, 1976 (прототип).

870977

Заказ 8422 12 Тирам 9!0

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва,. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Куликов

Редактор О. Филиппова Техред A. Ач Корректор М, Шароши