Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do pomiaru rozkladu wartosci chwi¬ lowej indukcji magnetycznej w maszynach elek¬ trycznych pradu przemiennego.Stan techniki. Znany jest sposób pomiaru roz¬ kladu wartosci chwilowej indukcji magnetycznej w elementach obwodów magnetycznych maszyn elek¬ trycznych, zwlaszcza w strefach w poblizu szcze¬ lin, który polega na zasilaniu obwodu wzbudzania pradem stalym, którego wartosc odpowiada wybra¬ nym chwilom czasowym, przy zasilaniu pradem przemiennym.Wada sposobu jest to, ze nie odwzorowuje rzeczy¬ wistych rozkladów indukcji magnetycznej ze wzgle¬ du na pominiecie oddzialywania twornika oraz po¬ la magnetycznego od pradów wirowych. Ponadto wada tego sposobu jest prowadzenie pomiaru w stanie statycznym.Znany jest równiez sposób pomiaru rozkladu wartosci chwilowej indukcji magnetycznej w ele¬ mentach obwodów magnetycznych maszyn elektry¬ cznych, który polega na zasilaniu obwodu wzbu¬ dzenia pradem przemiennym i oscylografówanie przebiegów pradowych oraz indukcji magnetycznej za pomoca czujnika hallotronowego. Po sporzadze¬ niu oscylogramów wybiera sie odpowiednie war¬ tosci indukcji magnetycznej w wybranych chwilach czasowych.Wada tego sposobu jest duza pracochlonnosc spo¬ rzadzania rozkladu wartosci chwilowej indukcji 10 15 20 25 magnetycznej ze wzgledu na duza ilosc obliczen.Znany uklad do pomiaru rozkladu wartosci chwi¬ lowej indukcji magnetycznej w maszynach elek¬ trycznych pradu przemiennego zawiera przetwornik indukcji magnetycznej, korzystnie hallotronowy, któ rego wejscie pradowe jest polaczone z zasilaczem pradu stalego, zas sygnalowe wyjscie napieciowe polaczone jest poprzez wzmacniacz elektrycznego sygnalu pomiarowego z oscyloskopem oraz z reje¬ stratorem.Istota wynalazku. Sposób wedlug wynalazku po¬ lega na tym, ze w okreslonej chwili czasowej pra¬ du przemiennego zasilajacego maszyne elektryczna wyznacza, sie amplitude elektrycznego sygnalu po¬ miarowego proporcjonalnego do wartosci indukcji magnetycznej zmiennej w czasie i przestrzeni szcze¬ liny maszyny elektrycznej oraz z predkosci poru¬ szajacego sie przetwornika w okreslonym czasie wyznacza sie polozenie geometryczne punktu po¬ miarowego wzgledem wybranego punktu poczatko¬ wego w przestrzeni szczeliny, po czym wyznacza sie kolejne wartosci amplitud elektrycznego sygna¬ lu pomiarowego w wybranych kolejno punktach geometrycznych przestrzeni szczeliny i z obwiedni wyznaczonej przez wierzcholki amplitud elektrycz¬ nego sygnalu pomiarowego okresla sie rozklad war¬ tosci chwilowej indukcji magnetycznej w przestrze¬ ni szczeliny maszyny elektrycznej.Uklad wedlug wynalazku zawiera detektor przej¬ scia fazy pradu zasilajacego maszyne elektryczna 129 5943 129 S»4 4 przez zero, którego wejscie jest polaczone %z prze¬ twornikiem pradu przemiennego na sygnal elektry¬ czny, zas wyjscie jest polaczone z pierwszym wej¬ sciem komparatora cyfrowego, którego drugie wej- 1 scie jest polaczone z generatorem taktujacym, zas trzecie wejscie jest polaczone z blokiem zadawania 'wartosci chwili czafcowoj. Wyjscie komparatora cy¬ frowego jest polaczone z pierwszym wejsciem klu¬ cza analogowego, którego drugie wejscie jest pola¬ czone poprzez wzmacniacz sygnalu pomiarowego z przetwornikiem indukcji magnetycznej, przy czym z wyjscia klucza analogowego uzyskiwany jest sygnal impulsowy z modulacja amplitudy im¬ pulsów.Korzystnie jest, jesli wyjscie klucza analogowego jest polaczone poprzez filtr dolnoprzepustowy z analogowym wskaznikiem elektrycznym.Sposób i uklad wedlug wynalazku pozwalaja bez¬ posrednio uzyskac rozklad wartosci chwilowej in¬ dukcji magnetycznej w przestrzeni szczeliny w po¬ staci obwiedni wierzcholków amplitud sygnalu po¬ miarowego oraz pozwala na pomiar w warunkach dynamicznych w czasie ruchu maszyny elektrycz¬ nej. Ponadto wedlug wynalazku uzyskano mozli¬ wosc szybkiej identyfikacji miejsc w przestrzeni szczeliny, w których wystepuje odchylenie wartosci indukcja od wartosci zalozonej oraz dzieki zastoso¬ waniu bloku zadawania chwili czasowej uzyskano latwosc wyboru badanej chwili czasowej co pozwa¬ la na pomiar zjawisk brzegowych.Objasnienie rysunku. Przyklad stosowania spo¬ sobu jest blizej objasniony w oparciu o rysunek pozwalajacy lepiej zrozumiec proces jego stosowa¬ nia, przedstawiajacy na fig. 1 schemat blokowy przykladu wykonania ukladu do pomiaru rozkladu wartosci chwilowej indukcji magnetycznej w ma¬ szynach elektrycznych, na fig. 2a — przebieg cza¬ sowy, na wejsciu detektora przejscia pradu przez zero, zasilajacego maszyne elektryczna, na fig. 2b — przebieg czasowy impulsów na pierwszym wej¬ sciu zerujacym komparatora cyfrowego, fig. 2c — przebieg czasowy sygnalu pomiarowego z przetwor¬ nika, indukcji magnetycznej, na fig. 2d — przebieg czasowy sygnalu na pierwszym wejsciu klucza ana- logowego,,, na fig. 2e — przebieg czasowy sygnalu na wyjsciu klucza analogowego, na fig. 2f — prze¬ bieg czasowy podawany na wejscie wskaznika ana¬ logowego, na fig. 3a — rzeczywisty rozklad in¬ dukcji magnetycznej w przestrzeni szczeliny wzdluz dlugosci szczeliny silnika liniowego w chwili cza¬ sowej t = ti, na fig. 3b — przebieg czasowy impul¬ sów ó zmodulowanej amplitudzie zgodnie z rzeczy¬ wistym przebiegiem indukcji magnetycznej, zas na fig. 3c — przebieg czasowy sygnalu pomiarowego na wyjsciu analogowym.Przyklady wykonania wynalazków. Sposób we¬ dlug wynalazku polega na tym, wzbudnik maszyny elektrycznej zasila sie pradem przemiennym, które¬ go, wartosc chwilowa uwidoczniona jest na fig. 2a rysunku, po czym w przestrzeni szczeliny umiesz¬ cza, sie przetwornik indukcji magnetycznej PB, któ¬ ry stanowi sonda hallotronowa i w chwili, czasowej |*radu przemiennego t = ti, gdzie: i — jest liczba naturalna, wyznacza sie amplitude elektrycznego sygnalu pomiarowego proporcjonalnego do wartosci - indukcja magnetycznej zmiennej w czasie i prze¬ strzeni szczeliny za pomoca przetwornika PB, któ¬ rej wartosc chwilowa uwidoczniona jest na fig. 2c rysunku. 5 Równoczesnie mierzy sie predkosc poruszajacego sie przetwornika PB- w chwili czasowej. 'fc=tfc-i wy¬ znacza sie poczatkowe polozenie 1 ;= a geometrycz¬ ne punktu pomiarowego w* przestrzenTszczeliny.I Nastejpnie wyznacza sie czestotliwoscia — z okres- •T lonym opóznieniem t wzgledem stalego punktu okresu T wedlug rzeczywistego przebiegu, pokaza¬ nego na fig. 3a rysunku kolejne wartosci ampli¬ tud elektrycznego sygnalu pomiarowego za' pomo¬ ca przetwornika PB, uwidocznione na fig. 3b ry¬ sunku i okresla sie jednoczesnie polozenie geome¬ tryczne li punktów pomiarowych wzgledem punkJ tu poczatkowego w przestrzeni szczeliny, zas ob¬ wiednia uwidoczniona linia przerywana na fig. 3b rysunku, stanowi rzeczywisty przebieg chwilowych wartosci indukcji magnetycznej b okreslonej za¬ leznoscia: b = Bmax sin (ot — k • 1) gdzie: Bmax — wartosc maksymalna indukcji magnetycz¬ nej, a) pulsacja pradu zasilajacego maszyne elek¬ tryczna, t — okreslona chwila czasowa, k — wspól¬ czynnik, 1 — dlugosc przestrzeni szczeliny.Uwidoczniony na fig. 1 rysunku uklad zawiera detektor DT przejscia fazy pradu If przez zero, którego wejscie jest polaczone z przetwornikiem PP pradu If przemiennego na sygnal elektryczny.Wyjscie detektora DT jest polaczone z pierwszym wejsciem komparatora cyfrowego KC, którego dru¬ gie wejscie jest polaczone z generatorem taktuja¬ cym GT, zas trzecie wejscie jest polaczone z blo¬ kiem zadawania BZ wartosci chwili czasowej. Wyj*- scie komparatora KC jest polaczone z pierwszym wejsciem klucza analogowego KA, którego drugie wejscie jest polaczone poprzez wzmacniacz W sy¬ gnalu pomiarowego z przetwornikiem indukcji ma¬ gnetycznej PB; z którego wyjscia WY uzyskiwany jest sygnal impulsowy z modulacja amplitudy im¬ pulsów.Ponadto wyjscie WY klucza analogowego KA jest polaczone poprzez filtr dolno-przepustowy FD z analogowym wskaznikiem elektrycznym AW.Uklad dziala .w sposób nizej opisany. Elektrycz¬ ny sygnal pomiarowy z przetwornika PB o wartos¬ ci chwilowej uwidocznionej na fig. 2c rysunku, któ¬ ry umieszczony jest w przestrzeni szczeliny maszy¬ ny elektrycznej, jest wstepnie wzmocniony we wzmacniaczu W i podawany na wejscie klucza ana¬ logowego KA. Impulsy sterujace z komparatora cyfrowego KC, wyzwalajace klucz analogowy KA, pojawiaja sie z czestotliwoscia sygnalu podawanego na detektor DT, w okreslonej chwili czasowej ti, jak uwidoczniono na fig. 2d rysunku z przetworni¬ ka PP pradu If zasilajacego maszyne elektryczna, którego przebieg pokazano na fig. 2a rysunku, przez porównanie zadanego sygnalu wartosci chwili czasowej przez blok BZ z impulsami taktujacymi z generatora taktujacego GT w odstepach czaso- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60129 594 "wych T wyznaczonych przez impulsy zerujace po-., dawane z detektoraDT. * Na wyjsciu WY klucza analogowego KA uzysr- kiwany jest sygnal o przebiegu uwidocznionym na fig. 3b rysunku, którego pojedynczy impuls poka¬ zany jest na fig 2e rysunku, skladajacy sie z ciagu 1 .impulsów o czestotliwosci — powtarzania i o am- T piitudzie zaleznej od wielkosci sygnalu podawa¬ nego z przetwornika PB, lub analogowy przebieg sygnalu uwidoczniony na fig. 3c rysunku, po przej¬ sciu przez filtr dolno-przepustowy FD. Sygnal ten nastepnie podawany jest na elektryczny wskaznik analogowy AW, wycinek czasowy, którego pokaza¬ no na fig. 2tf rysunku.Uwidoczniony na fig. 2d rysunku, impuls klu¬ czujacy o szerokosci T jest tak dobrany, aby w tym czasie zmiana amplitudy sygnalu pomiarowego byla pomijalnie mala i spelniony zostal warunek: T gdzie: T — okres pradu zasilajacego maszyne elek¬ tryczna;, Ts — czas w jakim sonda pokonuje od¬ leglosc stanowiaca dlugosc szczeliny maszyny elek¬ trycznej.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru rozkladu wartosci chwilowej indukcji magnetycznej w maszynach elektrycznych pradu przemiennego za pomoca przetwornika in¬ dukcji magnetycznej, w którym wzbudnik zasila .sie pradem przemiennym, znamienny tym, ze w okreslonej chwili czasowej pradu przemiennego za¬ silajacego maszyne elektryczna wyznacza sie am¬ plitude elektrycznego sygnalu pomiarowego propor¬ cjonalnego do wartosci indukcja magnetycznej zmiennej w czasie i przestrzeni szczeliny maszyny 10 15 25 30 35 6 elektrycznej oraz z predkosci poruszajacego sie przetwornika w okreslonym czasie wyznacza sie polozenie geometryczne punktu pomiarowego wzgle¬ dem wybranego punktu poczatkowego w przestrze¬ ni szczeliny, po czym wyznacza sie kolejne warto¬ sci amplitud elektrycznego sygnalu pomiarowego w wybranych kolejno punktach geometrycznych prze¬ strzeni szczeliny i z obwiedni wyznaczonej przez wierzcholki amplitud elektrycznego sygnalu pomia¬ rowego okresla sie rozklad wartosci chwilowej in¬ dukcji magnetycznej w przestrzeni szczeliny ma¬ szyny elektrycznej. 2. Uklad do pomiaru rozkladu wartosci chwilo¬ wej indukcji magnetycznej w maszynach elektrycz¬ nych pradu przemiennego wyposazony w przetwor¬ nik indukcji magnetycznej na elektryczny sygnal pomiarowy oraz wzmacniacz elektrycznego sygna¬ lu pomiarowego, znamienny tym, ze zawiera de¬ tektor (DT') przejscia fazy pradu przez zero zasi¬ lajacego maszyne elektryczna, którego wejscie jest polaczone z przetwornikiem pradu przemiennego (PP), na sygnal elektryczny, zas wyjscie jest po¬ laczone z pierwszym wejsciem komparatora (KC), którego drugie wejscie jest polaczone z generato¬ rem taktujacym (GT), zas- trzecie wejscie jest po¬ laczone z blokiem zadawania (BZ) wartosci chwili czasowej, natomiast wyjscie komparatora (KC) jest polaczone z pierwszym wejsciem klucza analogowe¬ go (KA), którego drugie wejscie jest polaczone po¬ przez wzmacniacz sygnalu pomiarowego (W) z prze¬ twornikiem indukcji magnetycznej (PB), przy czym z wyjscia (WY) klucza analogowego (KA) uzyski¬ wany jest sygnal impulsowy z modulacja amplitu- iy impulsów. 3. Uiklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyjscie (WY) klucza analogowego (KA) jest pola¬ czone poprzez filtr dolno-przepustówy (FD) z ana¬ logowym wskaznikiem elektrycznym (AW). — _ PP,.J£ I^= / ¦" 1 1 1 1 1 .__GT__! —^- DT < 1 KC i BZ w r < KA 1 JL \ 'AW i ' 1 FD | 1 1 M 1 P PB ! i i ¦ ^ * WY FIG.1129 594 FIG. Za FIG.2b IB FIG.2c FIG. 2d FIG.2e FIG.2f k lB FIG.3a k W W FIG.3b mik Mm W W FIG.3C PZGraf. Koszalin A-1808 100 A-4 Cena 100 zl PL