Opublikowano: 31JII.l 969 57094 Zle $S/bZ MKP 604* ISfa, UKD Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Slawoj Gwiazdowski, prof. dr Marian Lapinski Wlasciciel patentu: Politechnika t Warszawska (Katedra Elektrotechniki Teoretycznej „A"), Warszawa (Polska) Mechanizm do doswiadczalnego kompensowania wplywu indukcyjnosci szczatkowych uzwojen szerokopasmowego transformatora róznicowego Przedmiotem wynalazku jest mechanizm do do¬ swiadczalnego kompensowania wplywu indukcyj¬ nosci szczatkowych uzwojen szerokopasmowego transformatora róznicowego stosowanego w me¬ trologii.Dotychczas stosowane w ukladach róznicowych transformatory róznicowe nie mialy skompensowa¬ nego wplywu parametrów szczatkowych uzwojen na stalosc przekladni pomiarowej w funkcji cze¬ stotliwosci. Uklady takie mogly pracowac w was¬ kim pasmie czestotliwosci, a w przypadku posze¬ rzania zakresu pasma stosowane byly korekcje przekladni osobno dla kazdej czestotliwosci pracy na przyklad przy pomocy zaczepów uzwojen, zmia¬ ny rezystancji lub pojemnosci uzwojen. Uniemo¬ zliwialo to prace impulsowa ukladu, wymagajaca stalosci przekladni w funkcji czestotliwosci, oraz utrudnialo pomiary i zmniejszalo ich dokladnosc.Aby transformator róznicowy mógl pracowac w szerokim pasmie czestotliwosci miedzy jego uzwo¬ jeniami musi byc zachowana symetria magnetycz¬ na i elektryczna ze wspólczynnikiem równym przekladni pomiarowej i zwojowej transformatora.Najtrudniej spelnic jest warunek symetrii wy¬ padkowych indukcyjnosci szczatkowych uzwojen glównych, gdyz indukcyjnosc wzajemna rozprosze¬ nia w rózny sposób dodaje sie do wlasnych induk¬ cyjnosci szczatkowych uzwojen. Wymaga to nie¬ symetrycznej budowy uzwojen transformatora.Ponadto indukcyjnosci rozproszen nie daja sie do- 10 15 20 25 30 kladnie obliczyc. A zatem konieczna jest doswiad¬ czalna symetryzacja wypadkowych indukcyjnosci rozproszen uzwojen glównych szerokopasmowego transformatora róznicowego.W znanym rozwiazaniu szerokopasmowego tran¬ sformatora róznicowego z rdzeniem plaszczowym kazde z trzech uzwojen nawiniete jest na osobnym karkasie, uzwojenia te nachodza jedno na drugie przy czym ustawienie ich posiada os symetrii, a nie posiada srodka symetrii. Celem skompensowa¬ nia wplywu indukcyjnosci rozproszen na stalosc przekladni pomiarowej w funkcji czestotliwosci karkasy te mozna przesuwac recznie wraz z uzwo¬ jeniami wzgledem siebie i wzgledem rdzenia.Jednak reczne przesuwanie uzwojen jest bardzo niedogodne. W przypadku rdzenia plaszczowego uzwojenia umieszczone sa na srodkowej kolumnie i przechodza przez okna rdzenia. Konce uzwojen wewnatrz okien zblizone sa do jarzm rdzenia, przez co czesc strumienia magnetycznego przebie¬ gajacego w powietrzu w obrebie uzwojen po wyj¬ sciu z uzwojenia przebiega czesciowo przez jarz¬ mo rdzenia i boczne kolumny. Jest to efekt zbli¬ zenia uzwojen do jarzma. Przesuwajac uzwojenia zmienia sie odleglosc konców uzwojen od jarzma, zmienia isie zatem strumien szczatkowy i zwiaza¬ na z nim indukcyjnosc szczatkowa wlasna uzwo¬ jenia. Wskutek tego bardzo trudno jest dokladnie skompensowac wplyw indukcyjnosci szczatkowych wlasnych i wzajemnych na stalosc przekladni 5709457094 Jpwe, a fig. 2^ rzut poziomy transformatora uzwege^icjhfi mechanizmami srubowymi d transformatora róznicowego w funkcji czestotli¬ wosci, gdyz minimalne przesuniecie uzwojenia po¬ woduje znaczne zmiany wartosci indukcyjnosci rozproszenia.Celem wynalazku jest usuniecie niedogodnosci recznego przesuwania uzwojen i umozliwienie bar¬ dziej precyzyjnego skompensowania wplywu in¬ dukcyjnosci rozproszen.Cel ten osiagnieto przez zastosowanie mechaniz¬ mu srubowego sluzacego do wzdluz osiowego prze¬ suwania uzwojen wraz z ich karkasami.Na ryauofcu, fig. 1 przedstawia pólprzekroje pio- wraz _ do ich przesuwania.Uzwojenie pierwsze 1 nawiniete jest na karka¬ sie 9 i obejmuje czescia swej dlugosci uzwojenie drugie 2 nawiniete na karkasie 10, które z kolei obejmuje czescia swej dlugosci uzwojenie trzecie 3 nawiniete na karkasie 11 nalozonym na srodko¬ wa kolumne rdzenia plaszczowego 8 transformato¬ ra róznicowego. Do uzwojenia pierwszego 1 do¬ klejone sa dwie plaskie listwy prowadzace 12 i przykrecone srubami 25 do plytki 17 laczacej list¬ wy. Analogicznie do uzwojenia drugiego 2 dokle¬ jone sa dwie listwy prowadzace 13, (krótsze od listw 12) i przykrecone srubami 25' do plytki 18, a do uzwojenia trzeciego 3 dwie listwy prowa¬ dzace 14 przykrecone srubami 25" do plytki 19 przy czym listwy 12 i 13 wyprowadzane sa wzdluz osi symetrii ukladu w jedna strone, a listwy 14 w strone przeciwna.Listwy prowadzace 12, 13 wykonane sa z ma¬ terialów o wlasnosciach dielektrycznych. Rdzen 8 transformatora znajduje sie w obudowie 16 z dielektryka w ksztalcie prostokatnej ramy i umo¬ cowany jest czterema nakladkami 15 dielektryka w postaci pasków, których wystepy unieruchamia¬ ja boczne jarzma rdzenia. Sruba 20 z lbem plas¬ kim przechodzaca przez otwór w plytce 17 i wkre¬ cona w plytke 18 mozna przesuwac uzwojenie pierwsze 1 wzgledem uzwojenia drugiego 2. Sru¬ bami 21 przechodzacymi przez otwory w plytce 18 rozstawionymi symetrycznie wzgledem osi i wkre¬ conymi w obudowe 16 mozna przesuwac jedno¬ czesnie oba uzwojenia pierwsze 1 i drugie 2 wzgle¬ dem rdzenia 8 i wzgledem uzwojenia trzeciego 3.Sruba 22 przechodzaca przez otwór w plytce 19 zmienia sie polozenie uzwojenia trzeciego 3 wzgle¬ dem rdzenia 8 i pozostalych uzwojen 1 i 2. Spre¬ zyny 23 nalozone na sruby 20, 21 i 22 umozliwiaja przesuw uzwojen przy wykrecaniu srub. Nakladki 15 przykrecone sa do obudowy 16 od góry sruba¬ mi 26 a od dolu wspornikami 24 zakonczonymi gwintem i sluzacymi do zamocowania transforma¬ tora róznicowego do obudowy.Uzwojenia wraz z karkasami nalozone sa na sie¬ bie kolejno: uzwojenie pierwsze 1 na uzwojenie drugie 2 i uzwojenie drugie 2 na uzwojenie trze¬ cie 3. Uzwojenie trzecie 3 nalozone jest na srod¬ kowa kolumne rdzenia plaszczowego. Uzwojenia wraz z karkasami mozna przesuwac wzgledem osi.W obrebie okna karkasy uzwojen zewnetrznych nalozone sa na uzwojenia znajdujace sie blizej srodkowej kolumny rdzenia. Natomiast w obsza¬ rze poza oknem miedzy uzwojenie trzecie 3 a uz¬ wojenie drugie 2 wprowadzone sa listwy przesu¬ wajace uzwojenie trzecie 3. Podobnie miedzy uz¬ wojenia drugie 2 i pierwsze 1 wprowadzone sa 5 listwy przesuwajace uzwojenie drugie 2. Listwy przesuwajace uzwojenie pierwsze 1 dolaczone sa na zewnatrz do tego uzwojenia 1. Ich konce sa doklejone do przesuwanego uzwojenia na przyklad klejem epoksydowym. 10 Przeciwne konce listw sa przykrecone lub do¬ klejone do plytek, które mozna zblizac lub odda¬ lac od rdzenia lub innych plytek przez wkrecanie lub odkrecanie srub w obudowe transformatora lub plytke przesuwajaca listwy. Wkrecajac srube 15 20 w plytke 18 polaczona z listwami 13 uzwojenia drugiego 2, przesuwa sie plytke 17 polaczona z listwami 12 uzwojenia pierwszego 1, a zatem prze¬ suwa sie uzwojenie pierwsze 1 wzgledem uzwoje¬ nia drugiego 2 czyli reguluje sie indukcyjnosc 20 szczatkowa wzajemna miedzy tymi uzwojeniami 1 i 2.Wkrecajac sruby 21 w obudowe 16 transforma¬ tora przesuwa sie plytke 18 a zatem przesuwa sie uzwojenie pierwsze 1 i drugie 2 w oknie trans- 25 formatora, przy czym uzwojenia oba te 1 i 2 nie przesuwaja sie wzgledem siebie. Przy przesuwa¬ niu uzwojen pierwszego 1 i drugiego 2 w oknie rdzenia koniec jednego uzwojenia zbliza sie do jarzma rdzenia, a przeciwny koniec drugiego 30 uzwojenia oddala sie od jarzma rdzenia. Wskutek tego indukcyjnosc szczatkowa wlasna pierwszego uzwojenia rosnie, a drugiego maleje. Jednoczesnie zmieniaja sie szczatkowe opornosci strat w rdze¬ niu ferromagnetycznym wnoszone do obwodów obu 35 tych uzwojen 1 i 2. Wkrecajac srube 22 w obudo¬ we 16, przesuwa sie plytke 19, a zatem przesuwa sie uzwojenie trzecie* 3 wzgledem uzwojen pierw¬ szego l i drugiego 2, przez co reguluje sie szczat¬ kowe indukcyjnosci wzajemne miedzy uzwojenia- 40 mi trzecim 3 i drugim 2, trzecim 3 i pierwszym 1.Przy wykrecaniu srub, plytki i odpowiednie uzwo¬ jenia przesuwane sa przez sprezyny 23.Wprawdzie znane sa rózne mechanizmy srubowe regulujace ustawienie elementów urzadzen, to jed- 4g nak zastosowanie mechanizmu srubowego do prze¬ suwania uzwojen transformatora róznicowego wno¬ si nowe wlasciwosci uzytkowe.Pozwala bowiem dokladnie skompensowac wplyw indukcyjnosci szczatkowych uzwojen na stalosc 50 przekladni transformatora róznicowego w funkcji czestotliwosci, dzieki czemu uzyskuje sie: niezalez¬ nosc przekladni transformatora róznicowego od czestotliwosci, wieksza czulosc pomiarów ukladem róznicowym w szerokim pasmie czestotliwosci, 55 wieksza dokladnosc pomiarów rozszerzenie zakre¬ su stosowalnosci wzorców na mierzone wartosci wielokrotne i podwielokrotne w szerokim pasmie czestotliwosci, uproszczenie pomiarów i skrócenie czasu pomiarów oraz uzyskuje sie mozliwosc za- 60 stosowania ukladu róznicowego przy pomiarach impulsowych. PL