Pierwszenstwo: 59893 KI. 21 e, 21/00 MKP GOlr Opublikowano: 30.Y.1970 CZYTELNIA UKD Urzedu Poientowego Polskiej IzecTTPBielie) \.i:,m\ Wspóltwórcy wynalazku: doc. hab. dr inz. Jerzy Sawicki, doc. hab. dr inz.Alojzy Spichalski Wlasciciel patentu: Politechnika Gdanska (Katedra Miernictwa Elektrycz¬ nego), Gdansk (Polska) Urzadzenie do pomiaru mocy ustrojami elektromagnetycznymi Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do po¬ miaru mocy ustrojami elektromagnetycznymi.Stosowane obecnie watomierze elektrodynamiczne maja dobra dokladnosc, sa jednak dosc kosztowne.Organem ruchomym jest w nich cewka, do której prad trzeba doprowadzic i odprowadizc, zapewnia¬ jac jednoczesnie zachowanie dobrej izolacji calego ustroju wzgledem uziemionej masy przyrzadu.Rzutuje to oczywiscie niekorzystnie na niezawodnosc przyrzadu. Bardziej niezawodne sa watomierze in¬ dukcyjne, w których organem ruchomym jest tarcza aluminiowa. Dodatkowa zaleta mierników indukcyj¬ nych jest mozliwosc otrzymania podzialki wielkoka- towej o rozpietosci nawet rzedu 300°, trudnej do uzyskania w dokladnych przyrzadach elektrodyna¬ micznych.Dokladnosc watomierzy indukcyjnych jest jednak gorsza. Mierniki oparte na zastosowaniu prostowni¬ ków lub termoprzeksztaltników charakteryzuja sie niewystarczajaca dokladnoscia lub zbyt mala prze- ciazalnoscia dla zastosowania w przemyslowych ukladach pomiarowych.Celem wynalazku jest opracowanie urzadzenia do pomiaru mocy, które zapewnialoby dobra do¬ kladnosc i duza niezawodnosc a jednoczesnie mo¬ zliwosc uzyskania podzialki wielkokatowej.Cel ten zostal osiagniety przez to, ze ustrój elek¬ tromagnetyczny posiadajacy dwie cewki o zgod¬ nych kierunkach wytwarzanych natezen pola ma¬ gnetycznego i dwa dalsze ustroje elektromagne¬ tyczne wyposazone w pojedyncze cewki maja organ 10 25 30 ruchomy tych trzech ustrojów sztywno polaczony z urzadzeniem wskazujacym, urzadzeniem zwraca¬ jacym i tlumikiem. W odmianie urzadzenia cel ten zostal osiagniety przez to, ze zamiast trzech ustro¬ jów elektromagnetycznych jest zastosowany jeden ustrój elektromagnetyczny o dwu cewkach wytwa¬ rzajacych natezenie pola magnetycznego skierowa¬ ne zgodnie i drugi ustrój elektromagnetyczny o dwu cewkach wytwarzajacych pola magnetyczne skiero¬ wane przeciwnie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 oznacza schemat urzadzenia z trzema ustrojami elektromagnetycznymi a fig. 2 — schemat urzadze¬ nia z dwoma ustrojami elektromagnetycznymi.Przedstawiony na fig. 1 pierwszy ustrój elektro- magnetyczny 1 posiada pierwsza cewke 2 i druga cewke 3 o zgodnych kierunkach wytwarzanych natezen pola magnetycznego. Liczby zwojów i prze¬ kroje drutu w obu cewkach moga byc rózne. Drugi ustrój elektromagnetyczny 4 ma jedna cewke 5 podobnie jak trzeci ustrój elektromagnetyczny 6, wyposazony w pojedyncza cewke 7. Urzadzenie wskazujace 8 reaguje na wypadkowy moment pierwszego, drugiego i trzeciego ustroju elektro¬ magnetycznego 1, 4, 6 oraz urzadzenia zwracajace¬ go 9 np. sprezynki.Zwroty momentów wytwarzanych przez ustrój elektromagnetyczny 4 i 6 oraz urzadzenie zwraca¬ jace 9 sa jednakowe i przeciwne do zwrotu mo¬ mentu wywiazujacego sie w pierwszym ustroju 598933 elektromagnetycznym 1. We wszystkich tych trzech ustrojach elektromagnetycznych wartosc pochodnej indukcyjnosci wzgledem odchylenia jest jednakowa i stala, niezalezna od aktualnego wskazania. Kon¬ strukcja drugiego ustroju elektromagnetycznego 4 jest tak dostosowana do pierwszego ustroju elektro¬ magnetycznego 1, ze przy przepuszczeniu tego sa¬ mego pradu przez pierwsza cewke pierwszego ustroju elektromagnetycznego 2 oraz cewke drugie¬ go ustroju elektromagnetycznego 5, a wylaczonych pozostalych cewkach wypadkowy moment napedo¬ wy ma wartosc zerowa niezaleznie od polozenia organu ruchomego.Pola magnetyczne obu tych cewek maja w prze¬ strzeni kierunki przeciwne. Trzeci ustrój elektro¬ magnetyczny 6 jest tak dobrany do pierwszego ustroju elektromagnetycznego 1, ze przy przeply¬ wie tego samego pradu przez druga cewke pierw¬ szego ustroju elektromagnetycznego 3 oraz cewke trzeciego ustroju elektromagnetycznego 7 a wyla¬ czonych pozostalych cewkach wypadkowy moment napedowy ma wartosc zerowa niezaleznie od po¬ lozenia organu ruchomego.Pola magnetyczne obu tych cewek maja w prze¬ strzeni kierunki przeciwne. Przez jeden szeregowy zespól cewek przepuszcza sie prad proporcjonal¬ ny i zgodny w fazie z pradem obiektu badanego, a przez drugi szeregowy zespól cewek — prad pro¬ porcjonalny i zgodny w fazie z napieciem na obiek¬ cie badanym. Urzadzenie ma wlasciwosci wato- mierza o budowie astatycznej, zmniejszajacej wplyw obcych pól magnetycznych.W odmianie urzadzenia pokazanego na fig. 2 pierwszy ustrój elektromagnetyczny 1 posiada pierwsza cewke 2 i druga cewke 3 o zgodnych kie¬ runkach wytwarzanych natezen pola m?^etyczne¬ go. Liczby zwojów i przekroje drutu w obu tych cewkach moga byc rózne. Drugi ustrój elektroma¬ gnetyczny 11 ma trzecia cewke 12 i czwarta cew¬ ke 13 o przeciwnych kierunkach wytwarzanych natezen pola magnetycznego.Liczby zwojów i przekroje drutu w obu tych cewkach moga byc rózne. Urzadzenie wskazujace 8 reaguje na wypadkowy moment pierwszego i dru¬ giego ustroju elektromagnetycznego 1, 11 oraz urzadzenia zwracajacego 9 np. sprezynki. Wyga¬ szanie drgan zapewnia tlumik 10. Zwroty momen¬ tów wytwarzanych przez drugi ustrój elektroma¬ gnetyczny 11 oraz urzadzenie zwracajace 9 sa jed¬ nakowe i przeciwne do zwrotu momentu wytwa¬ rzanego przez pierwszy ustrój elektromagnetycz¬ ny 1. Oba ustroje elektromagnetyczne 1 i 11 sa tak dobrane do siebie, ze przy przeplywie tego samego pradu przez pierwsza i trzecia cewke 2 i 12 a wy¬ laczonych pozostalych cewkach wypadkowy mo¬ ment ma wartosc zerowa niezaleznie od polozenia organu ruchomego.To samo odnosi sie do przypadku, gdy jednako- 59893 4 wy prad przeplywa przez druga i czwarta cewke; 3 i 13 a wylaczonych pozostalych cewkach. Przez jeden szeregowy zespól cewek przepuszcza sie prad proporcjonalny i zgodny w fazie z pradem obiektu 5 badanego, a przez drugi szeregowy zespól cewek — prad proporcjonalny i zgodny w fazie z napieciem na obiekcie badanym.Urzadzenie ma wlasciwosci watomierza nieasta- tycznego ale daje dwa razy wiekszy moment nape- 10 dowy od wariantu z trzema ustrojami elektroma¬ gnetycznymi. Dzieki temu uzyskuje sie duzo lepsza wartosc wspólczynnika jakosci czyli uzytkowosci przyrzadu.Urzadzenie wedlug wynalazku pozwala otrzymac 15 miernik o dobrej dokladnosci i niezawodnosci. Mo¬ zliwe tez jest uzyskanie podzialki wielkokatowej o rozpietosci rzedu 300°. Urzadzenie jpbucjowahe jest z elementów, których produkcja jest ?nana, a ko¬ nieczne zmiany nie nastreczaja specjalnych trud- 20 nosci. Wymienione zalety maja istotne znaczenie ze wzgledu na coraz wieksze rozpowszechnianie sie ukladów i przyrzadów do pomiaru mocy w urza¬ dzeniach przemyslowych. 25 PL