Pierwszenstwo: 04 .III. 1967 Niemiecka Republika Demokratyczna Opublikowano: 25.IX.1971 63430 KI. 21d3,2 MKP H 02 h, 5/04 313: utfim Twórca wynalazku: Kurt Angermann Wlasciciel patentu: VEB Kombina t Elektromaschinenbau, Drezno (Niemiecka Republika Demokratyczna) Uklad do pomiaru i kontroli temperatury w ruchomych czesciach maszyn, zwlaszcza w uzwojeniach wirników maszyn elektrycznych Wynalazek dotyczy ukladu do pomiaru i kontroli tem¬ peratury w ruchomych czesciach maszyn, zwlaszcza w uzwojeniach wirników maszyn elektrycznych.Zwykle stosowane uklady do pomiaru lub nadzorowa¬ nia temperatur w ruchomych czesciach maszyn z zasto¬ sowaniem termoelementów albo zaleznych od tempera¬ tur oporników, których wartosci elektryczne sa kiero¬ wane . lub przenoszone poprzez, zestyki slizgowe, albo male nawrotniki do nieruchomych czesci maszyn, sa ogólnie znane; znane sa taz niedogodnosci zwiazane z ich stosowaniem.Ponadto znane jest kontrolowanie temperatury rucho¬ mych czesci maszyn, zwlaszcza uzwojen wirników ma¬ szyn elektrycznych, dokonywane za pomoca znanego mostka pomiarowego, w przekatnej którego umieszczo¬ ny jest generator pradu przemiennego. Jedna galaz tego mostka pomiarowego sklada sie z pojemnosci, która sta¬ nowia dwie wzgledem siebie ruchome elektrody, umo¬ zliwiajace w ten sposób przeplyw pradu przemiennego miedzy ruchomymi i nieruchomymi czesciami maszyn oraz z pólprzewodnikowego elementu oporowego, o do¬ brej przewodnosci w stanie zimnym umieszczonego mie¬ dzy obiema elektrodami stanowiacymi element przesy¬ lowy zawarty w kontrolowanym uzwojeniu wirnika, a ponadto galaz ta zawiera polowe pierwotnego uzwoje¬ nia transformatora. Druga galaz mostka sklada sie z drugiej polowy pierwotnego uzwojenia transformatora oraz z rezystancyjnych i pojemnosciowych elementów o regulowanych wartosciach.Po stronie wtórnej transformatora umieszczony jest 10 15 20 25 30 przyrzad sygnalizujacy wartosc graniczna, a reagujacy przy naruszeniu równowagi mostka pomiarowego.Jakkolwiek ten sposób kontroli temperatury stanowi znaczny postep w stosunku dó sposobu poprzednio opi¬ sanego, to jednak ma on te wade, ze nie nadaje sie do pomiaru temperatur. Przyczyna tego jest przede wszyst¬ kim to, ze mostek pomiarowy nie dopuszcza innej mo¬ zliwosci ukladu elementów pojemnosci przenoszenia i wskutek tego wielkosc sprzezenia pojemnosciowego jest ograniczona. Poza tym stosowanie rezystancyjnego elementu oporowego jako czujnika temperatury w mo¬ stku pomiarowym prowadzi do tego, ze wynikowa wiel¬ kosc pomiaru podlega stosunkowo malej zmianie — co mozna porównac z tlumieniem w obwodzie rezonanso¬ wym — wobec czego pomiar temperatury w szerszym zakresie jest równiez niemozliwy.Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogodnosci, oraz utworzenie takiego ukladu do pomiaru temperatur i do ich kontrolowania w ruchomych czesciach maszyn, a zwlaszcza w uzwojeniach wirników maszyn elektrycz¬ nych, który umozliwilby szybki pomiar temperatury we wszystkich miejscach najbardziej goracych, a przynaj¬ mniej we wszystkich miejscach krytycznych wzrostów temperatury, przy czym dokonany w tym celu naklad nie powinien przekraczac uzasadnionej ekonomicznie Wielkosci, okreslonej w stosunku do wartosci maszyny majacej byc przedmiotem kontroli.Wedlug wynalazku osiaga sie to przez to, ze w ru¬ chomej czesci maszyny umieszcza sie jeden lub kilka obwodów rezonansowych. Wlasciwosc elementu pojem- 634303 63430 4 nowelowego polegajaca na jego zaleznosci od temperatu¬ ry, gdzie indziej niedogodna, jest tu celowo wykorzy¬ stana w ten sposób, ze elementy pojemnosciowe sa w tym przypadku umieszczone w obwodach rezonansowych jako czujniki temperatury. Ponadto obwody rezonansowe sa polaczone elektrycznie z jednej strony z ruchoma czescia maszyny, a z drugiej strony, kazdy z jedna cze¬ scia umieszczonego w najbardziej goracym punkcie ma¬ szyny jednego lub kilku pojemnosciowych elementów przenoszenia.Przy nieruchomej czesci maszyny inna czesc lub inne czesci indukcyjnych i pojemnosciowych elementów prze¬ noszenia sa polaczone elektrycznie z generatorem pradu zmiennego w celu wzbudzenia obwodu rezonansowego lub obwodów rezonansowych, a w celu pomiaru tem¬ peratury, i z oscylografem, natomiast w celu kontroli temperatury, z przyrzadem sygnalizujacym wartosc gra¬ niczna.W przypadku stosowania kilku nieruchomych elemen¬ tów przenoszenia zawierajacych indukcyjnosc i pojem¬ nosc, szczególnie korzystne jest, gdy polaczy sie je z przelacznikiem. Ponadto jest rzecza korzystna, jezeli przelacznik uruchamia sie za pomoca impulsów w jed¬ nakowych odstepach czasu.Jezeli pojemnosci obwodów rezonansowych maja wieksza od wymaganej tolerancje wartosci, to mozliwe jest dolaczenie pojemnosciowych i indukcyjnych ele¬ mentów nastawczych o regulowanej wartosci, przy czym powinno sie zwracac uwage na to, aby ich stale tempe¬ raturowe byly jednakowe^ Do wzbudzenia obwodów re¬ zonansowych specjalnie korzystny jest regulowany ge¬ nerator pradu przemiennego wysokiej czestotliwosci.Wedlug wynalazku jest rzecza korzystna, aby pojem¬ nosciowe elementy przenoszenia stanowily elektrody w postaci plytek metalowych, których wymiary sa male w porównaniu do wymiarów czesci maszyny, od których sa izolowane. ' Tak samo stosunkowo male wymiary maja indukcyjne elementy przesylowe, wykonane w postaci cewefk, z rdze¬ niem zelaznym lub niezelaznym.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, na którym fig., 1 przedstawia zasadniczy schemat ukla¬ du do pomiaru temperatury oraz sposób dzialania tego ukladu, fig. 2 schemat odmiany wykonania ukladu do pomiaru temperatury i jej kontroli, fig. 3 schemat ukla¬ du do pomiaru temperatury i jej kontroli w wirniku maszyny elektrycznej ze stosunkowo nielicznymi miej¬ scami pomiaru, a fig. 4 schemat ukladu do pomiaru temperatury i jej kontroli w wirniku maszyny elektrycz¬ nej ze znacznie wieksza liczba miejsc pomiaru oraz z zastosowaniem przelacznika.W przykladzie wykonania wedlug fig. 1 kondensa¬ tor 1, dzialajacy jako czujnik temperatury — stanowi wraz z cewka 2 obwód rezonansowy. Ten obwód rezo¬ nansowy umieszczony jest lacznie z elektrycznie pola¬ czona elektroda 5 pojemnosciowego elementu przesylo¬ wego w ruchomej czesci maszyny, co jest zaznaczone przez szczeline powietrzna 6. Wzbudzenie obwodu re¬ zonansowego nastepuje od strony nieruchomej czesci maszyny z umieszczonym generatorem akustycznym 4 poprzez sprzezenie cewki 3 z cewka 2 obwodu rezonan¬ sowego. Z czego wynika, ze cewka 2 obwodu rezonan¬ sowego i cewka sprzegajaca 3 tworza indukcyjny ele¬ ment przenoszenia.Poza tym w nieruchomej czesci maszyny umieszczo¬ na jest elektroda 7, która wraz z elektroda 5 stanowi pojemnosciowy element przenoszenia, przy czym elek¬ trody 5 i 7 sa wykonane ze stosunkowo niewielkich w porównaniu do wymiarów maszyny plytek metalowych,. 5 izolowanych elektrycznie od czesci maszyny. Elektroda 7 jest polaczona elektrycznie z oscylografem 8. Uklad ten dziala w nastepujacy sposób: Cewka sprzegajaca 3 jest zasilana napieciem prze¬ miennym z generatora akustycznego 4. W chwili prze¬ suwania sie cewki 2 obok cewki sprzegajacej 3 napiecie przemienne zostaje indukowane w obwodzie rezonanso¬ wym, skladajacym sie z kondensatora liz cewki 2. Po¬ niewaz zaleznie od temperatury otoczenia, kondensator 1 zmienia swa pojemnosc, przeto czestotliwosc rezonan¬ sowa obwodu rezonansowego podlega równiez zmianie zaleznie od temperatury.Jezeli generator akustyczny 4 jest nastrojony na taka czestotliwosc, która przy maksymalnie dopuszczalnej temperaturze odpowiada czestotliwosci rezonansowej ob¬ wodu rezonansowego, to na jednej elektrodzie 5 kon¬ densatora powstaje stosunkowo wysokie napiecie, wsku¬ tek czego pojawiaja sie na drugiej elektrodzie 7 tegoz kondensatora, ladunki elektryczne, przy czym wartosc tego napiecia jest odczytywana na oscylografie 8 jako wielkosc pomiarowa temperatury. W przypadku tylko lekkiego ogrzania, napiecie przylozone do elektrody 5 jest niewielkie, jednak nalezy je oczywiscie równiez od¬ czytac na oscylografie jako wielkosc pomiarowa tempe¬ ratury. Mozliwe jest równiez ustalenie zaleznej od tem¬ peratury czestotliwosci rezonansowej obwodu rezonan¬ sowego za pomoca generatora akustycznego 4, ponie¬ waz czestotliwosc ta jest miara wielkosci temperatury.W przykladzie wykonania wedlug fig. 2 generator akustyczny 22 jest polaczony elektrycznie z nieruchoma elektroda 21, stanowiaca wraz z umieszczona w rucho¬ mej czesci maszyny elektroda 19 pojemnosciowy element przenoszenia. W tym przykladzie wykonania, pojemno¬ sciowy element przenoszenia sluzy posrednio do wzbu¬ dzenia obwodu (rezonansowego, skladajacego sie z kon¬ densatora 11 i z cewki 13.Naprzeciwko ruchomej cewki 13 umieszczona jest nieruchoma cewka sprzegajaca 14, przy czym otTie te icewki stanowia tu indukcyjny element przenoszenia. Ce¬ cha znamienna tego obwodu jest równiez szczelina po¬ wietrzna 20. Napiecie jako wielkosc pomiarowa tempe¬ ratury jest odczytywane na oscylografie 15 tak jak w przykladzie wedlug fig. 1.Poza tym, równolegle do oscylografu 15 wlaczony jest czujnik wartosci granicznej 16, którym na przyklad moze byc najkorzystniej tyratron 17, albo tez znany uklad pólprzewodnikowy. W ten sposób obok pomiaru temperatury zapewniona jest jej kontrola, gdyz przy okreslonym maximum napiecia tyratron 17 przestaje przewodzic wskutek czego nastepuje przerwa w elek¬ trycznym obwodzie wobec czego styk 18 przerywa do¬ plyw energii do kontrolowanej maszyny. W obwodzie rezonansowym umieszczony jest tez nastawialny kon¬ densator dostrojczy 12 (trymer) umozliwiajacy dostroje¬ nie pojemnosci 11 obwodu rezonansowego.Schemat na fig. 3 pokazuje zastosowanie ukladu we¬ dlug wynalazku w wirniku 31 maszyny elektrycznej.Kondensatory 32 sluzace jako czujniki temperatury sa umieszczone bezposrednio w miejscach lub w poblizu miejsc krytycznych pomiaru temperatury, natomiast 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 • • ' " .• *-¦,'-,'¦.-¦0'¦*¦¦.'¦-. ^'•4*5 63430 6 elektrody 33 i cewki 34 znajduja sie w lub na klinach np. magnetycznych wirnika 31.Na albo w klinach np. magnetycznych, nie uwidocz¬ nionego na rysunku, stojana maszyny elektrycznej, za¬ mocowana jest elektroda 36 i cewka sprzegajaca 35, przy czym generator akustyczny 37 wzbudza pojemno- sciowo poprzez elektrode 36 i elektrody 33 poszczegól¬ ne obwody rezonansowe, a napiecie pomiarowe zostaje przeniesione indukcyjnie z cewek 34 na cewke 35.Z uwagi na to, ze w wirniku wedlug fig. 4 zastoso¬ wano znacznie wiecej punktów pomiarowych w postaci kondensatorów 44, 47 i 50, dzialajacych jako czujniki temperatury a stanowiacych wraz z cewkami- 42, 45 al¬ bo 48 oraz wlaczonymi elektrodami 43, 46 albo 49 kaz¬ dorazowo w obwód rezonansowy, przeto w nie uwidocz¬ nionym na rysunku stajanie maszyny elektrycznej znaj¬ duja sie trzy miejsca pomiarowe, okreslone przez elek¬ trody '51,, 53 i 55, które z cewkami sprzegajacymi '52, 54 i 56, kazdorazowo sa laczone poprzez przelacznik 57 z generatorem akustycznym 58 i z przewodem pomiaro¬ wym 59.Pojemnosciowe i indukcyjne elementy przenoszenia umieszcza sie w maszynach elektrycznych nie tylko w lub na klinach magnetycznych wpuszczanych, lecz tak¬ ze w wielu innych miejscach, na przyklad na stronie czolowej wirnika. PL