RU2073250C1 - Method and device for determining dynamic induction of reactor - Google Patents
Method and device for determining dynamic induction of reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2073250C1 RU2073250C1 RU93019289A RU93019289A RU2073250C1 RU 2073250 C1 RU2073250 C1 RU 2073250C1 RU 93019289 A RU93019289 A RU 93019289A RU 93019289 A RU93019289 A RU 93019289A RU 2073250 C1 RU2073250 C1 RU 2073250C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- current
- harmonic
- inductance
- measured
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроизмерениям, и предназначено для мощных реакторов с магнитопроводом (сглаживающих, индуктивных накопителей энергии). The invention relates to electrical engineering, namely to electrical measurements, and is intended for powerful reactors with a magnetic circuit (smoothing, inductive energy storage).
В рабочем режиме ток реактора содержит постоянную и переменную составляющие. Поэтому определение динамической индуктивности проводят при постоянном токе с наложенным на него сравнительно небольшим заданным током основной гармоники. Так номинальная динамическая индуктивность определяется при номинальном постоянном токе и нормированном токе гармоники. In operating mode, the reactor current contains constant and alternating components. Therefore, the determination of the dynamic inductance is carried out at constant current with a relatively small specified current of the fundamental harmonic imposed on it. So the rated dynamic inductance is determined at a rated direct current and a normalized harmonic current.
Известен способ определения динамической индуктивности, согласно которому измеряют действующие значения напряжения и тока основной гармоники при одновременном протекании по реактору постоянного и переменного токов. Динамическая индуктивность определяется как отношение напряжения к произведению тока и угловой частоты гармоники. A known method for determining the dynamic inductance, according to which measure the effective values of the voltage and current of the fundamental harmonic while simultaneously flowing through the reactor direct and alternating currents. Dynamic inductance is defined as the ratio of voltage to the product of current and the angular frequency of the harmonic.
Устройство для реализации указанного способа содержит два источника, один из которых постоянного тока, другой переменного тока частоты гармоники, реактор, индуктивность которого определяется, фильтр, блокирующий протекание переменного тока через источник постоянного тока, и конденсатор, блокирующий протекание постоянного тока через источник переменного тока. A device for implementing this method contains two sources, one of which is direct current, the other is an alternating current of harmonic frequency, a reactor whose inductance is determined, a filter that blocks the flow of alternating current through a direct current source, and a capacitor that blocks the flow of direct current through an alternating current source.
Источник постоянного тока подсоединен к реактору через фильтр. A DC source is connected to the reactor through a filter.
Источник переменного тока подключен к реактору через конденсатор. Устройство содержит приборы: амперметр, включенный последовательно с источником переменного тока, который измеряет действующий ток гармоники; вольтметр, включенный параллельно источнику переменного тока, который измеряет действующее напряжение гармоники; частотомер, подключенный параллельно источнику переменного тока для измерения частоты гармоники. The AC source is connected to the reactor through a capacitor. The device contains devices: an ammeter connected in series with an alternating current source, which measures the effective harmonic current; a voltmeter connected in parallel with an AC source that measures the effective harmonic voltage; a frequency meter connected in parallel with an AC source to measure the harmonic frequency.
Действующий ток гармоники, измеряемый амперметром, равен току реактора лишь при условии, что фильтр имеет весьма большое сопротивление для гармоники (теоретически бесконечно большое). На практике в качестве фильтра используется вспомогательный реактор, и выполнить его с индуктивным сопротивлением, значительно превосходящим сопротивление испытуемого реактора, как правило, не представляется возможным. Поэтому амперметр измеряет сумму токов реакторов основного (индуктивность которого определяется) и вспомогательного. The effective harmonic current, measured by an ammeter, is equal to the current of the reactor only under the condition that the filter has a very high resistance for harmonic (theoretically infinitely large). In practice, an auxiliary reactor is used as a filter, and it is usually not possible to perform it with an inductive resistance much higher than the resistance of the test reactor. Therefore, the ammeter measures the sum of the currents of the main reactors (whose inductance is determined) and auxiliary.
Вольтметр измеряет действующее напряжение гармоники на реакторе лишь при условии, что емкостное сопротивление конденсатора весьма мало по сравнению с индуктивным сопротивлением основного реактора, что практически трудно осуществимо. A voltmeter measures the effective harmonic voltage at the reactor only under the condition that the capacitance of the capacitor is very small compared with the inductance of the main reactor, which is practically impossible.
Таким образом, величины, измеряемые амперметром и вольтметром, предопределяют погрешность при определении динамической индуктивности за счет недостоверности измеряемых величин тока и напряжения. Thus, the values measured by the ammeter and voltmeter determine the error in determining the dynamic inductance due to the inaccuracy of the measured values of current and voltage.
Кроме того, частота переменного тока, который генерируется автономным источником, характеризуется нестабильностью. Одна из причин нестабильности - автоколебания в системе источника. In addition, the frequency of the alternating current generated by an autonomous source is characterized by instability. One of the causes of instability is self-oscillation in the source system.
Это обстоятельство определяет еще одну причину погрешности способа определения динамической индуктивности. This circumstance determines another reason for the error in the method for determining the dynamic inductance.
Цель изобретения повышение точности и достоверности определяемой динамической индуктивности реактора путем исключения указанных погрешностей. The purpose of the invention is to increase the accuracy and reliability of the determined dynamic inductance of the reactor by eliminating the indicated errors.
Цель достигается тем, что в способе определения динамической индуктивности, при котором индуктивность рассчитывают по измеряемым величинам, одна из которых действующее напряжение основной гармоники, предложено измерять указанную величину на выводах реактора, в качестве второй измеряемой величины принять производную мгновенного тока основной гармоники по времени, и рассчитывать индуктивность как отношение первой измеряемой величины ко второй. The goal is achieved by the fact that in the method for determining the dynamic inductance, in which the inductance is calculated from the measured values, one of which is the fundamental harmonic voltage, it is proposed to measure the indicated value at the reactor leads, to take the time derivative of the instantaneous fundamental current as the second measured quantity, and calculate the inductance as the ratio of the first measured value to the second.
Поскольку устройство для реализации заявленного способа неизвестно, предлагается в устройство для измерения динамической индуктивности, содержащее основной и вспомогательный реакторы, источник переменного тока, подключенный к основному реактору через конденсатор, источник постоянного тока, подключенный к основному реактору через вспомогательный реактор и, измерительные приборы, в частности частотомер, подключенный параллельно источнику переменного тока, ввести двухканальный анализатор гармоник, один вход которого соединен с выходом введенного токоизмерительного пояса, охватывающего вывод основного реактора, а второй вход с выводами основного реактора. Since the device for implementing the claimed method is unknown, it is proposed in a device for measuring dynamic inductance, containing the main and auxiliary reactors, an alternating current source connected to the main reactor through a capacitor, a direct current source connected to the main reactor through the auxiliary reactor, and measuring instruments, In particular, a frequency meter connected in parallel with an AC source, introduce a two-channel harmonic analyzer, one input of which is connected to the output th inputted current-measuring zone covering the main reactor output and second input terminals to the main reactor.
Необходимость и достаточность указанного подтверждается следующим. The need and sufficiency of the indicated is confirmed by the following.
Основная гармоника переменной составляющей тока изменяется по синусоидальному закону. Электродвижущая сила (ЭДС) на выходе токоизмерительного устройства пропорциональна производной тока по времени и также изменяется по синусоидальному закону со сдвигом во времени. Следовательно, действующее значение основной гармоники ЭДС пропорционально действующему значению производной тока
где k коэффициент пропорциональности, зависящий от характеристик токоизмерительного устройства;
ω угловая частота переменной составляющей тока;
Im, I амплитуда и действующее значение соответственно переменной составляющей тока.The main harmonic of the alternating current component changes according to a sinusoidal law. The electromotive force (EMF) at the output of the current-measuring device is proportional to the derivative of the current with respect to time and also changes according to a sinusoidal law with a shift in time. Consequently, the effective value of the fundamental harmonic of the EMF is proportional to the effective value of the derivative of the current
where k is a proportionality coefficient depending on the characteristics of the current-measuring device;
ω angular frequency of the alternating current component;
I m , I amplitude and effective value, respectively, of the alternating current component.
С другой стороны, действующее значение напряжения на реакторе равно произведению динамической индуктивности реактора, действующего значения переменной составляющей тока и ее угловой частоты
Uр=Lд•I•ω
В прототипе измеряются три величины, по которым рассчитывается индуктивность реактора
По изобретению измеряются две величины Up, I', и индуктивность рассчитывается по отношению этих величин
Как видно из последнего уравнения, расчет динамической индуктивности реактора Lд не включает угловую частоту.On the other hand, the effective value of the voltage across the reactor is equal to the product of the dynamic inductance of the reactor, the effective value of the variable component of the current and its angular frequency
U p = L d • I • ω
The prototype measures three quantities by which the reactor inductance is calculated
According to the invention, two quantities U p , I 'are measured, and the inductance is calculated from the ratio of these values
As can be seen from the last equation, the calculation of the dynamic inductance of the reactor L d does not include the angular frequency.
Измерение действующего напряжения на выводах реактора дает более достоверную величину чем в прототипе, где выполнить измерение таким образом невозможно. Measurement of the effective voltage at the terminals of the reactor gives a more reliable value than in the prototype, where it is impossible to measure in this way.
Использование двухканального анализатора гармоник позволяет обе измеряемые величины считывать одновременно, что повышает точность определяемой индуктивности. Using a two-channel harmonic analyzer allows both measured values to be read at the same time, which increases the accuracy of the detected inductance.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства, реализующего заявляемый способ определения динамической индуктивности реактора. The drawing shows a schematic diagram of a device that implements the inventive method for determining the dynamic inductance of the reactor.
Устройство содержит два источника: 1 постоянного тока, 2 переменного тока, реактор 3, индуктивность которого определяется, вспомогательный реактор 4, конденсатор 5, токоизмерительный пояс 6, двухканальный анализатор гармоник 7, амперметр 8 магнитоэлектрической системы с шунтом 9, частотомер 10. The device contains two sources: 1 direct current, 2 alternating current, reactor 3, the inductance of which is determined, auxiliary reactor 4, capacitor 5, current measuring belt 6, two-channel harmonic analyzer 7, ammeter 8 of the magnetoelectric system with shunt 9, frequency counter 10.
Токоизмерительный пояс 6 представляет собой жесткую конструкцию, состоящую из обмотки с большим числом витков, плотно и равномерно намотанных на изоляционную основу. Пояс охватывает вывод реактора 3, по которому течет ток реактора. The current-measuring belt 6 is a rigid structure consisting of a winding with a large number of turns, tightly and evenly wound on an insulating base. The belt covers the outlet of the reactor 3, through which the current of the reactor flows.
Источник 1 постоянного тока состоит, например, из синхронного генератора, трансформатора и диодного выпрямителя. The direct current source 1 consists, for example, of a synchronous generator, a transformer and a diode rectifier.
Источник 2 переменного тока состоит, например, из синхронного генератора, спаренного с двигателем постоянного тока. The AC source 2 consists, for example, of a synchronous generator coupled to a DC motor.
Питание двигателя может осуществляться либо от вентильного, либо от электромашинного преобразователя переменного тока питающей сети в постоянный ток. The engine can be powered either from a valve or from an electric machine converter of alternating current of the mains to direct current.
Заявляемый способ реализуется с помощью устройства, которое работает следующим образом. The inventive method is implemented using a device that operates as follows.
Сначала путем изменения тока возбуждения синхронного генератора источника 1 устанавливается в реакторе 3 постоянная составляющая тока заданного значения, измеряемая амперметром 8. First, by changing the excitation current of the synchronous generator of the source 1, a constant component of the current of the set value, measured by ammeter 8, is installed in the reactor 3.
Затем изменением тока возбуждения синхронного генератора источника 2 устанавливается амплитуда переменной составляющей тока, а изменением напряжения на якоре двигателя устанавливается заданная частота. Then, by changing the excitation current of the synchronous generator of source 2, the amplitude of the variable component of the current is set, and by changing the voltage at the motor armature, the set frequency is set.
С выхода токоизмерительного пояса 6 сигнал подается на один канал анализатора 7, с которого считывается действующее значение производной мгновенного тока гармоники по времени. На второй канал анализатора 7 подается напряжение с выводов реактора 3. Обе измеряемые величины считываются с анализатора одновременно. Динамическая индуктивность реактора рассчитывается как частное от деления напряжения на производную тока, которые определены по анализатору гармоник. From the output of the current-measuring belt 6, the signal is supplied to one channel of the analyzer 7, from which the effective value of the derivative of the instantaneous harmonic current with respect to time is read. The voltage from the terminals of the reactor 3 is supplied to the second channel of the analyzer 7. Both measured values are read from the analyzer simultaneously. The dynamic inductance of the reactor is calculated as the quotient of dividing the voltage by the derivative of the current, which are determined by the harmonic analyzer.
Описанный способ и устройство для его осуществления были использованы при определении динамической индуктивности индукционного накопителя энергии для системы электроснабжения физической установки ускорителя элементарных частиц и показали хорошее совпадение с расчетными величинами. The described method and device for its implementation were used to determine the dynamic inductance of the induction energy storage for the power supply system of the physical installation of the particle accelerator and showed good agreement with the calculated values.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93019289A RU2073250C1 (en) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | Method and device for determining dynamic induction of reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93019289A RU2073250C1 (en) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | Method and device for determining dynamic induction of reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93019289A RU93019289A (en) | 1995-05-27 |
| RU2073250C1 true RU2073250C1 (en) | 1997-02-10 |
Family
ID=20140287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93019289A RU2073250C1 (en) | 1993-04-13 | 1993-04-13 | Method and device for determining dynamic induction of reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2073250C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107219415A (en) * | 2017-05-08 | 2017-09-29 | 中国电力科学研究院 | A kind of system and method for dry-type air-core reactor Universal electric performance parameter test |
-
1993
- 1993-04-13 RU RU93019289A patent/RU2073250C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Reactors Стандарт IEC (МЭК), публикация 289, 1988. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107219415A (en) * | 2017-05-08 | 2017-09-29 | 中国电力科学研究院 | A kind of system and method for dry-type air-core reactor Universal electric performance parameter test |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amar et al. | A general formula for prediction of iron losses under nonsinusoidal voltage waveform | |
| US9823275B2 (en) | Electrical signal measurement | |
| WO2019048537A1 (en) | Method and apparatus for current measurement in polyphase electricity supply | |
| JPH11142459A (en) | Transformer error testing device with zero load function | |
| Fuchs et al. | A new computer-aided method for the efficiency measurement of low-loss transformers and inductors under nonsinusoidal operation | |
| RU2073250C1 (en) | Method and device for determining dynamic induction of reactor | |
| Cataliotti et al. | Characterization of clamp-on current transformers under nonsinusoidal conditions | |
| US3739274A (en) | Direct current measuring system | |
| US6566895B2 (en) | Unbalanced three phase delta power measurement apparatus and method | |
| Rupanagunta et al. | Determination of iron core losses under influence of third-harmonic flux component | |
| CN106124991A (en) | Power supply, test system and method for testing for the test of motor load stray loss | |
| RU2428703C2 (en) | Method for determining dynamic inductance of reactor and device for its implementation | |
| SU883827A1 (en) | Device for checking magnetic permeability | |
| RU2018146C1 (en) | Method of checking operating state of smoothing filter | |
| RU2073256C1 (en) | Inductive reactor testing device | |
| SU815525A1 (en) | Device for measuring winding temperature of an electric machines mainly of ac machines | |
| RU2079849C1 (en) | Device for measuring currents | |
| Dewolf et al. | Measurement of input power of dc motors operated using rectifier power supplies and choppers | |
| Slomovitz | Correction of power transformer no-load losses, measured under nonsinusoidal voltage waveforms | |
| Sirotić et al. | Determination of Current Transducer Phase Delay and its Effect on PWM-Induced Losses Calculation in Laminated Ferromagnetic Materials | |
| SU832435A1 (en) | Electric conductivity measuring device | |
| SU756317A1 (en) | Device for measuring symmetrical components of forward and inverse sequencies of multiphase voltage system | |
| SU142707A1 (en) | High frequency wattmeter | |
| SU1260807A1 (en) | Contactless conductometric converter | |
| SU702325A1 (en) | Electric to magnetic value transducer |