SU972264A1 - Устройство дл измерени температуры обмотки электрической машины посто нного тока - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНБ1 ПОСТОЯННОГО ТОКА

1

Изобретение относитс  к термометрии и может быть использовано дл  определени  температуры обмотки электрической машины посто нного тока непосредственно в процессе эксплуатации, например , двигател  электровоза или двигател  прокатного стана.

Известно устройство дл  измерени  температуры обмотки электрической машины посто нного тока, содержащее измерительный прибор, нуль-орган, мост с регулир.уемым и посто нными резисторами 1.

Однако известное устройство не обеспечивает требуемой точности измерени  из-за погрешности, обусловленной отсутствием полной компенсации индуктивной составл ющей обмотки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  температуры обмотки электрической мащины посто нного тока, содержащее измерительный прибор, источник стабильного напр жени , посто нные резисторы , регулируемый резистор с нагревателем , подключенным , к выходу нуль-органа , и бифил рными обмотками, одна из которых образует с измер емой обмоткой

и нерегулируемыми резисторами мост, а втора  обмотка регулируемого резистора соединена последовательно с нерегулируемым резистором, защунтированным конденсатором , и с первичной обмоткой трансформатора , к средней точке которой и к точке соединени  резисторов подключен генератор стабильного напр жени , а к выводам вторичной обмотки трансформатора подсоединен измерительный прибор 2.

Однако известное устройство не обла10 дает требуемой точностью измерени  из-за погрешности, обусловленной наличием начальной зоны нечувствительности нуль-органа и ввиду отсутстви  полной компенсации индуктивной составл ющей сопротивлени  измер емой обмотки при пульсации питаю15 щего напр жени .

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены интегратор с конденсатором , генератор импульсов с управл е20 мыми контактами и трансформатор с ферритовым сердечником, первична  обмотка которого включена в измерительную диагональмоста , а вторична  одним выводом подсоединена к первичной, а вторым выводом через резистор - к одному из дифференциальных входов интегратора, к другому дифференциальному входу которого через резистор подключен второй вывод первичной обмотки первого трансформатора, снабженного ферритовыми сердечником, при этом выход интегратора подсоединен к входу нульоргана , а к обкладкам конденсатора интегратора , включенного между его выходом и одним из входов, подсоединены управл емые генератором импульсов, контакты. На чертеже изобрежно предлагаемое устройство . Устройство содержит регулируемый резистор 1, нагреватель 2, бифил рные обмотки 3 и 4 из медной проволоки регулируемого резистора, измер ема  обмотка 5 электрической машины, нерегулируемые резисторы 6 и 7, измерительный мост 8, первична  обмотка 9 первого трансформатора, трансформатор 10 с ферритовым сердечником , вторична  обмотка 11 трансформатора , резистор 12, интегратор 13, резистор 14, конденсатор 15, контакты 16, генератор 17 импульсов, нуль-орган 18, конденсатор 19, нерегулируемый резистор 20, первична  обмотка 21 трансформатора, трансформатор 22, генератор 23 стабильного напр жени , вторична  обмотка 24 второго трансформатора, индикаторный прибор 25. Устройство работает следующим образом. При прохождении через измер емую обмотку 5 электрической машины и нерегулируемый резистор 6 рабочего тока происходит увеличение температуры, а следовательно , и сопротивлени  обмотки 5, а потому в из.мерительной диагонали разбалансированного моста 8 возникает некоторое посто нное напр жение. При вызываемом изменением те.мпературы обмотки 5 на 1-2°С и незначительном нарушении баланса моста 8 это посто нное напр жение недостаточно велико л.л  того, чтобы на него отреагировал несложный нульорган . Переменна  составл юща  на;ф жени  в измерительной диагонали моста 8 (помеха) в дес тки раз превышает посто нную составл ющую (полезный сигнал). Переменна  составл юща  напр жени , действующего в измерительной диагонали моста 8, трансформируетс  без изменени  амплитуды из обмотки 9 в обмотку 1 I трансформатора 10 и вычитаетс  из полного напр жени  в измерительной диагонали, моста 8. В результате этого напр жение между точками а и б имеет посто нную составл ющую, практически равную посто нной составл ющей напр жени  в измерительной диагонали моста 8. Переменна  составл юща  напр жени  между точками а и б имеет величину значительно меньшую, чем переменна  составл юща  напр жени  в измерительной диагонали моста 8. Величины посто нной и пере.менной составл ющих напр жени  между точками а и б имеют приблизительно однинаковый пор док. Поступив через резисторы 12 и 14 на вход интегратора 13, напр жение между точками а и б преобразуетс  интегратором 13, переменна  составл юща  напр жени  на выходе которого равна переменной составл ющей напр жени  между точками а и б, а посто нна  составл юща  непрерывно нарастает в течение интервалов интегрировани , задаваемых генератором 17 путем периодических кратковременных перемыканий контактами 16 обкладок конденсатора 15 интегратора 13, со скоростью, пропорциональной посто нной составл ющей напр жени  в измерительной диагонали моста 8. Посто нна  времени интегратора 13 и период следовани  импульсов сброса, вырабатываемых генератором 17, выбираютс , такими, чтобы при .минимальном значении рабочего тока обмотки 5 и при нарушении баланса моста, вызывае.мо.м изменением температуры обмотки 5 на минимальную подлежащую различению величину (например, на 1-2°С), проинтегрированна  за период следовани  импульсов генератора 17 посто нна  составл юща  напр жени  между точками а и б, надежно превысила порог срабатывани  нуль-органа 18. Чувствительность нуль-органа 18 должна быть достаточно малой, чтобы он не реагировал на остаточную переменную составл ющую напр жени  на выходе интегратора 13. Таким образом, в случае пребывани  моста 8 в состо нии баланса и независимо от наличи  пульсации напр жени  в ею питающей диагонали нуль-органа 18 не пере.ходит в состо ние, при котором полаетг  пи тание на нагреватель 2 ре улируемого резистора 1. При нарушении (даже незначительном ) баланса .моста 8 на выходе интегратора 13 по вл етс  напр жение, достаточное дл  срабатывани  нуль-органа 18 и подачи питани  на нагреватель 2, если дл  балансировки моста 8 сопротивление обмотки 3 следует увеличить. После подачи питани  на нагреватель 2 те.мпература и сопротивление об.моток 3 и 4 (между которы.ми имеетс  электрическа  изол ци  и хороший тепловой контакт) регулируемого резистора 2 увеличиваютс  до те. пор, пока мост 8 не придет в состо ние баланса . По достижении баланса моста нульорган отключает питание нагревател  2. Обмотки 3 и 4 остывают, что приводит к нарушению баланса, в результате чего происходит новое включение нагревател  2 и т.д. При переходных процессах в контролир емой обмотке 5, обусловленных из.менени ми режима работы контролируемой электричес кой .машины, на выходе интегратора 13 мо гут по вл тьс  ошибочные сигналы, по которы .м нуль-орган 18 подает nHTaifne и, нагреватель 2. Однако действие эти.ч лов непродолжительно (не более од)ого ин тервала интегрировани ) и не приколит к заметному изменению сопротивлени  г;6миток 3 и 4 регулируемого резистора.

Переменное напр жение, поступающее от генератора 23 в обмотку 21 трансформатора 22, вызывает в магнитопроводе последнего два направленных встречно магнитных потока за счет токов, проход щих через обмот ку 4 (сопротивление которой в процессе работы устройства определ етс  температурой обмотки 5) и резистор 20, зашунтированный конденсатором 19. При равенстве активных сопротивлений обмотки 4 и резистора 20 и равенстве паразитной емкости обмотки 4 и емкости конденсатора 19 эти магнитные потоки в сердечнике трансформатора 22 взаимно уравновешиваютс , и напр жение на обмотке 24,измер емое прибором 25, равно нулю. При изменении сопротивлени  обмотки 4 равновесие магнитных потоков нарушаетс  и на обмотке 24 по вл етс  напр жение , величина которого тем больще, чем больше разница между сопротивлением обмотки 4 и резистора 20. Сопротивление резистора 20 выбираетс  таким, что нулевое напр жение на обмотке 24 устанавливаетс  при величине сопротивлени  обмотки 4 меньшей , чем наименьшее возможное ее сопротивление при работе устройства (например, при наименьшей допустимой температуре воздуха в помещении, где работает устройство). Это исключает дл  трансформатора 22 переход через нуль амплитуды напр жени  на обмотке 24 во всем рабочем диапазоне измерени  температуры (и сопротивлени ) обмотки 4 и обеспечивает однозначное соответствие между температурой обмотки 4 ( а также обмотки 3 и обмотки 5) и показани ми прибора 25, проградуированного в градуi;;x и показывающего температуру контролируемой обмотки 5.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  температуры обмотки электрической машины посто нного тока, содержащее измерительный прибор , источник стабильного напр жени , посто нные резисторы, регулируемый резистор с нагревателем, подключенным к выходу нуль-органа, и бифил рными обмотками, одна из которых образует с измер емой обмоткой и нерегулируемыми резисторами мост, а втора  обмотка регулируемого р езистора соединена последовательно с нерегулируемым резистором, зашунтированным конденсатором , и с первичной обмоткой трансформатора , к средней точке которой и к точке соединени  резисторов подключен генератор стабильного напр жени , а к выводам вторичной обмотки трансформатора подсоединен измерительный прибор, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности, в

   устройство введены интегратор с конденсатором , генератор импульсов с управл емыми контактами и трансформатор с ферритовым сердечником, первична  обмотка которого включена в измерительную диагональ моста,

   а вторична  одним выводом подсоединена к первичной, а вторым выводом через резистор - к одному из дифференциальных входов интегратора, к другому дифференциальному входу которого через резистор подключен второй вывод первичной обмотки трансформатора , при этом выход интегратора подсоединен к входу нуль-органа, а к обкладкам конденсатора интегратора, включенного между его выходом и одним из входов, подсоединены управл емые генератором импульсов контакты .

   Источники информации,

   прин тые во внимание при экспертизе 1. Регистрирующий прибор д,т  измерени  температуры роторов турбогенераторов .-«Электрические станции, 1974, № 6, с. 78--80.
2. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 3001188/18-10, кл. G 01 К 7/16, 1980 (прототип).