Устройство для определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ, содержащее амперметр , резистор и двапереключателя , первый из которых включен между первой выходной клеммой устройства и первой клеммой источника постоянного тока, второй - между той же клеммой источника постоянного и второй выходной клеммой, которая через резистор и ампермётрсоединена со второй клеммой источника nocfOHHHoro тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупр ощения устройства, и повышения оперативности измерений при сохранении точности определения постоянной времени , в него введены второй амперметр , вк:люченный между вторым переключателем и второй выходной клеммой устройства, переменный резистор, один вывод которого соединен со,второй выходной клеммой устройства, другой - со вторым неподвижным контактом первого переключателя, электромагнитное реле, обмотка управле (Л ния которого подключена через диод к клеммам источника переменного тока, ja контакты реле являются контактами второго переключателя. 1чЭ ;о 00

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,„ЯЦ„„,1029103, Д О Г 01 R 27/02 к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

lieiiL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374659/18-21 (22) 04. 01. 82 (46) 15.07 .83, Бюл. и 26 (72) Ю.Б.Панферов (53) 621.317 .73 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 201539, кл. G 01 R 27/02 1967.

2. Арутюнов B.À. Электрические измерительные приборы и измерения.

Госэнергоиздат, 1958, с. 446, рис. 23-4 (прототип}. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .

ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРО"

МАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ;: содержащее амперметр, резистор и два переключателя, первый из которых включен между первой выходной клевой устройства и первой клеммой источника постоянного тока, второй - между той же клеммой источника постоянного "тока и второй выходной клеммой, которая через резистор и амперметр. соединена со второй клем ой источника постоянного тока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с цепью уп- . рощения устройства. и повышения оперативности измерений при сохранении точности определения постоянной времени, в него введены второй амперметр, включенный между вторым переключателем и второй выходной клеммой устройства, переменный резистОр, один вывод которого соединен со.второй выходной клеммой устройства, другой - со вторым неподвижным кон-. тактом первого переключателя, элек- g тромагнитное реле, обмотка управления которого подключена через диод к клеммам источника переменного тока, а контакты реле яаляатоя контактами C второго переключателя.

1 10291

Изобретение относится к электроизмерительной техники, в частности к измерению постоянных времени. обмоток электромагнитных механизмов .

Известно устройство, в котором определяют постоянную времени по максимальному значению пилообразного тока при питании измеренных обмоток прямоугольными импульсаии, содержащее.генератор прямоугольных импульсов,. шунт и "пиковый" амперметр Г1 ).

Недостатками этого устройства, используемого для контроля выпускаемых изделий, являются невысокая точность измерения и влияние параметров схе-. мы устройства на результаты измерения.

Известно устройство, основанное на определении постоянной времени по кривой затухания разрядного тока в измеряемой обмотке. Устройство пи тается от источника постоянного тока и содержит резистор, ограничивающий ток, потребляемый от источника питания, амперметр постоянного

25 тока, осциллограф, шунт и переключатели. Одна из клемм источника питания постоянного тока через переключатель, амперметр и резистор подключена к одной из выходных клемм устройства, вторая клемма источника ЗО питания через шунт подключена 4 второй выходной клемме устройства. Между первой выходной клеммой и второй клеммой источника питания включен второй переключатель. На выводы шунта подключена измерительная обмотка осциллографа $ 2 1.

Недостатком устройства является. его сложность, так как оно содержит осциллограф. Следует отметить также 40 определенную сложность получения осциллограмм разрядного тока, связанную с необходимостью в настройке и регулировке режима работы осциллографа.при изменении параметров 45 измеряемой обмотки и величины на" чального тока разряда. Графическое определение постоянной времени по полученным осциллограммам также является довольно сложной и трудоем" .кой операций, 1

i +

° °

Цель изобретения - упрощение уст" ройства и повышение оперативности ,измерений при сохранении точности . определения постоянной времени, Поставленная цель достигается

Ю тем,, что в устройство для определения постоянной времени обмоток элек-"

ОЗ 7 тромагнитных механизмов, содержащее амперметр, резистор и два переключателя, первый из которых включен между первой выходной клеммой устройства и первой. клеммой источника постоянного тока, второй - между той же клеммой источйика постоянного тока и второй выходной клеммой, которая через резистор и амперметр соединена со второй клеммой источника постоянного тока, введены второй амперметр, включенный между вторым переключателем и второй выходной клеммой устройства, переменный резистор, один вывод которого соединен со второй выходной клеммой устройства, другой - со вторым неподвижным. контактом первого переключателя, электромагнитное рьле, обмотка управления которого подключена через диод к клеммам источника переменного тока, а контакты реле служат контактами второго переключателя, На фиг. 1 приведена схема устройства.для определения .постоянной времени; на фиг. 2 - диаграммы токов в различных участках схемы; на фиг. 3номограмма для вычисления постоянных времени по данным измерений.

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения: выходные клеммы

1 и 2 устройства, измеряемая обмотка 3, переменный резистор 4, амперметр 5 магнитоэлектрической системы, резистор 6, переключатель 7 со средним положением, амперметр

8 магнитоэлектрической системы, контакты 9 реле, реле 10, диод 11, i - мгновенное значение тока в це1 пи питания; i 2 - мгновенное значение тока в QeflN flHTBHHR 1.2 - Ml HGBBH» ное значение тока в цейи измеряемой обмотки и переменного резистора;

- мгновенное значение тока в короткозамыкающей (обмотку или переменный резистор) цепи; f„T, t3 - ча3 стота, период и длительность импульсов тока в короткозамыкающей цепи, ч - напряжение источника питания постоянного тока; R Lo - активное сопротивление и индуктивность из(, меряемой обмотки; r о - постояно

0) ная времени измеряемой обмотки;

R принужденный ток в короткоэамыкающей цепи при подключенной. к цепи питания измеряемой обмотке;.3, 3 средние значения токов в короткозамыкающей цепи при подключенных к цепи питания переменном. резисторе . и измеряемой обмотке соответственно.

Как видно из схемы предлагаемого устройства,.(фиг. 1), выходные клем" мы устройства 1.и 2,. к которым. подключают измеряемые обмотки 3, и переменный резистор 4, соединены с- цепью питания устройства, состоящей иэ, последовательно включенных источника питания постоянного тока, амперметра .

5 и резистора 6, через контакты переключателя 7 со.средним нопожением.

На зажимы цепи питания подключена также. короткозамыкающая измеряемую обмотку или переменный резистор 4 цепь, содержащая второй амперметр 8 . и контакты 9 реле 10, обмотка управ-. ления которого подключена к. источнику переменного тока через диод 11..

В качестве реле может быть примене-, но электромагнитное. реле., например, реле на магнитоуправляемых контактах . (РЭС55А и т.п.). Управление таким реле может осуществляться также пульсирующим напряжением от какого-либо генератора импульсов.

Принцип работы измерительной схе" мы поясняется диаграммами токов. (Фиг. 2). где сплошными линиями изображены зависимости токов от времени в различных цепях схемы при подключенной к цепи питания измеря,емой обмотке 3, а пунктирными линиями - графики тока в короткозамыкающей цепи при подключенном к цепи:питания переменном резисторе 4.

При подаче в обмотку управления реле 10 переменного или пульсирую:,щего напряжения заданной частоты

1 контакты 9 реле 10 периодичесJ ки замыкается и в короткозамыкающей цепи протекает пульсирующий ток с длительностью t>.

При работающем. реле и подключенном к цепи питания переменном резис29103 ;4 торе импульсы тока .в короткоэамыкаю- щей цепи имеют прямоугольную Форму (рис. 2, в). Иаксимальное значение импульсов тока 3 „„ с учетом сопротивления короткозамыкающей цепи Rp, определяется следующим образом

Ч U ир = — ° (> д 0

Р +Р + р

Рр А

При отключенном резисторе 4 и под" . ключенной к цепи питания измеряемой обмотке 3 импульсы тока в короткозамыкающей цепи имеют форму отличную

15 от прямоугольной за счет протекания через эту цепь свободной составляющей.тока (тока разряда индуктивности).

Игновенное значение тока в короткоэамыкающей цепи в этом случае будет

20 равно. сумме принужденного и свобод ного токов

"пр св= мо о е (2/

Принужденное значение тока 3„, в короткозамыкающей цепи при подключен;ной к цепи питания измеряемой обмотке 3 равно максимальному значению

З0 тока в этой цепи при подключенном к цепи питания резисторе 4 при активном его сопротивлении, равном активному сопротивлению измеряемой обмотки, т.е. при и -В, 3. =3

Начальное значение свободной составляющей тока (тока разряда индук- . тивности) 3ов выражении (2 1 равно . установившемуся значению тока в обмотке 3 при отключенной от цепи пи тания короткозамыкающей цепи

Ч

3о р р (3) о+ *

45 ,В соответствии.с (1) -(3) при R —=

=R и при условии, что ток в иэмерямой обмотке достигает своего установившегося значения Зо перед оче50 редным замыканием контакта 9 реле (рис. 2, а, б), среднее значение свбодной составляющей тока Зо, зависящее от величины постоянной времени обмотки 3, равно разности сред-, них значений токов 3 и Л, в короткоэамыяающей цепи (рйс. 2, B) измеряемых амперметром 8, при подключенных к цепи питания резисторе 4 (3 2) и обмотке 3 (3, ), соответственно

1029103

20

40

3 -Э

Рз " т =А- (e)I

3 t 3 с о о о о

3 5 — «,(ца »",(-. )=,- „. ()

Т о

Таким образом, в общем случае пост<5янная времени может быть в соответ10 ствии с (4) определена из выражения 3/ 3 Э

7 (1e )= " Т=А (Я î

Таким образом, для определения постоянной времени по выражению необходимо знать период Т и длительность t токовых. импульсов в коз роткозамыкающей цепи, и измерить установившееся энач ение тока в измеряемой обмотке 3 и средние значео ния токов в короткозамыкающей цепи при подключенных к цепи питания резисторе 4 (« ) и обмотке 3 (3t) со" 25 ответственно. Вычисление постоянной времени по формуле (5 ) можно, например, проводить графическим способом по номограмме (фиг. 3), На фиг.. 3 в логарифмическом масштабе, построены семейства кривых х(-e 3 )

=f(«.) при различных значениях Ь и

xA/с= f (Ц, при различных значейиях

"Т.o

Определение «. по известным t u

Э

А проводят следующим образом. По шкале (ось ординат) отмечают точку, равную А (например, А2, точка а). Из этой точки под углом 45 про" водят прямую до пересечения с кривой х=(1-е э!") f(7), соответству" ющей заданному t > (при t 3„„, точка сГ на фиг. 3}, Ордината этой точки (точка 8} дает искомое значение постоянной времени (Г3 3 тс).

При определенном соотношении меж" ду определяемой постоянной времени и частотой. коммутации, т.е. при

«.(0,125 Т, ток в короткоэамыкающей цепи за время t. достигает значения

J « o (т.е. переходной процесс практически заканчивается). В этом слу" чае постоянная времени определяется по более простой формуле:

По этой формуле могут определяться, например, постоянные времени меньшие 2-3 «««с при управлении реле от источника переменного тока частотой 50 HZ.

Определение постоянной времени с помощью предлагаемого устройства производят следующим образом.

Подключают обмотку управления реле 10 к источнику переменного или пульсирующего тока, Задают необходимый режим работы реле: период коммутации Т (1/f) и длительность замкнутого состояния контактов t3, обеспечивающих установление тока в об- . мотке 3 в течение промежутка времени (Т- 3) разомкнутого состояния контактов. Отключают обмотку реле 10 от источника тока.

Подключают к схеме источник постоянного тока и измеряемую обмотку. Переключателем 7 подключают измеряемую обмотку к источнику тока. Регулируя напряжением источника тока, устанавливают в измеряемой обмотке

3 ток 3о, равный току заданного режича измерения постоянной времени данной обмотки.

Переключателем 7 отключают обмотку 3 от цепи питания и подключают к ней переменный резистор 4. Регулируя сопротивлением резистора 4, устанавливают в цепи резистора такой же ток 3, какой ранее был установлен в измеряемой обмотке. При этом обеспечивается равенство активных сопротивлений резистора 4 и измеряемой обмотки 3 (R =R ).

Подключают обмотку реле 10 к источнику тока. Измеряют амперметром

8 среднее значение тока 3,2 в короткоэамыкающей цепи при подключенном к цепи питания резисторе 4.

Переключателем 7 отключают резистор 4 от цепи питания и подключают к ней измеряемую обмотку 3. Амперметром 8 измеряют .среднее значение тока 3 в короткозамыкающей цепи при подключенной к цепи питания измеряемой обмотке 3.. Переключатель 7 ставят в средне< положение. Измеряют амперметром 5 ореднее значение тока 3„ в цепи питания при работающем реле и отключенных от цепи питания резисторе 4 и обмотке 3, Отключают обмртку ре1029103

2 ле от исто ника питания, закорачивают нормально открытые контакты 9 и измеряют амперметром 5 максималь- ное значение тока 3„„,в цепи питания.

Уточняют значение времени замкнутого состояния контактов 9 по формуле

- с

М.1

Аналитечски или с помощью номограм5 мы (фиг.3)определяют искомое значение постоянной времени измеряемои обмотки.

1029103

ВНИИПИ Заказ 4970/43 - Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул., Проектная, 4