Способ определения гармоник магнитной индукции и датчик магнитного поля для его осуществления

 

Изобретение относится к испытаниям электрических машин (ЭМ) переменного тока. Способ определения гармоник магнитной индукции (МИ) реализован датчиком магнитного поля. Измерительную обмотку (ИО) из одинаковых витков 1 разбивают на группы 2 по числу гармоник МИ. Количество витков в каждой группе равно (2К+1) Ь, j , где К - 0,1,2,.. .; ) j - порядковый номер гармоники; Т - полюсное деление ЭМ. Витки должны располагаться симметрично продольной оси о о . Располагают и закрепляют ИО на внутренней поверхности статора Таким образом, чтобы контактные лепестки 3 витков находились за пределами магнитопровода статора. Шаг обмотки , где Ь, - иирина витка ИО. Рассчитывают значения коэффигр ентов избирательности групп витков К;. и чувствительности «итка К-: для всех ;)..К;- .cagi/sin р-- irb, Tb, л , ч D ( I л II D1 sinN). , где со, - число 0 / с витков в группах. OopNmpyroT квадратную матрицу K;j К ; , размерность которой равна числу гармоник, подлежащих определению в ЭМ. Вводят ЭМ в рабочий режим, вьдапяют сигнал с угловой частотой гармоник О, -Определяют амплитуды гармоник В, из решения матричного уравнения Т ( 1/S -Q ) хЕ;, где Sj - площадь витка ИО; к - обратная матрица коэффициентов К;- ; Е; - матрипл-столбец электродвижущей силы группы витков. Способ имеет повышенную точность измерений. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 4i О 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„, 1404 (я) 4 G 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АSTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4096809/24 — 21 (22) 25.07.86 (46) 23.06.88. Бкат. № 23 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) В.И.Панченко (53) 621.317..44(088.8) .(56) Электромашиностроение и электрооборудование, Вып. 12, Техника, 1970, с. 66-71.

Известия вузов. Электромеханика, 1967, № 6, с. 670-675. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАРМОНИК

МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытаниям электрических машин (ЭМ) переменного тока. Способ определения гармоник магнитной индукции (МИ) реализован датчиком магнитного поля. Измерительную обмотку (ИО) из одина— ковых витков 1 разбивают на группы

2 по числу гармоник МИ. Количество витков в каждой группе равно (2К+1) /

/ Ъ, где К вЂ” О, 1,2,...; 4j — порядковый номер гармоники; à — полюсное деление ЭМ. Витки должны распоУ лагаться симметрично продольной оси

II

О 0 . Располагают и закрепляют ИО на внутренней поверхности статора таким образом, чтобы контактные лепестки 3 витков находились за пределами магнитопровода статора. Шаг обмотки

Ь =2Ь,, где Ь, — ширина витка ИО.

Рассчитывают з нач ения коэффициентов избирательности групп витков К, и чувствительности <итка К для всех

Ъ Ь .1 . К" -sin 4 Я вЂ” - /sin) -"- - К i 2C 1 2

=sinQ - — /3 — — где (а — число

277 >2Г

\ витков в группах. Формируют квадратную матрицу К; К;, размерность ко- у торой равна числу гармоник, подлежа— щих определению в ЭМ. Вводят ЭМ в рабочий режим, выделяют сигнал с угловой частотой гармоник,). Определяют амплитуды гармоник В; из решения матричного уравнения В„=(1/S <д ) (К) х Е;, где S — площадь витка ИО;

К) — обратная матрица коэффициентов К;; Г; — матрица-столбец электро — „Д движущей силы группы витков. Способ р имеет повышенную точность измерений. р

2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

140499 1

Изобретение относится к области испытаний электрических машин переменного тока и предназначено для определения амплитуд пространственных гармоник магнитной индукции, наблюдаемых, преимущественно, в воздушном за з ор е этих машин.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей и повышение 10 точности измерений.

На чертеже изображена измерительная обмотка и схема ее подключения к измерительным приборам.

Измерительную обмотку, состоящую 15 из одинаковых последовательно соединенных витков 1 разбивают на отдельные группы 2 витков (пунктиром выделена одна группа). Число групп принимают равным числу гармоник магнит- 20 ной индукции, которые наблюдаются в воздушном за.зоре электрической машины и амплитуды которых необходимо определить. Количество витков в каждой группе принимают равным целой 25 части числа, найденного по выражению (2К+1)1 jb где К=0,1,2,.„.;

С вЂ” полюсное деление основной гар- 30 моники,, Ь. — шаг обмотки; — порядковый номер гармоники.

Для основной гармоники (4 =1)

J считают К=О, что позволяет разместить всю измерительную обмотку на протяжении одного полюсного деления этой гармоники. Для остальных, высших, гармоник (>1) значение коэффициента К принимают таким, чтобы получить примерно равномерную разбивку измерительной обмотки на группы витков. Расположенные вблизи оси симметрии обмотки витки могут входить в состав нескольких групп Витки Входящие В состав 45 групп выбирают так, чтобы они были расположены симметрично относительно

1 П продольной оси 0 0 измерительной обмотки, для чего число витков в группах принимают одновременно четным или наоборот, нечетным.

Располагают и закрепляют измерительную обмотку на внутренней поверхности статора так, чтобы контактные лепестки 3 витков находились за пределами магнитопровода статора.

С помощью выводных проводников 4 контактные лепестки соединяются с клеммником 5, Рассчитывают значения коэффициенI тов избирательности групп витков К, 1) и чувствительности витка К„, обмотки для всех порядковых номеров 4 гармоJ ник, подлежащих определению, соответственно по формулам

ЬЪ7 з п 4 ы12

К зin- „2

11b, sing

2<, К 1 = -„Ъ, 1 27о где b — шаг измерительной обмотки;

Я; — число витков в группах;

Ъ, — ширина витка.

Формируют квадратную матрицу (K j элементы которой определяют по формуле

К 1 ) =K, К 1, .

Размерность матрицы равна числу гармойик, подлежащих определению в данной электрической машине.

Вводят испытуемую машину в рабочий режим, выцсляют с помощью фильтра 6 сигнал определенной частоты Qq.

Измеряют прибором 7 амплитуды ЭДС.

Е, всех выбранных групп витков, из которых формируют вектор-столбец Е

Амплитуды гармоник магнитной индукции В определяют из решения матрич3 ного уравнения

1 ф

В = — — jKq) Е..

$ Q) где S — площадь витка измерительной обмотки;

КД вЂ” обратная матрица коэффици ентов,К," .

Решение матричного уравнения осуществляют с помощью ЭВМ.

Измерительная обмотка состоит из одинаковых последовательно соединенных витков шириной Ь, выполненных с шагом Ъ и снабженных контактными лепестками 3. Шаг Ь принимают, с одной стороны, минимально возможным по технологическим соображениям, что обеспечивает максимальное значение коэффициента избирательности для гармоник магнитной индукции с наибольшими порядковыми номерами (последние имеют незначительные амплитуды). С другой стороны, шаг принимают не меньшим 20-кратной толщины привода обмотки. Вызвано это необходи14049

Формула и з обр ет ения

Составитель А.Дивеев

Редактор В. Петраш Техред М.Дидык Корректор О. Кравцова

Заказ 3100/50 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 мостью исключить погрешность от неопределенности шага при малой его ве личине, сравнимой с толщиной провода обмотки.

Значение ширины витка Ъ, практически не сказывается на чувствительности обмотки. Принимают b, =0,5Ъ .

Длину обмотки 1 выбирают не больше длины магнитопровода статора.

Предлагаемую обмотку целесообразно изготавливать фотоспособом из фольгированных эластичных материалов по технологии, применяемой для изготовления фольговых тензорезисторов.

1. Способ определения гармоник 20 магнитной индукции электрических машин переменного тока, заключающийся в измерении ЭДС, последовательно соединенных витков измерительной обмот-. ки, распределенных на внутренней по- 25 верхности статора, во введенной в рабочий режим электрической машине, отличающийся тем, что, . с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности из- З0

1 мерений, измеряют ЭДС, наводимую магнитным полем в отдельных группах витков измерительной обмотки, расположенных симметрично относительно ее продольной оси, причем число таких групп принимают равным числу определяемых гармоник, и определяют амплитуды гармоник из решения матричного, уравнения

В = — — 1К Е,, 40

Ве 4

91

4 где  — матрица-строка амплитуд гар1 монн к

$ — площадь витка измерительной

6 обмотки;

И вЂ” угловая частота гармоник;

E, — матрица-столбец ЭДС групп витков;

-l (К вЂ” обратная матрица коэффициентов, элементы которой рассчитывают по формуле

s in) — — s in) ; 2

К =(— — — — ) (— — — — — -) где — порядковый номер гармоники

1 поля;

Ь, — ширина витка измерительной обмотки; — полюсное деление машины;

b — шаг обмотки;

Q; — число витков в группе.

2. Способно и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения избирательности, число витков в группах принимают равным целому чис лу, ближайшему к значению

«(2К+1) с

4;Ь где К=0,1,2,....

3. Датчик магнитного поля для определения гармоник магнитной индукции, содержащий измерительную обмотку, состоящую из последовательно соединенных витков, о т л и ч а ю— шийся тем, что все витки снабжены контактными лепестками, а шаг обмотки выбирают из соотношения ь,=гь,, где Ь вЂ” пырина витка измерительной

I обмотки.