Устройство для измерения электромагнитныххарактеристик ферромагнитныхматериалов

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБУЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ/

Союз Советскнк

Соцнапистическик

Рес убпи 824087 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 21.07. 77 (21) . 2510331/18-21 (53}M. Кл.

G 0l К 33/12 с присоединением заявки М—

3Ьеудеретеееимй кемитет

СССР де делам «зееретенийй и еткемтяй (23) П риоритет

Опубликовано 23.04.81. Бюллетень М 15 (53) УДК 62 1. 3 1 7. .44 (088 ° 8) Дата опубликования описания 25 04 ° 81 (72) Авторы изобретения

О. И. Сисуненко, Е. А. Юрченко и В. В. Зиновкин (71) Заявитель

l) l

И (4 Д (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ .

Изобретение относится к исследованию (моделирования несинусоидальных) электромагнитных процессов в мощных электротехнических устройствах, например трансформаторах, работающих при несинусоидальных кривых тока и . напряжения, а также при одновременном подмагничивании постоянной составляющей. Известны устройства для испытания

10 силовых трансформаторов, содержащие намагничивающую и измерительную обмотки на испытуемом образце, ваттметр, токовая обмотка которого включена последовательно с намагничивающей обмоткой, а обмотка напряжения подключена параллельно измерительной обмотке и блоку интегрирования $1(. .Недостатками этих устройств явля-ются: отсутствие формирователя неси.нусоидальности и постоянной составляющей тока, невозможность создания и осуществления регулировки коэффициента несинусоидальности возбуждающего тока и постоянной составляющей, отсутствие специальной обмотки, бифилярно вмотанной с параллелями намагничивающей обмотки, невозможность выполнения исследования в опытах короткого замыкания (К 3) и холостого хода (ХХ).

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее регулируемый источник синусоидальной ЗДС, намагничивающую обмо.ку исследуемого образца, безындуктивный шунт, регист-. рирующие приборы, намагничивающую и измерительную .обмотки и блок управляемых тиристоров с импульсным генератором (2).

Недостатками этого изобретения являются малая проходная мощность, не" возможность осуществления регулировки формы кривой при фиксированном yt ле зажигания тиристоров (что необхо" димо при физическом моделировании несинусоидального электромагнитного

824087 поля, удельных и суммарных добавочных . потерь в элементах конструкции); невозможность измерения нагрева, удельных и суммарных добавочных потерь в узлах исследуемой модели силового электротехнического оборудования, например силового трансформатора, тиристоры при включении параллельно выходят из строя из-за.неравномерного распределения по ним тока.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее регулируемый источник синусоидальной ЭДС, соединенный с намагничивающей обмоткой иссле,дуемого образца, безындуктивный шунт, регистрирующие приборы, включенные последовательно в цепь между упомянутыми источником ЭДС и намагничивающей обмоткой, блок управляемых тиристоров с импульсным генератором, включенных в рассечку цепи между источником ЭДС и намагничнвающей обмоткой, введены блок индуктивно связанных уравнительных реакторов, моделирующий блок, дополнительная измерительная обмотка, иагйитос .язанная с моделирующим блоком и расположенная бифилярно намагиичивающей обмотке, интегрирующий блок, сумматор и усилители напряжения, включенные между интегрирующим блоком и сумматором, при этом блок индуктивно связанных уравнительных реакторов включен между источником ЭДС и блоком управляемых тиристоров, а моделирующий блок включен между намагничивающей обмоткой и блоком управляемых тиристоров.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит источник 1 синусоидального напряжения, к которому подключен промежуточный трансформатор 2. К вторичной обмотке трансфор.матора 2 последовательно подключены блок 3 индуктивно связанных уравнительных реакторов, блок 4 управляемых тиристоров, моделирующий блок 5, беэындчктивный шунт 6, намагничивающая обмотка 7 физической модели исследуемого объекта 8, например модели силового трансформатора, амперметр 9 и ваттметр 10, измерительная обмотка II, измерительная обмотка 12, интегрирующий -блок 13, усилители 14 и 15 напряжения, сумматор 1,.6, генератор 17 импульсов, вольтметр 18 действуюших значений и вольтметр 19 маг4 нитоэлектрической системы, вольметр

20 средних значений. Анализатор 21 гармоник, шлейфовый осциллограф 22, термопары 23, магнитная система 24. . Устройство работает следующим образом.

От источника 1 переменного напряжения и регулируемой частоты через промежуточный трансформатор 2, блок 3

1О уравнительных реакторов, блок 4, моделирующий блок 5 на первичную обмотку 7 испытуемого объекта 8 подается напряжение, изменяющееся во времени с модельной увеличенной частотой. Частота источника 1 переменного напряжения определяется исходя из масштабных коэффициентов, полученных из условий физического подобия электромагнитного поля и потерь в элементах конструкции.

Блок 3 уравнительных реакторов способствует одновременному зажиганию ! тиристоров, соединенных параллельно в блоке 4 управляемых тиристоров, который служит формирователем несинусоидальности и постоянной составляющей, и равномерному распределению тока. Генератором 17 импульсов устанавливается угол зажигания тиристо30 ров блока 4, соответствующий требуемому гармоническому составу намагничивающего тока. Затем ручкой несинхронности генератора 17 импульсов вводится постоянная составляющая тока.

Моделирующим блоком 5 осуществляется регулировка формы намагничивающего тока и величины реактивного сопротивления в цепи испытуемого объекта 8.

Вторая измерительная обмотка 11 подключена к обмотке напряжения ваттмет,— ра 10. Ваттметром измеряются суммарные добавочные потери в элементах конструкции испытуемого объекта. Ампермет1 ром 9 измеряют действующее значение намагничивающего тока. Измерительными

45 приборами 18, 19 и 21 измеряются соответственно действующее значение падения переменной составляющей напряжения на безындуктивном шунте 6, постоянная составляющая напряжения и спектральный состав несинусоидального тока, протекающего в цепи обмотки 7.

Шпейфовым осциллографом 22 измеряется термо -ЭДС термопар, установленных в элементах конструкции (на чертеже

Ы не показаны), по характеру изменения которой определяются удельные потери и нагревы элементов конструкции. При этом измерительная обмотка 12 раско824087 формула изобретения

Устройство для измерения электромагнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее регулируемый исто ник синусоидальной ЭДС, соединенный с намагничивающей обмоткой исследуемого образца, безындуктивный шунт, регистрирующие приборы, включенные последовательно в цепь между упомянутыми источником ЭДС и измерительной обмоткой, блок управляемых тиристоров с импульсным генератором, включенных в рассечку цепи между источником ЭДС и намагничивающей обмоткой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок индуктивно связанных уравнительных реакторов, моделирующий блок, дополнительная измерительная обмотка,,магнитосвязанная с моделирующим блоком и расположенная бифилярно намагничивающей обмотке, интегрирующий блок, сумматор и усилители напряжения, включенные между интегрирующим блоком и сумматором, при этом блок индуктивно связанных уравнительных реакторов включен между источником ЗДС и блоком управляемых тиристоров, а моделирующий блок включен между намагничивающей обмоткой и блоком управляемых тиристаров.

11сточники информацииу принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

Р 475574, кл. G 01 и 33/12, 07.12.73.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 389477, кл. 6 Ol и 33/12, 28.05.70.

40 рочена, а измерительные приборы 13, 14, 15 и 16 отключены.

Работа устройства при исследовании объектов в опыте ХХ.

Исследуются поток в магнитной системе в зависимости от степени несинусоидальности и коэффициента формы, а также нагревы активной стали и удельные потери в ней.

От источника 1 переменного напря- 10 жения через промежуточный трансформатор 2, блок 3 уравнительных реакторов, блок 4 и моделирующий блок 5 на первичную обмотку 7 исследуемого объекта 8 подается напряжение, величина ts которого соответствует номинальной индукции в магнитной системе. Блок 3 уравнительных .реакторов и блок 4, а также моделирующий блок 5 работают так, как и при работе в опыте КЗ. 20

Генератором 17 импульсов устанавливается угол зажигания тиристоров, соответствующий требуемой несинусоидальности переменного тока и одновременном подмагничивании постоянной со- 2g ставляющей. Моделирующим блоком 5 выполняется регулировка формы намагниЙивающего тока и величины реактивногф сопротивления в цепи исследуемого объекта. Измерительная обмотка II отклю— чается, а измерительная обмотка !2 подключается к интегрирующему блоку 13.

С выхода интегрирующего блока 13 напряжение, пропорциональное потоку в магнитной системе испытуемого объек35 та, подается на усилители 14 и 15.

С усилителей 14 и 15 напряжение подается на сумматор l6, который дает величину, пропорциональную коэффициенту формы. По показаниям вольтметра 20 средних значений определяется величина потока в магнитной системе 24. Шлейфовым осциллографом 22 измеряется термо-ЭДС термопар 23, установленных в магнитной систем» 24.

Предлагаемое .устройство по сравне45 нию .с известным имеет больший коэффициент использования, что дает значительный экономический эффект в народном хозяйстве и открывает широкие возможности при выполнении работ по

50 физическому моделированию несинусоидальных электромагнитных процессов в электротехнических устройствах.

Использование устройства позволяет разработать уточненные методики инженерного расчета добавочных потерь в узлах, работающих в периодических несинусоидальных электромагнитных полях и одновременном подмагничивании постоянным полем, что позволяет уменьшить металлоемкость и найти наиболее оптимальный вариант выполнения узлов проектируемых объектов.

824087

Составитель Л. Воронина

Редактор В. Иванова Техред Ж.Кастелевич

Корректор E. Рошко

Подписное

Заказ 2101/65 Тираж 732

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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