Устройство для измерения мощности на валу электрической машины

 

ОП H|AHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

"Социалистических

Республик

<1>859839 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (53)hh Кл3 (22) Заявлено 131279 (21) 2850943/18-10

G L 3/24 с присоединением заявки Nt)— (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам июбретений н. открытий

Опубликовано 300881. Бюллетень Мо 32

Дата опубликования описания 36881 (53) УДК 531. 781 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. А, Косулин и Л. П. Косулина

Волгоградский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ HA ВАЛУ

ЗЛЕ КТРИЧЕСКОЙ МАНИ Н61

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения мощности на валу электрической машины.

Известны устройства для измерения активной мощности на валу электрической машины, содержащее измеритель активной мощности цепи статора, блок учета КПД выполненный в виде квадI

1О ратора, потенциометра и регистрирующий прибор. Квадратар предназначен для получения сигнала, пропорционального квадрату тока статора, т.е. потерям мощности в обмотке статора от нагрузки, а на выходе каскадного потенциометра устанавливается величина напряжения, пропорциональная сумме потерь в стали и механических потерь. (1 °

Таким образом, в патенте реализуется зависимость

Р е аРм A.Pñò где P — мощность на валу электричес25 кой машины;

P — мощность потребляемая от с ) сети;

P u P -„потери в стали и механичес ст мет кие потери.

Недостатком этих устройств явля- 1 ется то, что в них учтены только постоянные потери и лишь частично переменные, что обеспечивает ограниченную точность измерения мощности на валу двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее измеритель активной мощности цепи. статора, блок учета коэффициента полезного действия (КПД), моделирующий КПД машины в функции тока статора, множительное устройство и регистрирующий прибор.

В этом устройстве за счет применения блока учета КПД учитываются все составляющие потерь электрической машины 5) .

Недостатком данного устройства является большая погрешность блока учета КПД, моделирующего нелинейную зависимость КПД от тока статора, а также наличие множительного элемента, усложняющего устройство и обладающего большой погрешностью.

Цель изобретения — упрощение устройства.

85 9839

Поставленная цель достигается тем, ; что в устройстве, содержащем измеритель активной мощности цепи статора, блок учета КПД и регистрирующий прибор, блок учета КПД выполнен вниде функционального преобразонателя, включакщего в себя операционный усилитель, три постоянных и два переменных резистора, переключающий контакт, диод, источник эталонного наВ пряжения, при этом переменные резисторы одними своими выводами соединены с землей, вторыми выводами соответственно первый резистор — с источником эталонного напряжения, а нторой через переключакщий контакт с источником эталонного напряжения и с выходом измерителя активной мощности цепи статора, а подвижные выводы соединены через первый и. второй постоянные резисторы соответствен но с инвентирукщим и неинвентирующим входами операционного усилителя, иннертирующий вход и выход которого соединены с включенными параллельно постоянным резистором и диодом.

Выполнение подобным образом блока учета КПД позволяет исключить из устройства для измерения мощности на налу электрической машины множительные элементы и,тем самым упростить его.

На фиг. 1 изобра>кена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема блока учета КПД в виде функционального преобразователя.

Устройство содер>кит измеритель 1 активной мощности цепи статора, блок 2 учета коэффициента полезного действия (КПД) и регистрирующий прибор 3.

Блок учета КПД состоит из операционного усилителя 4, постоянных

5-7 и переменных 8-9 резисторов, диода 10, переключающего контакты

11 и источника эталонного напряжения

"эт °

Устройство работает следукщим образом.

Двигатель включается в режим холостого хода и регистрирукщим прибором 3 на выходе измерителя 1 активной мощности измеряется напряжение

U<, пропорциональное мощности холостого хода AP . Затем регистрирующий прибор 3 подключается на переменный вывод резистора 8 и устанавливается напря>кение б U > пропорцио нальное мощности хо»остого хода, т.е. осуществляется компенсация на блоке учета КПД сигнала U сигналом Ь U в режиме холостого хода двигателй.

Дальнейшая настройка блока учета КПД происходит в соответствии с реальной зависимостью КПД электрической машины от мощности °

Коэффициент пропорциональности

К устанавливает зависимость между

Ug =Ê (О,„— Ы3) >

$0 пропорциональное мощности на валу которое измеряется регистрирующим прибором 3, Реализация устройства может быть ,осуществлена на типовых элементах аналоговой техники.

Таким образом, блок учета КПД, выполненный в виде функционального преобразонателя, реализукщего зависимость Р = К(Р„- ь P) позволяет

Щ обеспечить высокую точность измерения. Подключение его входа к ныходу измерителя активной мощности цепи статора, а выхода непосредственно к региструкщему прибора, минуя множид тельный элемент, позволяет упростит

ЗО

45 мощностью на валу и потребляемой мощностью, Известно, что КПД электрической машины изменяется в широких пределах и является нелинейной функцией мощности на валу = (Р >. Поскольку

= Р»/ Р.>, получаем -зависимость

P„ = Г(Р„). Последовательно заданаясь значениями Р от нуля до единицы в относительных единицах, определяем по графику соответствукщую величину и вычисляем P . Анализ полученной зависимости P„ =f(P<) указывает на ее линейность. Зависимость Р =f(Р ) можно перевести сменой координат н зависимость Р =Г(Р„) и записать ее уравнеиием вида Р- = K(P„-аР), где К

tg А., à g- угол наклона занисимости Р—— f (Р„) к оси абсцисс.

Таким образом, после компенсации напряжения, пропорционального мощности холостого хода и определению коэффициента пропорциональности К реальной электрической машины, его устанавливают на блоке учета КПД для че/ го переключающий контакт переводят к выходу "Настройка; регистрирукщий прибор подключают к выходу блока учета КПД и переменным резистором 9 добавляются выполнение неравенства

К= а

V8T где U> - эталонное напряжение, U — напряжение на выходе блока

0 учета КПД, пропорциональное мощности на валу двигателя.

Вышеперечисленные операции настройки блока учета КПД позволяют осущестнить реализацию этим блоком зави:имости мощности на валу от потребляемой мощности и мощности холостого хода, которая является эквивалентом зависимости КПД электрической машины от мощности на валу. Входной сигнал U„ ïoäàåòñÿ на блок учета КПД через переключающий контакт 11, находящийся в положении "Работа". На выходе блОка учета КПД вырабатывается напряжение

859839

Формула изобретения

Составитель В.Лукьянов

Редактор Е.Лушникова Техред Ж. Кастелевич Корректор Г. Решетник

Заказ 7535/б 3 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 устройство измерения мощности на валу электрической машины.

Устройство для измерения мощности на валу электрической машины, содержащее измеритель активной мощности цепи статора, блок учета коэффициента полезного действия и связанный с ним регистрирующий прибор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, блок учета коэффициента полезного действия выполнен в виде функционального преобразователя, включакщего в себя опера- 15 ционный усилитель, три постоянных и два переменных резистора, переключающий контакт, диод, источник эталонного напряжения, при этом переменные резисторы одними своимн кон- щ! цами соединены с землей, вторыми выводами соответственно первый резистор — с источником эталонного напряжения, а второй через переключающий контакт с источником эталонного напряжения и с выходом измерителя активной мощности цепи статора, а подвижные выводы соединены через первый и второй постоянные резисторы ,соответственно с иивеитирующим и неинвентирукщим входами операционно, го усилителя, инвентирукщий вход и выход которого соединены с включенными параллельно постоянным резистором и диодом.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ПИР 9 74189, кл. 42 K

1/01, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 323б79, кл ° G 01 L 3/24, 1968 (прототип).