Устройство для измерения постоянной времени вихревых токов

 

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 943613 (6) ) Дополнительное к авт. саид-ву

l (22)Заявлено 12.09.80 (2)) 2984077/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано- 15, 0 7, 82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.07.82 (5I)M. Кл.

G 01 R 31/34

Н 02 К 15/00 еввударстеенвй кемятет

СССР яв делам яэееретеки)) в открыта)) (53) УДК621. 313 (088. 8) Э (72) Автор изобретения

Ю.Н.Федоренко

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (7) ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ

ВРЕМЕНИ 81)XPEBb)X TOKOB

Известно устройство для измерения постоянной времени вихревых токов электрической машины постоянно" го тока, содержащее измеритель тока обмотки возбуждения при ее отключе5 нии от сети (1).

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения и автоматического допускового контроля постоянной времени вихревых токов магнитной системы электрической машины постоянного тока.

Недостаток известного устройства — малая точность определения t5 постоянной времени, Известно также устройство для измерения постоянной времени вихревых токов в магнитной системе электрической машины, содержащий блок ком- 20 мутации, предназначенный для подключения к обмотке возбуждения, блок регистрации, блок задержки начала интегрирования, выход которого подключен к управляющему входу ключа, и интегратор, вход которого соединен с выходом ключа (2), Однако известное устройство имеет недостаточную точность, поскольку при его реализации необходимо измерять и стабилизировать как ток обмотки возбуждения, так и ЭДС обмотки якоря, что увеличивает число параметров, влияющих на искомую величину Т и снижающих точность ее определения. Поскольку исследование машины производят при вращающемся роторе, то в применяемом сигнале присутствует помеха, пропорциональная продольной гармонической фиксируемой величины, что также снижает точность °

Устройство не позволяет снять зависимость постоянной времени от тока возбуждения, что также снижает его функциональные возможности.

Е.„ „!т„(1-Е """) 4$

g !.Т -1бlТк 1

И 4 к

3 94

Цель изобретения - повышение точности и,расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым интегратором и схемой сравнения, выход второго интегратора соединен со схемой сравнения, а его входс выходом первого интегратора, и дру" гим входом схемы сравнения, выход которой подключен к второму управляющему входу ключа, вход ключа соединен с клеммой, предназначенной для подключения к обмотке возбуждения машины, а блок регистрации выпол,нен в виде двухвходового время-им" пульсного преобразователя, к входам которого подключены выходы схемы сравнения и блок задержки.

На фиг. 1 показана схема замещения. обмотки возбуждения; на фиг, 2 блок-схема устройства1 на фиг. 3временные диаграммы его работы.

Устройство содержит буферный каскад 1 (например масштабный усилитель), вход которого является входом схемы, а выход через управляемый ключ 2, интеграторы 3 и 4 подключен к первому входу схемы сравнения 5.

Второй вход схемы сравнения 5 подключен к выходу интегратора 3, а ее выход " к входу время-импульсного преобразователя 6 и управляющему входу ключа 2, соединенного с клеммой для подключения к обмотке воз" буждения машины. Другой вход времяимпульсного преобразователя 6 и ключа 2 подключен к выходу схемы задержки 7.

На схеме замещения обмотки возбуждения обозначены коммутирующий элемент 8, напряжение питания обмот- . ки возбундения 13,, активное сопро" тивление этой обмотки Rs, активное сопротивление эквивалентного контура вихревых токов R индуктивность рассеяния 1.®, индуктивность намагничивания 1,„, ток возбуждения i, ток намагничивания i эквивалентный вихревой ток х .

Зависимости ЭДС от времени Е(1) соответствует позиция 9, а напряжениям интеграторов 3 и 4 - Ugt) и

U(t) соответственно позиции 10 и 1 1.

Устройство работает следующим образом.

Для определения постоянной времени вихревых токов Тк эпектрическую машину постоянного тока переводят в

3613 ф генераторный режим с независимым возбуждением. Затем отключают обмот ку возбуждения от сети, а скорость вращения ротора поддерживают постоянной.

После окончания горения дуги на контактах блока 8 при отключении обмоток возбуждения от сети

10 1к 1р (1)

Дифференциальное уравнение изменения тока и ЭДС обмотки возбуждения запишется, как

1 1 ( 1 "-1 В =Е() (2) откуда ЭДС обмотки возбуждения

Е(Ц=Е Е + 1 " Р) где Е,„- амплитудное значение ЭДС обмотки в момент окончания горения дуги Ьц т„=

После окончания горения дуги в течение времени t = t — С произ1 водятся операции: интегрирования и двойного интегрирования E(t), Время задержки t устанавливается больше времени горения дуги. Через время выходной сигнал схемы задержки 7 запускает время-импульсный преобразователь 6 открывает ключ 2, а интеграторы 3 и 4 интегрируют напряже35 ние F.(t) .

В момент времени t когда напряжения U и U+ равны, выходной сигнал схемы сравнения 5 останавливает. время-импульсный преобразователь 6 ао и закрывает ключ 2.

Искомая постоянная времени Т определяется по уравнению где Си - постоянная времени интегратора 4.

Как видно из уравнения (1), в результат преобразования не входят

Е и t следовательно, для точного

\М определения постоянной времени вихревых токов не требуется жесткая стабилизация этих параметров.

Допусковый контроль Т„ таким образом осуществляется автоматически путем сравнения t с граничными значениями допуска.

9436

Определение Т по уравнению (1) может осуществляться методом перебора, по графику решения этого уравнения илй . автоматически, если выход ! время-импульсного преобразователя 6 S подключить на вход вычислительного устройства, в алгоритм которого заложено уравнение (1) .

Погрешность преобразователей, реализующих данный метод, соответст вует погрешности современных интегрирующих приборов постоянного тока и определяется десятыми-сотыми долями процента.

В связи с тем, что в процессе : 1З преобразования сравниваются две интегральные функции от исследуемого процесса, предлагаемое устройство обладает повышенной помехоустойчивостbe 20

Независимость результата преобразования от величины задержки начала преобразования относительно начала переходного процесса при Т, = const позволяет применить данное устройст" 2$ во для исследования функций Т =

= f(t), причем эти исследования легко автоматизируются.

Гарантия того, что определение постоянной. времени Т производится зф на линейном участке кривой, намагничивания машины определяется соответствующей установкой величины тока возбуждения. Следует отметить, что далеко не всегда требуется определйть постоянную времени Тк на линейной части кривой намагничивания. Так при релейных и импульсных способах регулирования тока возбуждения машины эту постоянную определяют на рабо- р чем участке кривой намагничивания машины, который в большинстве случаев расположен на ее нелинейной части. В известных устройствах для определения постоянной времени вихревых токов, соответствующей нелинейной части кривой намагничивания машины, используются осциллографические и графоаналитические операции, недостатки которых известны. Предложенное устройство исключает эти недостатки и позволяет автоматизировать весь процесс преобразования.

При малых задержках и постоянных времени интегрирования относительно

13 6 длительности переходного процесса постоянная времени определяется на начальном участке этого процесса.

При малых задержках и постоянных времени интегрирования, сравнимых с длительностью исследуемого переходного процесса, определяется усредненная постоянная времени аналогичная по физической сущности постоянной, определяемой известным устройством.

При малых постоянных времени и регулируемой задержке может быть снята характеристика Тк = f(t) а, если изменять ток возбуждения, то имеется возможность снять семейство характе" ристик Т = f(ie t). Таким образом, устройство, наряду с повышенной точ" ностью, обладает бояее широкими функциональными возможностями.

Формула изобретения

Устройство для измерения постоянной времени вихревых токов в магнитной системе электрической машины, содержащее блок коммутации, предназначенный для подключения к обмотке возбуждения, блок регистрации, блок задержки начала интегрирования, выход которого подключен к управляющему входу ключа, и интегратор, вход которого соединен с выходом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения Функциональных возможностей, оно снабжено вторым интегратором и схемой сравнения, выход второго интегратора соединен со схемой сравнения, à его выход - с выходом первого интегратора и другим входом схемы сравнения, выход которой подключен к второму управляющему входу ключа, вход ключа соединен с клеммой, предназначенной для подключения к обмотке возбуждения машины, а блок регистрации выполнен в виде двухвходового времяимпульсного преобразователя, к входам которого подключены выходы схемы сравнения и блока задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии Ю 48-26796, &013 27/02 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N 157729, кл. H 02 K 15/00, 1962.

943613

Фиг. 2 и(4 фиг. 5

ВНИИПИ Заказ 5100/51 Тираж 717 Подписное

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