Устройство для измерения превышения температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, к измерению нревьшения температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой без отключения от сети и может быть использовано как защитное устройство. Цель изобретения - повьшение точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения переменной составляющей напряжения- Устройство содержит источник 1 постоянного тока, дроссель 2, блок 3 вычитания, блок 4 автоматической подстройки амплитуды , блок 5 автоматической подстройки фазы, усилитель 6 с высоким входным сопротивлением, автотрансформатор 7, разделительный конденсатор 8 и вольтметр 9. В описании представлены структурные схемы и раскрыта работа блоков автоматической подстройки фаз и амплитуды . Введение новых элементов и образование новых связей между ними и элементами устройства позволяет повысить точность измерения устройства . 3 ил. i (Я С ьэ О) 4j со (ftus.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 К 7/16

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3742192/24-10 (22) 08.05.84 (46) 07.03.86. Бюл. Р 9 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт Объединения

"Кузбассэлектромотор" (72) Г.В.Кожухов и В,И.Ревякин (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 596838, кл. G 01 К 13/08, а О1 K 7/16.

Авторское свидетельство СССР

И 815525, кл. G 01 К 13/08, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕВ1ИЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ПОД НАГРУЗКОЙ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, к измерению превьппения температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой

ÄÄSUÄÄ1216673 без отключения от сети и может быть использовано как защитное устройство. Цель изобретения— повышение точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения переменной составляющей напряжения. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, дроссель 2, блок 3 вычитания, блок

4 автоматической подстройки амплитуды, блок 5 автоматической подстройки фазы, усилитель 6 с высоким входным сопротивлением, автотрансформатор 7, разделительный конденсатор 8 и вольтметр 9. В описании представлены структурные схемы и раскрыта работа блоков автоматической подстройки фаз и амплитуды. Введение новых элементов и образование новых связей между ними и элементами устройства позволяет повысить точность измерения устройства. 3 ил.

1216673

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к измерению превышения температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой без отключения от сети,и может быть использовано как защитное устройство.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем уменьшения влияния на результат измере, ния переменной составляющей напряжения.

На фиг. 1 дана общая структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема блока автоматической подстройки фазы," на фиг. 3 — структурная схема блока автоматической

1 подстройки амплитуды .

Устройство содержит источник 1 постоянного тока (.стабилизатор тока), дроссель 2, блок 3 вычитания, блок 4 автоматической подстройки ампгп|туды, блок 5 автоматической подстройкп фазы, усилитель 6 с высоким входным сопротивлением, автотрапсформатор 7, разделительный конденсатор 8 и измерительный прибор, например вольтметр 9.

Блок 5 автоматической подстройки фазы состоит из разделительного конденсатора 10, одна обкладка которого соединена с выходным усилителем 6, первым входом блока 3 вычитания и первым входом блока 4 автоматической подстройки амплитуды, а вторая обкладка через ограничитель 11 амплитуды подключена к первому входу фазового детектора

12, выход которого соединен с входом фильтра 13 пижпих частот, а второй вход, являющийся выходом блока, соединен с выходом перестранваемого генератора 14, управляющий вход которого соединен с выходом фильтра 13 нижних частот °

11лок 4 автоматической подстройки амплитуды состоит из перемножитепя 15 аналоговых сигналсв, первый вход которого соединен с выходом усилителя 6, первым вхо. дом блока 3 вычитания и с входом блока 5 автоматической подстройки фазы, а второй вход соединен с выходом усилителя с коэффициентом усиления„ равным двум 16, вход которого в свою очередь соединен с выходом фазовращателя 17, вход которо i 0

11

55 го соединен с выходом блока 5 автоматической подстройки фазы.

Выход фазовращателя !7 соединен также с первыми входами перемпожителя 18 и 19 аналоговых сигналов, и с входом умножителя 20 частоты на два, выход которого соединен с первым входом перемножителя

21 аналоговых сигналов, второй вход которого соединен с выходом вычитающего устройства 22 и вторым, входом перемножителя 18, выход которого соединен с вторым входом блока 3 вычитания. Выход перемножителя 19, второй вход которого соединен с выходом блока 3 вычитания, соединен с входом усилителя 23 с коэффициентом усиления, равным двум, выход которого соединен с вторым входом блока 24 вычитания, первый вход которого соединен с выходом перемножителя 15, а вьгход — с первым входом вычитающего устройства 22.

Устройство работает следующим образом, I

Параллельно одной иэ обмоток электрической машины переменного тока на время измерения подключают EIc точник 1 стабильного тока. В результате па обмотке электрической машины появляется сумма двух напряжений: падение напряжения, возникающее за счет протекания тока и присутствующее переменное напряжение сети. Сумма этих двух напряжений прикладывается к автотрансформатору 7 с разделительным конденсатором 8, которые служат для разделения постоянной и переменной составляющей напряжения обмотки электрической машины и согласования усилителя 6 с источником входного сигнала электрической машины.

Усилитель 6 за счет своего высокого сопротивления позволяет пренебречь падением постоянного напряжения па автотрансформаторе 7 в измерительной цепи. С выхода усилителя 6 это же напряжение поступает на первый вход блока 4 автоматической подстройки амплитуды и на вход блока 5 автоматической подстройки фазы.

В блоке 5 автоматической подстройки фазы вырабатывается переменное напряжение амплитудой синфаэпое с рабочим напряжением сети. Оно поступает на второй вход!

2!hh73 блока 4 автоматической подстройки амплитуды, где происходит формирование амплитуды напряжения, поступающего на второй вход блока 3 вычитания, в соответствии с амплитудой напряжения сети, имеющей место на первом входе блока 3 вычитания.

В блоке 3 вычитания происходит вычитание из суммы постоянного напряжения и переменного напряжения сети, поступающего на первый вхо„ переменного напряжения, сформированного в блоках автоматической подстройки фазы 5 и амплитуды 4 ° В результате на выходе блока 3 вы штания появляется только постоянное напряжение, обусловленное источником 1 постоянного тока, которое измеряется вольтметром 9.

Это напряжение поступает на второй вход блока 4 автоматической подстройп<и амплитуды для формирования амплитуды переменного напряжения, поступающего на второй вход блока 3 вычитания.

Так как величина измерительного тока стабилизируется в устройстве и заранее известна, то вольтметр 9 градуируется в единицах измерения сопротивления.

Дроссель 2 ослабляет воздействие переменного напряжения сети на выход источника 1 стабильного тока.

Работа блока 5 автоматической подстройки фазы осуществляется следующим образом.

На вход блока 5 от усилителя 6 поступает сумма измеряемого постоянного напряжения и пониженного пе- ременного напряжения сети. Переменное напряжение с частотой и начальной фазой сети через конденсатор 20 поступает на ограничитель 11, который служит для обеспечения постоянства амплитуды этбго напряжения на фазовом детекторе 12, т.е ° для обеспечения линейного режима его работы.

На второй .вход фазового детектора 12 поступает напряжение от собственног > подстраиваемого генератора 14, в диагональ моста Вина которого включен управляющий элемент (полевой транзистор).

В результате на выходе фазового детектора 12 появляется напряжение, пропорциональное разности

% фаз сравниваемых напряжений, и напряжение с удвоенной частотой сети.

Это напряжение поступает на фильтр

13 нижних частот, который отфиль5 тровывает напряя<ение с удвоенной 1 частотой сети ° Поэтому на затвор полевого транзистора в подстраиваемом генераторе 14 поступает только управляющее напряжение, которое !

О пропорционально разности фаэ напряжения сети и геременного напряжения подстраиваемого генератора

14. Это управляющее напряжение меняет сопротивление сток-исток по!

5 левого транзистора, в результате чего частота генератора 14 с точностью до начальной фазы подстраивается под частоту сети.

Таким образом, «а выходе блока

20 имеем переменное напряжение с частотой и начальной фазой в точности соответствующей частоте и начальной фазе переложенного напряжения, поступающего нЯ второй

25 вход вычитающего устройства 3. Амплитуда этого напряжения выставляется равной Ig.

Работа блока автоматической подстройки амплитуды осуществляет3п ся следующим образол .

На первый вход блока (Вх „) поступает суллма измеряемого постоянного напряжения Уч и переменного напряжения сети. ассов(с1+ Рс) где Бс — амплитуда; <1 — частота; — начальная фаза этого напряжения.

"Затем это суммарное напряжение

< +У соз(+ t+ У ) поступает на пер-!

4р вый вход перемножителя 15.

На второй вход блока (Ьх ) поступает напряжение с выхода блока 5 автоматической подстройки фазы, а именно sin(Qt++ ) .

45 В фазовращателе 17 начальная фаза этого напряжения сдвигается о на 90, т.е. на его выходе будем иметь sin(U t+Ч +90 )=сов(<.) t+ + ) °

С выхода фазовращателя 17 данное

5р напряжение поступает на усилитель

16, перемножитель 18, умножитель 20 частоты и перемножитель 19.

На выходе усилителя 16 < удем иметь напряжение 2соз(<.) t+ V ). Это

55 напряжение поступает на второй вход перемножителя 15. На его выходе, а следовательно, на первом

I входе иычитающего устройства 24 нме1216673

1О

211цсоа (о), +Чс ) 13с сов2(м) 1+ с) ° ем U<+U,cos(>ct+ c) 2cos(+ Pc)=

=2Бцсоз(с,) t+9 )+U<+Uc cos2(u) t+Ч,) .

Рассмотрим, какое напряжение будет поступать на второй вход вычитающего устройства 24.

На второй вход перемножителя

19 через вход устройства 1,Вх ь) поступает по цепи обратной связи напряжение Ц„ с выхода вычитающего устройства 3, т.е. на выходе перемножителя 19 имеем напряжение вида icos(1+ Р,).

Это напряжение поступает на усилитель 23, на выходе которого, а следовательно, на втором входе вычитающего устройства 24 имеем

Таким образом на выходе вычитающего устройства 24 получим напряжение Uc+Uccos2(jJсt+ Pc) °

Это напряжение поступает на первый вход вычитающего устройства 22.

Рассмотрим, какое напряжение поступает. на второй вход вьиитающего устройства 22.

11а выходе умножителя 20 частоты будет напряжение cos2(aJ,t+×,). Оно поступает на первый вход перемножителя 21, на второй вход которого по цепи обратной связи поступает напряжение с выхода Вычитающего устройства 22.

Очевидно, на выходе перемножителя 21, а следовательно, на втором входе вычитающего устройства 22 будем иметь

Тогда на выходе вьиитающего устройства 22 будет напряжение

Uc+Uc cos2(unct+ Рс) Uc cos2 (chest+ Ч ) =11с °

Это напряжение поступает на второй вход перемножителя 18, с выхода которого на второй вход вычитаю-! щего устройства 3 будет поступать синфазное и равное по амплитуде с переменным напряжением на

Г 45 первом входе напряжение вида

1Uccos(ь) t+ Ч,) .

Все элементы структурных схем фиг. 1-3 легко реализуются на элементах аналоговой вычислительной техники — серийных микросхемах. формула изобретения

Устройство для измерения превышения температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой, содержащее источник постоянного тока, выводы которого подключены соответственно к первому выводу обмотки электрической машины и к первому выводу дросселя, автотрансформатор, конденсатор и измерительный прибор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния на результат измерения переменной составляющей напряжения, в него введены блок вычитания, блок автоматической подстройки фазы, блок автоматической подстройки амплитуды и усилитель, входы которого соединены со средним выводом автотрансформатора и вторым выводом обмотки электрической машины, соединенной с вторым выводом дросселя, а выход подключен к входам блока автоматической подстройки фазы, блока автоматическбй подстройки амплитуды и к первому входу блока вычитания, второй вход которого и выход подключены соответственно. к выходу и к первому входу блока автоматической подстройки амплитуды, второй вход которого соединен с выходом блока автоматической подстройки фазы, при этом измерительный прибор включен между выходом блока вычитания и вторым выводом обмотки электрической машины, соединенным через конденсатор и автотрансформатор с первым выводом обмотки электрической машины.

1216673

Них.

Заказ 996/53

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В.Куликов

Редактор В.Иванова Техред С.Мигунова Корректор Л.Пилипенко