Способ измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины и устройство для его осуществления (его варианты)

 

1. Способ измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, заключающийся в том, что измеряют ток основных щеток и напряжение на обмотке через дополнительные измерительные щетки, вычисляют значение активного сопротивления обмотки и по этому значению судят о ее температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и упрощения обслуживания измерительных щеток, измерение постоянного напряжения на обмотке производят при дополнительной загрузке измерительных щеток переменным током от постороннего источника. i (Л со to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 С 01 К 13/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ, l3, !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 358?454/24-10 (22) 21.04.83 (46) 07,02,88. Бюл. У 5 (71) Институт электродинамики

АН УССР (72) Г.Г.Счастливый, N.ß,М я енный, Г,С,Бронштейн, Л.Г.Ковшар и Т,К,Середа (53) 621,317,33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 425063, кл, G 01 К 13/08, 1974.

Мас. Martin М.P., Iwanusiv О.И.

The measurement of the temperature

rise of the rotor of 500 MW generator ° — IEEE Transaction on Power

Apparatus and System, vol, PAS 95, 1976, рр. 630-633. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ОБМОТКИ ПОСТОЯННОГО ТО„„SU„„1372199 A 1

КА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) 1. Способ измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, заключающийся в том, что измеряют ток основных щеток и напряжение на обмотке через дополнительные измерительные щетки, вычисляют значение активного сопротивления обмотки и по этому значению судят о ее температуре, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и упрощения обслуживания измерительных щеток, измерение постоянного напряжения на обмотке производят при дополнительной загрузке измерительных щеток переменным током от постороннего источника.

I372199 ка.

2. Устройство для измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, содержащее измеритель тока основных щеток, измерительные щетки на траверзах каждой полярности и измеритель напряжения на измерительных щетках, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на токоподводе каждой полярности между основной и измерительной щетками включен источник переменного тоИзобретение относится к области измерения температуры обмоток электрических машин путем измерения величины сопротивления обмотки и может быть использовано в тех случаях, когда питание обмотки осуществляется постоянным током неподвижного источника через щетки и вращающиеся контактные кольца.

Известен способ измерения темпера- 10 туры обмотки, работающей на постоянном токе, по току в обмотке и напряжению на ней и известным величинам температуриого коэффициента сопротивления материала обмотки и сопротивле-15 ния обмотки при начальной температуре.

Известны также способ и устройст" во для измерения температуры вращающихся обмоток электрических машин, например обмоток возбуждения синхронных генераторов, в которых для исключения погрешности измерения> вызванной падением напряжения на рабочих щетках при прохождении через них рабочего тока обмотки, напряжение на обмотке измеряется с помощью отдель; ных щеток, изолированных от траверзы рабочих щеток (1) .

Измерение напряжения на вращающейся обмотке через дополнительные измерительные щетки производится с большей точностью, чем измерение на траверзах рабочих щеток, однако и.в этом случае погрешность измерения иногда может достигать недопустимо большой величины. Причиной этого слу3. Устройство для измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины> содержащее измеритель тока основных щеток, измерительные щетки на тра" верзах каждой полярности и измеритель напряжения на измерительных щетках, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что к обеим измерительным щеткам подключен источник переменного тока, а между траверзами основных щеток включен шунтирующий конденсатор. жит явление возникновения высокоомной пленки на трущейся поверхности слабонагруженной током щетки.

Наиболее близкими к изобретению являются способ и устройство для измерения температуры обмотки ротора синхронного генератора, в которых для снижения погрешности измерения используется высокоомный измерительный прибор f2).

Использование высокоомного измерительного прибора позволяет за счет уменьшения тока через измерительные щетки и, соответственно, падения напряжения на этих щетках несколько снизить погрешность измерения, однако и в этом случае надежные и устойчивые результаты измерения можно получить только после тщательной и длительной (в течение нескольких часов) притирки измерительных щеток, причем это требование остается в силе не только после установки новых щеток, но даже после выемки щеток иэ щеткодержателя и установки тех же щеток на свое место, Таким образом, известные способы и устройства измерения температуры вращающихся обмоток электрических машин при измерении напряжения обмотки через измерительные щетки не обеспечивают точности, требуемой в процессе эксплуатации современных мощных электрических машин, например синхронных генераторов, и требуют тщательного обслуживания измерительных щеток.

13721

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры и упрощение обслуживания измерительных щеток. 5

Поставленная цель достигается тем, что при способе измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, заключающемся в том, что измеряют ток основ- 1О ных щеток и напряжение на обмотке через дополнительные измерительные щетки, вычисляют значение активного сопротивления обмотки и по этому значению судят о ее температуре, иэ- 15 мерение постоянного напряжения на обмотке производят при дополнительной загрузке измерительных щеток переменным током от постороннего источника. 20

При этом в устройстве для измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, содержащем измеритель тока основных щеток, измерительные щетки на траверзах каждой полярности и измеритель напряжения на измерительных щетках, на токоподводе каждой полярности между основной и измерительной щетками включен источник переменного 30 тока.

В устройстве по второму варианту к обеим измерительным щеткам подключен источник переменного тока, а между траверзами основных щеток вклю- 35 чен шунтирующий конденсатор, На фиг.1 и 2 представлены схемы вариантов устройства, реализующего предложенный способ, На схемах обозначены основные ра40 бочие щетки 1 и 2, вращающиеся контактные кольца 3 и 4, обмотка 5, измеритель 6 тока основных щеток, измерительные щетки 7 и 8, источник 9 переменного тока, шунтирующий конденсатор 10 и измеритель 11 напряжения на измерительных щетках.

Цепь постоянного тока обмотки 5 складывается из следующих последова50 тельно соединенных элементов: рабочая щетка 1, контактное кольцо 3, обмотка 5, контактное кольцо 4, рабочая щетка 2, измеритель 6 тока. Измеритель ll напряжения подключен к обмотке 5 через измерительны щетки и 8 и контактные кольца 3 и 4. Источники 9 переменного тока (фиг.l) подключены между измерительной 7 (8) и основной 1 (2) щетками каждой полярности. Цепь переменного тока замыкается для каждого из двух контуров через следующие элементы: источник 9> измерительная щетка 7 (8), контактное кольцо 3 (4), рабочая щетка 1 (2).

Источник 9 переменного тока фиг.2) может быть подключен непосредственно к измерительным щеткам 7 и 8, а к основным щеткам 1 и 2 подключен шунтирующий конденсатор 10. Цепь переменного тока замыкается через следующие элементы: источник 9, измерительная щетка 7, контактное кольцо

3, рабочая щетка 1, шунтирующий конденсатор 10 рабочая щетка 2, контактное кольцо 4, измерительная щетка 8. Источники 9 переменного тока защищены от протекания через них постоянного тока, например, при помощи последовательно включенных конденсаторов.

Способ осуществляют следующим образом.

По измеренным напряжению на обмотке и току в ней определяют сопротивление обмотки, а затем по этому сопротивлению, известному сопротивлению обмотки при начальной температуре и температурному коэффициенту материала обмотки находят температуру обмотки, При этом переменный ток от источников (источника) 9, проходя через измерительные щетки 7 и 8, производит их дополнительную загрузку, разрушающую высокоомную пленку на скользящей поверхности. Это позволяет существенно повысить точность измерения напряжения на обмотке, а следовательно, и точность измерения ее температуры.

Использование предлагаемых способа и устройств для измерения температуры вращающейся обмотки обеспечивает по сравнению с известными повышение точности измерения эа счет снижения погрешности передачи сигнала через измерительные щетки, снижение требований к обслуживанию измерительных щеток, так как высокая точность измерения обеспечивается на новых или плохо притертых щетках и на щетках со слабым нажатием, непрерывность работы устройств для измерения температуры во время притирки новых щеток, что особенно важно при работе

1372199

Составитель В,Журавлев

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор И.Николайчук

Заказ 475/35

Тирах 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Увгород, ул, Проектная, 4 этих устройств s системах аварийной сигнализации, высокую точность измерения, не зависящую от скорости вращения контактных колец, например в условиях разгона, выбега или на неподвижной машине.