Устройство для измерения температуры обмоток электрических машин переменного тока под нагрузкой

 

Изобретение относится к электротехническим измерениям, а именно к контролю температуры обмоток электрических машин переменного тока под нагрузкой. Цель изобретения - повышение чувствительности и быстродействия. Устройство содержит электрическую машину 1 и генератор 2 переменного тока, первая и третья фаза которых соединены через разделительные конденсаторы 3 и 4, а вторые фазы соединены непосредственно. К первой и второй фазам электрической машины подключены последовательно соединенные третий конденсатор 5 и первичная обмотка первого компенсационного трансформатора 6. Его вторичная обмотка соединена последовательно с дросселем 7 и конденсатором 8, составляющими первый фильтр 9, и подсоединена к первой и второй фазам электрической машины. Выход первого фильтра 9 (выводы конденсатора 8) подключен к источнику 10 постоянного измерительного тока. Первичная обмотка второго компенсационного трансформатора 11 через четвертый конденсатор 12 и его вторичная обмотка через дроссель 13 и конденсатор 14, составляющие второй фильтр 15, подключены параллельно разделительному конденсатору 3. К выходу второго фильтра 15 (выводы конденсатора 14) подключен вольтметр 16 через источник 17 постоянного напряжения. Постоянный ток источника 10 вызывает падение напряжения на обмотке второй фазы электрической машины и присутствует в виде разности потенциалов на обкладках разделительного конденсатора 3. Вольтметр 16 регистрирует постоянную составляющую напряжения на конденсаторе 3, пропорционального температуре обмоток электрической машины. Источник 17 постоянного напряжения компенсирует начальное сопротивление контролируемой обмотки. 1 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) G 01 K 13/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ CCCP

1 (21) 4375176/24-10 (22) 28. 12.87 (46) 15.04.90. Бюп. Р 14 (71) Всесоюзный научно-исслддоватепьский, проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (72) В.И.Чавкин (53) 536.53(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 542107, кл, G 01 K 13/08,18.09.75.

Исследование вопросов измерения сопротивления при постоянном токе обмоток электрических машин под нагрузкой: Отчет. Тема ДО2.9040, N - roc. регистрации 79038029, 198 1, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ OBNOTOK ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ MAIIIHH

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПОД НАГРУЗКОЙ

„„Я0„„155746О и 1

2 (57) Изобретение относится к электротехническим измерениям, а именно к контролю температуры обмоток электрических машин переменного тока под нагрузкой. Цель изобретения — повышение чувствительности и быстродействия.

Устройство содержит электрическую машину 1 и генератор 2 переменного тока, первая н третья фаза которых соединены через разделительные конденсаторы

3 и 4, а вторые фазы соединены непосредственно. К первой и второй фазам электрической машины подключены последовательно соединенные третий конденсатор 5 и первичная обмотка первого компенсационного трансформатора б. ф

его вторичная обмотка соединена последовательно с дросселем 7 и конденсатором 8, составляющими первый фильтр 9, и подсоединена к первой и

1557460 второй фазам электрической машины.

Выхоц первого фильтра 9 (выводы конденсатора 8) подключен к источнику

10 постоянного измеритепьного тока.

Первичная обмотка второго компенсационного трансформатора 11 через четвертый конденсатор 12 и его вторичная обмотка через дроссель 13 и конденсатор 14, составляющие второй фильтр

15, подключены параллельно разделительному конденсатору 3. К выходу второго фильтра 15 (выводы конденсатора 14) подключен вольтметр 16 через

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрического аппарата или сетей от повреждения вследствие превышения температуры, а также для контроля превьппения температуры обмотки электрического аппарата в процессе отработки конструкции, технологическо-25

ro процесса и государственных испытаний.

Цель изобретения - повьппенне чувствительности и быстродействия.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит электрическую машину 1 и генератор 2 переменного тока, третьи и первые фазы которых соединены соответственно через разделительные конденсаторы 3 и 4, а вто35 рые фазы соединены непосредственно, последовательно соединенные третий конденсатор 5 и первичную обмотку 1 первого компенсационного трансформатора 6, вторичная обмотка II которого, соединенная последовательно с дросселем 7 и конденсатором 8, составляющими первый фильтр 9, подключена к первой и второй фазам испытуемой электричес- 45 кой машины. Выход первого фильтра 9 (выводы конденсатора 8) подключен к источнику 10 постоянного измерительного тока. Первичная I и вторичная II обмотки второго компенсационного трансформатора 11 через соответственно четвертый конденсатор 12 и соединенные последовательно дроссель 13 и конденсатор 14, составляющие фильтр 15, подключены параллельно разделительному конденсатору 3. К выходу второго фильт ра 15 (выводы конденсатора 14,) подключен вольтметр 16 через источник

17 ПОстОЯннОГО напрЯжениЯ| источник 17 постоянного напряжения.

Постоянный ток источника 10 вызывает падение напряжения на обмотке второй фазы электрической машины и присутствует в виде разности лотенциапов на обкладках разделительного конденсатора 3. Вольтметр 16 регистрирует постоянную составляющую напряжения на конденсаторе 3, пропорционального температуре обмоток электрической машины.

Источник 17 постоянного напряжения компенсирует начальное сопротивление контролируемой .обмотки. 1 ил.

Устройство работает следую1цим образом.

Электрическая машина 1 питаетгя от генератора 2 переменного тока через разделительные коцценсаторы 3 и 4 и вторую фазу непосредственно. Одновременно по первой и второй Фазам электрической машины 1 от источника 10 через первый фильтр 9, состоящий из конденсатора 8 и дросселя 7, и вторичную обмотку 11 первого компенсационного трансформатора 6 протекает постоянный измерительный ток.

Первичная обмотка I первого компенсационного трансформатора 6 через разделительный конденсатор 5 подключена к первой и второй обмоткам испытуемой машины, причем обмотки I u II включены в противофазе. При этом обмоткой

II осуществляется защита источника 10 постоянного тока от переменной составляющей. Нескомпенсированная разность отфильтровывается блоком 9.

Подключение компенсационного трансформатора через первоначальный разделительный конденсатор .5 снижает помеху на источнике 10. Напряжение с разделительного конденсатора 3 поступает на вторичную обмотку II второго компенсационного трансформатора 11 и через дроссель 13 и конденсатор 14, составляющие второй фильтр 15, поступает на вольтметр 16. Первичная обмотка компенсирующего трансформатора 11 подключена параллельно разделительному конденсатору 3 через четвертый конденсатор 12. Обмотки I u II подключены в противофазе, так что обмотка II осуществляет компенсирование переменной составляющей напряжения на конденсаторе 3. Нескомпенсированная разность отфильтровывается блоком 15.

1

1 5574

Постоянное напряжение с выхода фильтра 15 через источник 17 постоянного тока поступает на регистрирующий прибор 16 — вольтметр постоянного тока.

Таким образом, при протекании измерительнсго тока на испьггуемой второй обмотке электрической мапп ны 1, регулируя стабилизированный т к, создаем падение напряжения на обмотке в холодном состоянии

rpe k — константа материала, для ме- 15 ди, k=235, для алюминия

k=245 — температура обмотки в холодном состоянии, на источнике 17 постоянного напряжен ния регулируем напряжение u=k ° 10 (В), тогда в дальнейшем по регистрирующему 16 прибору осуществляем непосредственный отсчет измеряемой величины— температуры обмотки, так как все на- 2 пряжение с измеряемой обмотки через вторую и третью фазы генератора 2 переменного тока и третью фазу электрической машины 1 поступает на первый разделительньп конденсатор 3 (сопро- 30 тивление утечки разделительногo конденсатора 3 в 10 раз больше активного сопротивления остальной части цепи). Конденсаторы 3 и 4 электролитические и составляют доли фарады, вклю-35 чены попарно и встречно. При этом в относительно малых габаритах получен . неполярньп конденсатор большой емкости. Ввиду того, что конденсатор 3 большой емкости .(доли фарады-фарада), 40 то даже от значительного тока электрической машины падение переменной составляющей на нем составляет менее

3 Б.

В предлагаемом устройстве дости- 45 гается снижение уровня помех (соотношения сигнал-помеха) в 100 и более раз; что позволяет снизить измерительный постоянный ток по испьггуемой фазе электрической машины. Это .обеспечива- 5О ет повьппение чувствительности, так ак снижается влия же от подмагничиваиия испытуемой машины, и повышение быстродействия, так как снижение требований к фильтрующим элемен- 55 там приводит к снижению постоянной времени. На практике чувствительность повьппается в 10 раз,при этом появля- . ется возможность проводить испьггания электрических машин с сопротивлением обмоток, в 10 раз меньппюм предельного для известного устройства, испьггуемый постоянньгй ток также уменьшается в 10 раз, а разрез улучшения соотношения сигнал — помеха используется для уменьшения постоянной времени фильтра, что позволяет повысить быстродействие в 3 раза.

Ф о р м ул а и з о б р е т е ни я

Устройство для измерения температуры обмоток электрических машин переменного тока под нагрузкой, содержащее первый компенсационный трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого подключен к первой фазе электрической маши гы, с второй фазой которой связан первьпЪ вывод вторичной обмотки первого компенсационного трансформатора, второй вывод которой подключен к первой фазе электрической машины через первьгй фильтр, состоящий из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, параллельно которому подключен источник постоянного тока, второй компенсационный трансформатор, первьпЪ вывод вторичной обмотки которого соединен с третьей фазой электрической машины, а второй вывод связан с вторым фильтром, состоящим из последовательно соединенных дросселя и конденсатора, параллельно которому подключены соединенные последовательно источник постоянного напряжения и вольтметр, и конденсатор, причем первые и третьи фазы электрической машины и генератора переменного тока соединены через разделительные конденсаторы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, введен второй конденсатор, причем вторые выводы первичных обмоток первого и второго компенсационных трансформаторов подключены соответственно к второй и третьей фазам электрической машины через третий и четвер тый конденсаторы, первый вывод пер" вичной обмотки и второго компенсационного трансформатора и второй филь i p соединены с третьей фазой генератора переменного тока, а вторые фазы электрической машины и генератора соединены непосредственно.