Устройство для перемагничивания магнитопроводов электрических машин
Союз Соеетскии
Социалистмчесни и
Республик (61) Дополнительное и авт. саид-ау (22) Заявлено 04. 12. 79 (21) 284б421/24-07 с присоединением заявки И (23) Приоритет
{Sl)M. Кл.
Н 02 К 15/00
Ркуаярствэииы!! июиитет ссер во деяам изабретеиий и отиуитий
Опубликовано 15.08.8!. Ььэллетеиь .% 30 (5З) Уд 621.313.. 33 (088. 8}
Дата опубликования описания !7.08.81 (72) Авторы изобретения
В. В. Савин и В. П. Кочунсв
P.А Тт."!1т!! .
РХЛ1Р%Ж! АЯ (71) Заявитель
ЯВРЦОтРг (54} УСТРОЙСТВО ДПЯ ПЕРЕМЛГ!!ИЧИВЛНИЯ мЛГ!!ИТОПРОВО?1ОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
МЛШИН
Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для использования при магнитных измерениях, в частности при измерении магнитных свойств (например, магнитных потерь) магнитопровода электрических машин в режиме перемагничивания круговым врашающимся тоехфазным полем, обеспечивающим синусоидальную форму магнитной индукции.
Известны устройства для перемагничивания сердечника статора с генератором электромашинного типа в качестве источника тока намагничивания (1) и (2).
Недостатком данных устройств с генератором электромашинного типа в качестве источника тока намагничивания является наличие искажения напряжения на намагничивающей обмотке нри перемагничивании сердечника статора из-за нелинейного характера зависимости магнитной индукции от нат1ояженности поля, что приводит к искаженню в последнем сннусоидальной формь: кривой магнитной индукции. другим недс статком данных устройств является нестабильнос1ь сдвига потоков, фаз дру- относительно друга, равного
120О, ввиду нестабильности питающей се-.è пс данному параметру, а также анизстропии магнитных свойств магнитопронода и неточности установки ссоснссти статора и ротора при измерениях.
Известнс устройство для перемагничивания сердечника статора электрических машин в процессе измерения магнитных потерь, включающее калиброванный ротор с генератором электромашинного типа в качестве источника тока намагничивания (3).
Однако данное устройство не обеспечивает поддержание режима кругового вращающегося потока H синусоидаль" ной формы магнитной индукции в испытуемом магнитопроводе двигателя ввиду непостоянства сдвига потоков фаз друг > (т
; ...—....: — (: 1(о д>р.::(а ра>зного т> >Г Г° - >П r!H Ма; (ГНЫХ СВОЙСТВ Мс(ГНИТО ;::Д;((Н= тст: :ЧИ = :.4 Бар. (анин ЭЕ((ИЧИНЫ
:, (.: 1. =т, : -,т .. -; р а Ч«ж > 1 тт Ф т Лтт О р О В а ?«НЫИ
:>т 1"! У Е?ЛЬ(м Е»ДСЧХВ(ЕО: CTB (l-»;- » 1,:. ((СНЕНИЕМ т>.- СТОЧКИ Г(аК Ета ,:.,;(- д с > >ттл>-,.:;,,;Ц,т-т* Е(- -;;О (ОООМЫ КQ—
: СОС. Б (,, (Е ГтЬ1(ЫХ СЛт(ЧаЯХ Д>(ЗС1 ИГGC ( (ан:-ть(е Об -.тсят лье 1 BH — = Р У: "т-.-(?о тглЬт>(= T<"тл ("I?1— .. (: о,: .:.-, H.;: м:..-.: (ич;-> ваш ще .1 о-;.(о ки
:-а ссзсй1 наруо(е?-.?ис равен,>:.:т . ц фаЗН(-,":.::; З((а (ЕНИЙ> Магянтк; — 1--:. 1: и::: про(транстненного т ВСЮ --,« З . :тв T. DHBQ—
: Н -.=.ж;-:НИ10 Рвжима KP>«ÃQÂOÃО >ЕЯ (i(o (СК -! И фОР(1? i ЕЗУЛЬ (И ! .: П(.:,.., 1 IO-,ß:,:?т-,,КЬ(,.;И Б РДДР Cr.P
;"тс»1-, ?(с(;а>(;е,- ие»oi(,има кру (>, --=.-; ?,(>1>тв г-:С Я;.;,,-;И 1 НС, С ИСТО(; а
? Ы» (!O) .—.*i Ит«Ю1ЦЕ т (МБГ НИТНОЙ ИН дук;:. .:: ::: BpäB пинке с Tûòopà ограничи25
" : .т (1;>С (Ь тл -- -ОСПРСИЗ БОДИ iOC TB —.л ?е б11?.,кое K 1(BQGQPтению пс .;" .(1:1(- .-. т И ДСС -;. Га ЕМОМУ
i 1"р»,, .т ; ° о Для и(ремаг
i (B1:::,.I1 rOiIPi» ÎÄr. ЗЛСЬI - PH ЗО -...Скс(,::,.: .?нь-, CC.—.".c«p;кащ>ее и".ðNåà а-ое»сва- ->с с»стопа с т: >Й -!О?«БГ",. -;«Ба>О(((а>л И ИЗМЕОИС 13 i С;.1. Р БС ПОЛО>1(БЕНЕ((МИ Б
: =.-х рс(-..=:.а,- сднсфазный источник т,: 1, I I » H!, i З B" >ОН ?(СИ (1>ср(4Ь(1(р Еоб (т;-; ц: .>и:;<:.:,т>а =, - седине:тный Цт:(Ь :"- ; -. :: - ИС ": HH ON Пн тая(IЯ Н ВЫ
-:.! . i -:.?Иде: . (Бух частей, 1?ервая
::.С> ((! 1 11((ь(е " ?сс тнсй и >>>1" аВГ(>1,-:ìb(É
1 >(i : ":;. - ИС > ..(БНЫЕ ЭЛЕ14О1(ТЫ, а лт. "У;. 1 ИВHb(i, ;H УПРавл(1ЕМЫЙ ат; ° !!>! о(1«1 .7 !!,.„ (Ьi(w З„ (ЕМЕНТЫ. П, рная
:.р:= ü ... .;,::; ib(неь-;аг,>ичива(още11 обмот45
: 14 1(сг(?:.Л>о..-ены через усили-:ели перемен:;.!> с: -":-,;- i(р;-лл(?л?>но первому и BTO
;>::,.:.: ".:::-1,.: . p-.=.(c T(4âíb(?4 элементам
» (:- ;:::";.осза нам-=.гничива(ощей обмотки
1-Г((- ?ДЬ?- Н--. -:а -ТЕРЕЗ УСИЛтн."ЕЛЬ ПЕРЕМЕН тот«-Нт-. т" Н 1-(РЯжс(.;1,",Я у:=-и. .1>т(ели переменного тока .. ..-(i*; b(.Л,бокой отоидательной
::= :p-:T-H(.=. :::Нзью, подсоединенной к со..:Тз=--т ..;Буюк>им фазам измерительной обблска сравнения к первому . -:;-.Го блока сравнения подсо:, ",Ннг>-:-.: :.... О(;:.а .:таЗа ИЗМЕрнтЕЛЬНОЙ Обте, -с>1", БхоДУ БтоРсго блока сра(IHeHI подсоедипена вторая фаза !
HBèåðèòåëüíîé обмотки, выходы блокев сравнения **«àðåç усилители рассогласования подсоединены к >-правляемым активным резистивным элементам., (анное устройство псзвсляет получить трехфазное вращающееся поле с стабилизированным сдвигом фаз в )20 в заданО чсм диапазоне частот ..; Компенсировать нес абильнссть сдвига фаз от нестабильн >сТН частоты генератора и нестабильности импеданса фаз намагничива:ощей обмотки, ч о способствует годдержани., режима круговогс вращаюп>егося MBBHH? ого потока и повышению точности и воспроизводимости результатов
ИЗМЕРЕН-",Я (ar (Hнтяь?Х СВОйoòB Ма ГНИто-?(ровода электрических машин (>1. (>днако данное устройство обладает
ИЕДаСтатОЧ1(отй ЧУВСтВИтЕЛЬНОСтЬЮ К От> l5 клэнению величины ((>аз от !20 Б зада((но?л диапазоне частот. Это вызывает о искажение формы ?рехфазнсгс враца;оце— гсся по.(я„ что приводит к увеличснию погрешности измерения магнитных
СВОйетВ МаГНИтОПРСБСДа ЭЛЕКТ>ОИЧЕСКИХ машин
Цель изобретен.:;.. — повыше;->ие т. ч— ности путем псвьппения чувст(-.:(тельное>о ти к отклонению фазь: ст !20 намагничива(ощего у=тройств:-:, предназна -: н-нО1 о для ооеспече((ия синуссидальнсй фСРМЫ МаГНИТ IOH ИПДУ(тн>ЛИ ПРИ ПЕРЕМатНнт(ИБаНИИ МаГНИт< ПРСВСДа ЗЛЕКтРИЧЕСКИХ МаШИН тРгХфаЗНЬ(М ВРатща(ОЩ: МСЯ ПО-. лем, в диапазоне дс пол .й, близких области технич(с ког(> HRcb(11(pHITH
С ПОСТОЯHHb(? СДВ(Гс т ПС" Or QB (Ьа"= q рае(ным (20
О
Указанная дель достигается тем, что в устройство введен суммиру(ощий бЛСК> а бЛОКИ РаВНЕНИЯ ВЫПОЛНЕНЫ Б виде фазовых дете:""тзpсв> изме нтель ные Обмс х ки псдс с "дине ны к Б хсДУ с > е". мирующего блока, а B(o -"«(ход ко втоРьпм Bxo@BM блоков, BBBr(c- (H— тьему входу перво;-с блок= сравнения подсоединсна трет:,я фаза измерительной сбмотки, Данное устройство позволяет стао билизи1>(>вать сдвиг фаз - 1 20 H pB венство амплитуд в заданном диапазоне частот и компенсироват= н.ес-.абильность сдви а фаз и фазнь(х ам?(ли-.уд потоков ст ?(естабиль((ссти чoсто Tb(генератора а гак?ке от нестабильноcTH импеданса фаз намагничивающей обмотки, что способствует поддержанию режи((а круговоГо вращающегося магнитного потока в
855876 испытуемом магнитопроводе электрических машин.
На чертеже изображена принципиальI ная схема устройства перемагничинания, Устройство содержит источник питания (генератор), преобразователь числа фаз в виде двух цепей RC-цепь 2 и RL-цепь 3, три фазных усилителя 4-6, охваченньгх отрицательной обратной связью 7-9, .два усилителя, 10 и }1 рассогласования, дне схемы 12 и 13 сравнения, магнитопровод ротора 14 с фазными намагничинающими 15 и измерительными 16 обмотками и суммируюп1ий блок 17. J5
Соотношение между величинами ñ0противлений резисторов R и Х цепи 2.
R и Х цепи 3 равно —, модули комнП * лексных сопротивлений цег1и 2 и 3 ран- ?О ны между собой. Измерительные 16 и намагничинающие 15 обмотки у,lk;ek!bl в одни и те же пазы тариронанного ротора 14.
При подаче напряжейия с г:J!cpa f0- 25 ра 1 на вторую фазу намагничина1ощей обмотки 15 со второй фазы измерительной обмотки 16 напряжение поогуп;:ет на ВС-цепь 2 и В1 -цепь 3, создавая на входах усилителей 4 первой фазы ЭВ и 6 третьей фазы напряжение, отличное по фазе иа 120 от напряжения второй фазы. Напряжение на выходе су:мируощего блока 17 равно нулю.
При измеиег1ии частоты ге11ератop из-за изменения импеданса фазных намагничивающих обмоток 15 наблюдается изменение комплексного сопротивления в цепях 2 и 3, импеданса фазных измерительных обмоток 16, изменение ко- ав эффициента деления RC-пепи 2 и RL-цепи 3. Это вызывает изменение фазового сдвига потоков фаз и соответственно вызывает разбаланс амплитуд напряже-. ний на первой и третьей фазах измери- 45 тельной обмотки 16 относительно второй фазы (соответственно и потоков индукции, что приводит к искажению синусоидальной формы магнитной индукции и кругового вращающегося трехфаз- 50 ного потока).
На выходе суммирующего блока возникает сигнал отличный от нуля. Сиг- налы первой и третьей фазы измерительных обмоток 16 поступают на фазовый детектор 12, а со второй фазы измерительной обмотки на фазовый детектор 13. Фазовый детектор 12 выделяет из си?-нала суммирующего б:10ка 17 составляющую, совпадающую по фазе с. разностью напряжении первой и третьей фаз измерительной обмотки 16. Этот сиг ал усиливается усили-.åëåkJ 1О и подается на нагревательный, элемент
Кт -ЦЕПИ 2. ВЕЛИЧИНа тЕрМОСОПратИН31.-ния RC-цепи изменяется дс тех пор, !
0J-а сигнал на выходе фазового детек".îðà 12 не станет равным ну.1ю. Фазовый детектор 13 выделяет иэ сигнала суммирующегО блок;= 17 составляющую, co1::=,-:,.".Joùóþ по фазе с .иапряге11ием втс ;01: 11лзы. Этот сигнал усиливается уси"
? вЂ,.:.телем 11 и ведается иа нагревательикй эле1е1г 111 -цепи 3. Велич1зна термо00:; . 3 пнления В -цепи 3 изма .Ве-.1.я, J13 1Р1-.ЯВ фаЗУ Н ЦЕПИ тРЕтЬЕй фнт 311.
I;p7.iесс протекает o rex r!op JJo!! a
С J 11-1 1 Н 3 тЗЬЬ; 3ДЕ C", ММИ1?УЬ?11! Е Гт? ба О кл 17 .,е стBJ!ет рлнным нулю чт0
1тРОт1СХОДИ f Пт?И Р 1ВЕНСТВЕ фаз 0
И 3!-1 также ранен с тне амперной, Второй H третьей пли гу„ ф т
Г11?..1.:..1юче1п1е к изме ?ителт-11:г ОбмотК< т1 1 О C 111ИртттЮ1дСГО бЛ01;-i :7 ".; ?:?CO ез иен:-- первой и третьей ф.-:-.1.1 .змег. гс?:.ВИОЛ обмогки 16 к фазовом це1 ; f 0 P i7 J-; ф а 3 ы H 3 10 1? и т е JJ b ей .?б 10-!;. 16 к фазовому детектo— р: .. . ..-Jfc î Отл11ч;1ет препллгаемое
". ° 1 1?0: Г - Д 1Я JJCTJe JÄГИИЧ11НЗИИЯ 0 т
Hзнзс ногз, так клк предлагаемое устрот"ство более чунстнителт 10 к уходу
„;.:. зпэ.-.т:.: =-3 от Величинь1 угла, ранн01- 120". - Обеспечивает режим кругоног? В1?з1:1а .=..-1ьн0: О потока и синусоида.-.ьную ф-р..-;у индукции при перемагничинании магии1. ..1ронода вплоть до области, приб??ижониой к Области технического JJacblc!; †:;ия còàëH магнитопронода за сче.. ант.: атического поддержас ния сдвига L3=- ф" азных обмоток 120 н зада:-;нсм д11,.;.азове частот при измеНРЧИИ ИМПЕДаь 3 фiOHbJÕ 0;10 СJ * C!3ß
33JJkJG1 C а1тиэ:? f, OJI;:P! Свойг "тн тМаГНИтт?лт?овт?ДЗ т,?:ттат1 Jli "; В т т 1И1тЫ воздушного загара,:=- : J- кали.ро. -"Hным po op0,".;=. ис.. ;:туемым и;- .;1и".. про-водом элект:-;одг::га.сля., 1беспечение
СИНУСОИДа:;=;:-O:-J фОРЬ Ы 11а; —;-:И-т:-A ИНД"КЦИИ H РЕЖИJ,"а КвттГОНOro НР,. Щаю "Е Гс С Я
ПОТОКа ПОЗНотНЕТ Пе-.:Ь1; И 1 —. Э - НОС ГЬ И носпрои=.Ho,öê, сть -„„=-:зуль.:::,ОВ измерения потерь н мзгнитог1р:.-Воде электри-. ческих ма:пин..7 формула изобретения
Устройство для перемагничивания магнитогроводов электрических машин, содержащее пермеаметр в виде тарированного рото а с трехфазнои намагничивающей и измерительной обмотками„ ра"положенными в пазах ротора одно фазный ис" î÷: íèê напря,жения прецизионной формы, йреобраэователь числа 1В фаз, соединенный с однофаэным источником питания и выполненным в виде двух цепей, гервая из которых содержи т:: оследовательно соединенные емк; стной и управляемый активный резис- ивные элементы, а вторая — индуктивн:,::Й и управляемый активный резистив" ны:-. элементы-„ первая н третья фазы намагничивающей эбмотки подключены чере.з усилители переменного тока па - рр раглельно первому и второму активным реэистивным элементам, а вторая фаза намагничивающей обмотки подсоединена через усилитель переменного тока к нс гочнику напряжения, указанные уси- 25 лители переменного тока охвачены глубокой отрицательной обратной связью,подсоединенной к соответствующим
Фазам измерительной обмотки, два блока ср, внения, к первому входу первого блока .сравнения подсоединена первая фаза измерительной обмотки„ а к первому входу второго блока сравнения подсоединена вторая фаза измерительной обмотки, выходы блоков сравнения через усилители рассогласования подсоединены к упраяляемым активным резистивным элементам, о т л ич а ю щ е е с я тем, что„ с целью повышения точности путем повышения нечувствительности к отклонению фазы, введен суммирующий блок, а блоки сравнения выполнены в виде фазовых детекторов, измерительные обмотки подсоединены к входу суммирующего блока, а его выход ко вторым входам блоков сравнения, к третьему входу первого блока сравнения поцсоединена третья фаза измерительной обмотки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 209587, кл. G 01 R 21/ÎÎ, 1964.
2. Астахов Ю.И.„ Гаинцев Ю.В. Метод калиброванного ротора для определения добавочных потерь холостого хода в асинхронных двигателях. — Элект = ротехническая промышленность . Серия
"Электрические машины". Вып. 6, 1971.
3. Авторское свидетельство СССР № 448549, кл. Н 02 К 15/02, 1974.
4. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2595237/24-07, кл. H 02 К 15/00, 1978.
855876
Составитель В. Никаноров
Редактор Т. Парфенова Техред А.Бабинец Корректор С. Шекмар
Заказ 6959/80 Тираж 730 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
ll3035 Иосква Ж-35 Раушская наб. д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
