Калориметрический способ измерения потерь энергии

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<ц>920549

Союз Советских

Социапистических

Респубики (63 ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 11.07.80 (23) 2956078/18-21

{5l)M. Кл.

G 01 R 21/02 с присоединением заявки МГаеударавехыИ комитет

СССР аю аелаи изебретеннй к открытий (23) Приоритет

{53) УДКб21, 317.

З8 (088.8) Опубликовано 15,04.82 . бюллетень,йе 14 .

Дата опубликования описания 36. 04. 82 (72) Автор изобретения

В. И. Sap " f

М .-,;"

1: ., Е

Тольяттинский политехнический инс "йтут. ††..». (73) Заявитель (54) КАЛОРИИЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для измерения электрических и магнитных потерь энергии калориметрическим способом.

Известен калориметрический спо" соб измерения мощности электромагнитных потерь путем помещения испы" туемого объекта (ферритового сердечника с намагничивающей обмоткой)

B сосуд с калориметрической жидкостью и теплоизоляционной оболочкой и непрерывного отвода тепла с помощью конденсатора, расположенного с зазором над поверхностью калориметрической жидкости. Об искомой величине судят по расходу протекающей через конденсатор воды и ее темпера.турам на входе и выходе конденсатора.

Через намагничивающую обмотку пропус-. кают высокочастотный ток.,Измерения проводят в стационарном тепловом режиме 713 .

Недостатком способа является то, что измеряются суммарные потери энергии в обмотке и в сердечнике. В дан" ном способе невозможно раздельно определить электрические и магнитные потери. Кроме того, требование стационарного теплового режима усложняет способ, увеличивает время измерения.

Известен также калориметрический способ измерения потерь энергии в объекте 2, состоящем из ферромагнитного сердечника и охватывающей его намагничивающей обмотки, включающий помещение укаэанного объекта в адиабатный калориметр, пропускание по намагничивающей обмотке импульсного несинусоидального тока и измерение времени пропускания тока, из- мерение приращения средней температуры внутри адиабатного калориметра и вычисление потерь энергии по фор" муле

Рс = A д 3 офщ

920)49

50 где Р - магнитные потери (потери от гистерезиса и вихревых токов).

А — постоянная калориметра; дЧ)д — изменение среднего значения температуры калориметрической жидкости за время дй;

3 - действующее значение тока;

R - активное сопротивление об- t0 мотки.

Недостатком является низкая точI ность при намагничивании объекта несинусоидальным током.

Цель изобретения — повышение точ- ls ности °

Поставленная цель достигается тем, что в калориметрическом способе измерения потерь энергии в объекте, состоящем из ферромагнитно- р0 го сердечника и охватывающей его намагничивающей обмотки, включающем помещение укаэанного объекта в адиабатный калориметр, пропускание по намагничивающей обмотки импульсного несинусоидального тока и измерение времени пропускания тока, измерение приращения средней температуры внутри адиабатного калориметра, в адиабатный калориметр помещают первый нагреватель, представляющий собой обмотку, идентичную обмотке испытуемого объекта и соединенную с ней последовательно, после пропускания импульсного несинусоидального тока и измерений, первый нагреватель отключают и, не .вынимая его из калориметра, последовательно с намагничивающей обмоткой подключают второй нагреватель, находящийся вне калориметра и идентичный первому нагревателю, повторяют операции пропускания тока и измерений, причем в обоих случаях пропускают одинаковые токи за равные промежутки времени, и вычисляют потери энергии Ilo формуле.Ю где У„„, M

91, 9 - приращения средней температуры в первом и втором измерениях;

С вЂ” постоянная системы калориметр-испытуемый объект;

t - продолжительность пропускания тока; число импульсов тока в секунду;

t0,, гн - активные сопротивления намагничивающей обмотки и нагревателя, измеренные на постоянном токе.

Кроме того, систему калориметриспытуемый объект - нагревательохлаждают до температуры окружающей среды.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реализации калориметрического способа измерения потерь энергии.

Устройство содержит источник 1 питания, вольтметр 2, ваттметр 3, амперметр 4, первый нагреватель первый ключ 6, второй нагреватель

7, второй ключ 8, испытуемый объект намагничивающую обмотку 10, измерительные обмотки ll и 12.

Калориметрический способ измере ния потерь энергии реализуется следующим образом.

8 первом опыте в калориметр совместно с испытуемым объектом поме-.. щен нагреватель 5, сообразующий с . намагничивающей обмоткой 10 последовательную электрическую цепь, которая подключена к источнику 1 питания. Нагреватель 5 представляет собой обмотку, полностью идентичную обмотке испытуемого объекта, но не содержащую внутри ферромагнитного сердечника. Обмотка наматывается либо на каркас, либо на диэлектрический немагнитный сердечник, идентичный по форме и размерам ферромагнитному сердечнику испытуемого объекта. По цепи пропускают переменный ток. При такой конструкции нагревателя его активное сопротивление изменяется в течение импульса (или периода) тока подобно изменению активного сопротивления намагничивающей обмотки, т.е. отношение этих сопротивлений есть величина постоянная и равная отношению сопротивлений, измеренных на постоянном токе. Затем

920549 об С

9 и

3S где WC.и Wo5,n . гоб н! с"Я. н "оо с.л. 0. о5 С

5 измеряют среднее приращение температуры 91, системы и времени t опыта. Затем питание выключают, нагреватель, находящийся в калориметре, отключают или эакорачивают и, не вынимая его из калориметра, после" довательно с намагничивающей обмоткой включают второй нагреватель 7, имеющий точно такое же активное сопротивление, как и первый нагрева- 1о тель 5. Электрическую цепь обмотка

10 - нагреватель 7 вновь подключают к источнику 1 питания и пропускают такой же переменный ток, как и в первом опыте, т,е. создается электромаг- 13 нитный режим, идентичный режиму в первом опыте. Продолжительности опы- тов одинаковы. Измеряют приращение температуры 9 во втором опыте. После окончания первого опыта систему 3р рекомендуется охладить до темпера" туры окружающей среды. В этом случае точность измерений несколько повышается. Второй опыт возможно проводить без предварительного ох" 23 лаждения системы. Потери энергии за один цикл перемагничивания (за один импульс переменного импульсно" го тока или за один период переменного периодического тока) опре- 3в деляются последующим формулам:, магнитные и электрические потери за один цикл перемаг ничивания; число импульсов то" ка в секунду; продолжительность пропускания тока; активное сопротив" ление на постоянном токе намагничиваюшей обмотки; активное сопротив" ление на постоянном токе нагревателя; пбстоянная системы . калориметр-испытуе" мый объект, опре- . деленный как

„"теол.

c=

6 где стелл - выделившаяся внутри калориметра тепловая энергия;

e< - приращение сред-.

1 неи температуры, в первом измерении;

8g - приращение средней температуры во втором измерении.

Использование предлагаемого способа измерения потерь энергии обеспечивает повышение точности эа счет того, что не требуется измерять актинное сопротивление обмотки на переменном несинусоидальном токе и действующее значение этого тока, так как оно связано со значительными погрешностями.

Формула изобретения

1. Калориметрический способ измерения потерь энергии в объекте, состоящем из ферромагнитного сердечника и охватывающей его намагничивающей обмотки, включающий помещение указанного объекта в адиабатный калориметр, пропускание по намагничивающей обмотке импульсного несинусоидального тока и измерение времени пропускания тока, измерение приращения средней температуры внутри адиабатного калориметра, о т л ич а. ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в адиабатный калориметр помещают первый нагреватель, представляющий собой обмотку, идентичную обмотке испытуемого объекта и соединенную с ней последовательно, после пропускания импульсного несинусоидального тока и измерений первый нагреватель отключают и, не вынимая его иэ калориметра, последовательно с намагничивающей обмот-кой подключают второй нагреватель, находящийся вне калориметра и идентичный первому .нагревателю, повторяют операции пропускания тока и измерений, причем в обоих случаях пропускает одинаковые токи за равныв промежутки времени и вычисляют потери энергии по формуле

920549 где Чб,„,, 40 . щей обмотки и нагревателя, измеренные на постоянном токе.

t05 гН

2и

Составитель Т. Краснова

Редактор Н. Ромжа Техред С.Мигунова Корректор С. ШекмаР

Заказ 2329/ 7 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, потери энергии в сердечнике и в нама гничивающеи обмотке за один импульс; приращение средней 5 температуры в первом и втором измерениях; постоянная системы калориметр-испытуемый объект; о продолжительность пропускания тока; число импульсов тока в секунду; активные сопротивления намагничиваю- .

2. Способ по и. 1, о т л .и ч аю.шийся тем, что, с целью повышения точности, систему калориметриспытуемый объект-нагреватель охлаждают до температуры окружающей среды. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 263040, кл. G 01 R 33/12, 2. "Измерительная техника", 1965„

11 11, с. 30-32 (прототип).