Устройство непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин


7 H02K11/00 -

 

Предлагаемое устройство непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин предназначено для использования в схемах электропривода, в частности в системах охлаждения тяговых электродвигателей (ТЭД) электровозов.

Устройство непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин содержит источник переменного напряжения, который нагружен на конструктивную емкость корпусной изоляции обмоток электрической машины, которая включена в одно из плеч измерительного моста, образованных с одной стороны этой конструктивной емкостью, разделительными конденсаторами и резистором, с другой стороны эквивалентной емкостью, измерительным конденсатором и вторым резистором, а измерение температуры обмоток производят путем включения в диагональ моста между корпусом машины и точкой соединения эквивалентного конденсатора и цепочкой из измерительных резистора и конденсатора либо схемы измерения выпрямленного переменного напряжения.

Предлагаемое устройство непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин предназначено для использования в схемах электропривода, в частности в системах охлаждения тяговых электродвигателей (ТЭД) электровозов.

Известны устройства непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин, используемых в схемах электропривода. [А. с.748683 (СССР). Устройство непрерывного контроля и автоматического регулирования температуры электрической машины. Авторы: А.И.Герасимов, Н.М.Луков. Опубл. в Б. И., №26, 1980].

Устройство непрерывного контроля и автоматического регулирования температуры электрической машины содержит канал охлаждающего агента, вентилятор с приводом и аналоговую тепловую модель с датчиком температуры, расположенные в упомянутом канале. Кроме этого устройство содержит преобразователь сигнала датчика температуры, соединенный с приводом вентилятора, тяговый электромагнит, усилительный и суммирующий блоки, соединенные между собой и датчиком температуры специальным образом, индикатор и узел ручного привода преобразователя.

Недостатком устройства является наличие большого количества вышеуказанных узлов и ручной привод одного из них.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины [А. с.1372199 (СССР). Способ измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока

электрической машины и устройство для его осуществления. Авторы: Г.Г.Счастливый, О.Я.Меженный, Г.С.Бронштейн, Л.Г.Ковшар, Т.К. Середа. - Опубл. в БИ, №5, 1988].

Устройство содержит измеритель тока основных щеток, дополнительные измерительные щетки на траверзах каждой полярности с измерителем напряжения на них и источник переменного напряжения, подключенный между дополнительными и основными щетками. При этом между траверзами основных щеток включен шунтирующий конденсатор.

Наличие в конструкции этого устройства дополнительных щеток со скользящим контактом, шунтирующего конденсатора между траверзами основных щеток и измерительного устройства напряжения требует дополнительного монтажа этих устройств на коллекторно-щеточном узле электрической машины для получения информации о температуре якорной обмотки при ее работе и демонтажа при ремонтах. Кроме этого для получения сигнала о температуре электрической машины, при ее регулировании, требуется дополнительное устройство деления полученных значений напряжения и тока. При этом наличие скользящего контакта дополнительных щеток в условиях тряски, вибраций, запыленности и действия электромагнитных полей статорных и якорных обмоток машины затрудняет получение точного сигнала устройства по напряжению.

Вышеперечисленные недостатки, в свою очередь, затрудняют применение устройства, принятого за прототип, в системах измерения, охлаждения и автоматического регулирования температуры электрической машины.

Данное техническое решение принято авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является упрощение процесса измерения температуры изоляции обмоток электрических машин и повышение точности.

Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее источник переменного напряжения дополнительно введены разделительные конденсаторы, эквивалентная электрическая емкость, измерительные конденсатор, резисторы и схема измерения выпрямленного переменного напряжения. При этом конструктивная емкость электрической машины, включается последовательно с цепочкой, составленной из последовательно соединенных разделительных конденсаторов и первым из измерительных резисторов и параллельно с последовательной цепочкой, составленной из эквивалентной емкости и параллельно включенных измерительного конденсатора и второго измерительного резистора. Измерение выпрямленного переменного напряжения, пропорционального температуре изоляции электрической машины производят между общими точками первой цепочки, в точке соединения первого измерительного резистора и обкладки конструктивного конденсатора, которые представляют корпус электрической машины, и второй цепочки, между эквивалентной емкостью и параллельно включенными измерительным конденсатором и вторым измерительным резистором. При этом шкала индикатора в схеме измерения выпрямленного переменного напряжения отградуирована или непосредственно в градусах, или в единицах электрической емкости, а тогда температуру определяют по таблицам или графикам зависимости конструктивной электрической емкости обмоток электрической машины относительно ее корпуса от температуры.

Отсутствие в предлагаемой схеме дополнительных щеток со скользящим контактом, который шунтирует конденсатор между траверзами основных щеток, а также устройства деления полученных

значений напряжения и тока позволяет упростить процесс измерения температуры изоляции обмоток электрических машин и повысить точность.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин применительно к замеру температуры ТЭД электровозов, например, ВЛ 10 (ВЛ 10 У).

На фиг.2 представлена эквивалентная принципиальная схема устройства непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин применительно к замеру температуры ТЭД электровозов, например, ВЛ 10 (ВЛ 10 У).

На фиг.3 представлена типовая зависимость электрической емкости обмоток якорей ТЭД от температуры и напряжения промышленной частоты.

Устройство непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин содержит (см. фиг.1) генератор переменного напряжения 1, разделительные конденсаторы 2 и 3, эквивалентную емкость 4, измерительный конденсатор 5, второй измерительный резистор 6, первый измерительный резистор 7, схему измерения выпрямленного переменного напряжения 8. Позицией 9 на фиг.1 обозначена электрическая машина постоянного тока Д сериесного возбуждения (один из четырех ТЭД электровоза ВЛ 10 (ВЛ 10 У)). Конструктивная емкость электрической машины 9 включена последовательно с разделительными конденсаторами 2 и 3 и первым измерительным резистором 7, образуя одно плечо измерительного моста (см. эквивалентную упрощенную схему устройства на фиг.2). Второе плечо измерительного моста образовано последовательно включенными эквивалентной емкостью 4 и параллельной цепочкой из измерительного конденсатора 5 и второго измерительного резистора 6. Плечи измерительного моста питаются переменным током от

источника переменного напряжения 1. В диагональ полученного измерительного моста включена схема измерения выпрямленного переменного напряжения 8.

При изменении температуры изоляции обмоток электрической машины постоянного тока их конструктивная емкость 9 (см. фиг.2) будет изменяться в зависимости от частоты и величины приложенного напряжения источника 8, в соответствии с одним из графиков, представленных на фиг 3. Если шкалу индикатора И в схеме измерения 8 градуируют в °С, в соответствии с одним из графиков на фиг.3, то отсчет температуры изоляции обмоток электрической машины 9 оценивают непосредственно по его показаниям. Если шкалу индикатора И в схеме измерения 8 градуируют в единицах электрической емкости (мкФ), то отсчет температуры изоляции обмоток электрической машины 9 оценивают по графикам, аналогичным с графиками, приведенными на фиг.3.

При использовании предлагаемого устройства в схемах автоматического регулирования систем охлаждения электрических машин сигнал, снимаемый с диагонали указанного измерительного моста, адекватный температуре изоляции обмотки, может быть непосредственно подведен к исполнительному устройству, регулирующему температуру обмотки, например, к схеме управления оборотами электродвигателя вентилятора охлаждения. При этом типовая схема измерения выпрямленного переменного напряжения 8 становится ненужной.

Предлагаемое изобретение позволяет получить:

а) информацию о температуре изоляции обмоток электрических машин без монтажа на дополнительных устройств, например датчиков или скользящих контактов;

б)адекватный температурный сигнал в условиях вибрации, запыленности и действия электромагнитных полей во всех режимах

работы (переходных, установившихся) электрической машины, что позволяет использовать его в системах автоматического регулирования;

в) снижение денежных и трудовых затрат при изготовлении, монтаже и демонтаже устройств для измерения и регулирования температуры изоляции обмоток электрической машины.

Устройство непрерывного контроля температуры изоляции обмоток электрических машин, содержащее источник переменного напряжения, отличающееся тем, что источник переменного напряжения нагружен на конструктивную емкость корпусной изоляции обмоток электрической машины, которая включена в одно из плеч измерительного моста, образованных с одной стороны этой конструктивной емкостью, разделительными конденсаторами и резистором, с другой стороны эквивалентной емкостью, измерительным конденсатором и вторым резистором, а измерение температуры обмоток производят путем включения в диагональ моста между корпусом машины и точкой соединения эквивалентного конденсатора и цепочкой из измерительных резистора и конденсатора либо схемы измерения выпрямленного переменного напряжения.



 

Похожие патенты:

Совмещенная обмотка электрической машины переменного тока, размещенная в пазах магнитопровода электрической машины и содержащая катушки с одинаковым шагом, последовательно включенные в пределах каждой фазы, с выводами из начал и концов фаз, отличающаяся однослойной цепной обмоткой.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам для электрических испытаний и может быть использована для экспериментальных исследований аварийных режимов работы электроприводов переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в любой промышленности и на транспорте

Изобретение относится к экстракционному оборудованию для растительного сырья и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине и парфюмерии
Наверх