Устройство для определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов

 

УСТРОЙСТВО ДДЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ по авт.св. № 1029103, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности и трудоемкости определения постоянных времени, в него введены параллельно соединенные первый вьжлючатель и переменный конденсатор, одна обкладка которого соединена с первой клеммой источника питания постоянного тока, вторая - с подвижным контактом второго переключателя, последовательно соединенные второй выключатель и второй переменный резистор, включенные между вторым неподвижным контактом второго переключателя и вторым вьшодом первого амперметра, третий переключатель, первый и второй неподвижные контакты которого подключены к вторым вьшодам соответственно первого и второго амперметров, а подвижный контакт - к второму вьгооду резистора, третий выключатель, вклюi ченный между вторым выводом второго амперметра и второй выходной клеммой (Л устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 4(5)) G 01 R 27/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1029103 (21) 3493034/18-21 (22) 20.09.82 (46) 15.04.85. Бюл. Я 14 (72) Ю.Б. Панферов (53) 621.317.73(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 1029103, кл, С 01 R 27/02, 04.06.82 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ по авт.св.

У 1029103, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности и трудоемкости определения постоян. ных времени, s него введены параллельно соединенные первый выключатель и переменный конденсатор, одна обкладка которого соединена с первой клеммой источника питания постоянного тока, вторая — с подвижным контактом второго переключателя, последовательно соединенные второй выключатель и второй переменный резистор, включенные между вторым неподвижным контактом второго переключателя и вторым выводом первого амперметра, третий переключатель, первый и второй неподвижные контакты которого подключены к вторым выводам соответственно первого и второго амперметров, а подвижный контакт - к второму выводу резистора, третий выключатель, включенный между вторым выводом второго 9 амперметра и второй выходной клеммой устройства.

1150580

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению электромагнитных постоянных времени обмоток электромагнитных механизмов, и может быть использовано 5 для определения постоянных времени обмоток электрических машин, реле, аппapàTOB, приборов и т.п.

По основному авт. св. Р 1029103

Во известно устройство для определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов, содержащее первый амперметр, соединенный с второй клеммой источника питания постоянного тока, последовательно включенные резистор, переменный резистор, второй выход которого подключен к первому неподвижному контакту первого переключателя, подвижный контакт которого соединен с первой клеммой источника питания постоянного тока, второй переключатель, первый неподвижный контакт которого соединен с выводом втopoio амперметра, электромагнитное репе, контакты которого являются кон->5 тактами второго переключателя„ а его обмотка управления через диод подключена к клеммам источника переменного

1 тока., при этом первая выходная клемма соедипека с вторьем неподвижньем контакф(7 том первого переключателя, а вторая-первым выводок! переменного резистора V7) .

Недостатками известного устройства являются сравнительно большие погрешность и трудоемкость определеьия постоянкой времени„ Определяемые нео<бхоц"„.»1 стью из<евекия раметров режима работы измеряемой обмотки и вычисления по ним --Остоянной времени ГО весьма слОжнОЙ форму ле метОДОМ послеДоватепьных прибли жений ил: графи-=еским способом.

Цель изобретения — снижение погрещь!Ос 1 и и трудоемкости Определе кия постоянных временч.

ПОставленкая Цель ДОстигается тем, что в устройство для определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов, содер" жащее первый амперметр, соединенный с второй клеммой источника питания постоянного тока, последовательно включенные резистор, переменный резистор, второй вывод которого под- у ключен к первому неподвижному контакту первого Ееерекевочателя, подвижный контакт которого соединен с первой клеммой источника питания постоянного тока, второй переключатель, первый неподвижный контакт которого соединен с выводом второго амперметра, электромагнитное реле, контакты которого являются контактами второго переключателя, а его обмотка управления чере" дио,д подключена к клеммам источника переменного ток=. при этом первая выходная клемма соединена с вторым неподвижньп1 контактом первого переключателя, а вторая — . с первым выводом переменного резисто, ра, дополнительно введены параллельно соединенные первый выключатель и переменный кОндееIсатОр Одна 00к ладка которого соедике:=.=- с первой клеммоЙ источника пигакия

ГO ТОКВ ВТОР<ЕЯ С ПОДВИЖНЫМ КОК тактом второго перекл10чателя, последовательно соециненные второй выключатель и второй переменный резистор, включенные между вторым неподвижным контактом второго переключателя . и BTopbm BbIBopом первого амперметра, третий переключатель, первый и второй неподвижные контакть< которого подклю Еены к вторым вь!водам соответственно первого и второго ам.".ерметроВ<, а подвижный контакт к ВтОрому выводу резистора, третий выкл10

На чертеже изображена схема устройства.

УстрОЙство содержит Выход1!Ыс клсМ и 2, if. которым подкл10=-Еают iBY p ряемые Обмотки 3, и переменный резистор А, соединенные с источником питания постоянного тока через амперметр

5 резистор б и контакты переключаTeJ. eé 7 (7,<,, 2. !,3) H 8 <8,,1, 8.2, 8.3) со среднею! положение:1. Меж-. ду первой клеа10й Н< TO÷iièiià питания и второй выходной кле!.!мой 2 включена коро ткозамыкаюцая цепь у содержсЕГЕс я амперметр 9, выключатeJIEI 10 и 11 и контакть1 реле 12 (12. 1, 12. 2, 12. 3), обмотка управления которого через диод 1 3 подключена K HO TO

11505

u u

МР Яа Я

g +R + .Р, а а О, 3 нена с неподвижным контактом 8.3 переключателя 8. Между неподвижным контактом 8.2 переключателя 8, соединенным с амперметром 5, и вторым неподвижным контактом 12.3 реле 12 5 включены последовательно соединенные второй переменный резистор 15 и выключатель 16, При подаче в обмотку управления реле переменного или пульсирующего напряжения заданной часто- 10 ты контакты реле 12 периодически замыкаются и размыкаются и при соответствующих положениях контактов переключателей 7, 8 и выключателей 10, 11 и 16 в цепи амперметра 9 протекает 15 пульсирующий ток с периодом Т и длительностью импульсов tg, определяемой временем замкнутого состояния контактов 12. 1 и 12.2 реле 12. При замкнутых контактах выключателей 10 20 и 11„ разомкнутых контактах выключателя 16, замкнутых контактах 7.1 и

7.2 переключателя 7 и замкнутых контактах 8.1 и 8.2 переключателя 8 происходит периодическое замыкание накоротко подключенного к источнику питания IIOcTQRIIHQI î тока через резис тор 6 первого переменного резистора 4

При этом в кораткозамыкающей цепи протекает импульсный ток прямоугольной формы.

Максимальное значение импульсного тока Iz с учетом сопротивления короткозамыкающей цепи определяется следующим образом:

I pe R — активное сопротивление ре3 зистора 6;

R — активное сопротивление коа роткозамыкающей цепи;

R u R †. активные сопротивления перРг ваго и второго переменных 4 резисторов;

U — напряжение источника питания.

ПОстаяннОГО TQKG, При замкнутых контактах выключателей 10 и 11 разомкнутых контактах 50 выкночателя 16 и замкнутых контактах

7.1, 7.2 переключателя 7 и 8 ° 1, 8.2 переключателя 8 происходит периодическое замыкание накоротко подключенной к источнику питания постоянно-55 га тока через резистор 6 измеряемой обмотки 3. Б этом случае импульсы то. ка в кароткозамыкающей цепи имеют форму, отличную от прямоугольной за счет протекания через эту цепь свободной составляющей тока.

Мгновенное значение тока в короткозамыкающей цепи в этом случае будет равно сумме принужденного и свободного токов где Тч — принужденное значение тока в короткозамыкающей цепи при подключенной к источни. ку питания обмотки 3;

I — начальное значение тока в

0 короткозамыкающей цепи.

Принужденное значение тока I>„ в короткозамыкающей цепи ..:Г замыкании накоротко подключенной к ис.точнику питания постоянного тока Обмотки 3 будет равно максимальному значению тока в этой цепи при подключенном к источнику питания постоянного тока первом переменном резисторе 4 при .

его активном сопротивлении, равным активному сопротивлению измеряемой обмотки, т.е. при Rp = Rp, Тмо= Т,ч !

Начальное значение свободной составляющей тока Ia в выражении (2) равно установившемуся значению тока в обмотке 3 при отключенной от цепи питания короткозамыкающей цепи

Х (3) о R,+RB

В соответствии с (1) — (3) при

R = R и при условии что ток в

1 измеряемой обмотке достигает своего установившегося значения Ip ïåðåä очередным замыканием контактов 12.1 и 12.2 реле 12, среднее з;ачение свободной составляющей тока 1 зависящее от величины постоянной времени обмотки 3, будет равно разности средних значений токов I и ?1

R в цепи амперметра, при подключенных к источнику питания постоянного тока первом переменном резисторе 4 (Ip) и измеряемой обмотке 3 (II,):

1 1) ц. = — „1 . е С=-, „ - „ у = о о о

3o i - )l<

= — (Т

При разомкнутых контактах выключателей 10 и 11, замкнутых контактах выключателя 16, замкнутых контактах

7.1, 7.2 переключателя 7 и 8.1, 8.2 переключателя 8 проиехадит перно.

1150580

Ь т) я+а = от -б

Среднее значение тока разряда кон- 15 денсатора (5) зависит от параметров

I, t, Т и от величины постоянной времени цепи,равной произведению емкости конденсатора на величину сопротивления (Rо + Rg) этой цепи. При 20 определенном С = С можно обеспечить равенство (4) и (5) (6) Т (д Ie(e) ТМ

Использование в устройстве одних и тех же резисторов (R <= Кц и Rg) и одного реле для поочередного периодического замыкания накоротко измеряемой обмотки, переменного резисто- 30 ра 4 и переменного конденсатора обеспечивают равенство начальных токов

Io и длительности замыкания накоротко указанных элементов t, При одинаковык Х и t> разряда из- 3 меряемой обмотки и конденсатора и соблюдении равенства (6) в соответствии с (4) и (5) искомая постоянная времени будет равна

40 ь =С ° (,Й РЭ, (7)

Таким образом, получаемая на устройстве величина равна постоянной вре» мемн эквивалентного апериодического звена 1-го порядка (цепь R - -С), кри-4 вая разрядного тока которого I (t) ограничивают такую же площадь, что и кривая свободной составляющей тока

Io(t) измеряемой обмотки Х Т =

- I,1, .Т.

И

Определение постоянной времени на предлагаемом, устройстве возможно без существенного увеличения погрешности проводить и в случае, если ток в измеряемой обмотке не достигает свое-

ro установившегося значения перед дические заряд переменного конденсатора 14 через второй переменный резистор 15 и его последующий разряд через первый переменный резистор 4 и резистор 6 (Ro + РЭ)

При этом среднее значение тока разряда конденсатора, протекающего через амперметр 9, определяется следующим образом: очередным замыканием ее накоротко.

Выполнение этого условия является обязательным прн работе с устройством-прототипом. Это обеспечивается при выборе величины сопротивления резистора 15, равной сопротивлению резистора 4 и измеряемой обмотки (R«, К R,).

При равенстве этих сопротивлений и постоянных времени разряда (= ) процессы установления тока в измеряемой обмотке и напряжения на конденсаторе происходят с одинаковой скоростью

0 (а} )(о1="с

Ro oЭ

При этом обеспечивается равенство начальных значений токов разряда измеряемой обмотки и конденсатора, равенство (4) и (5) и справедливость формулы (7) и для рассматриваемого случая.

Благодаря этому по крайней мере на порядок увеличивается диапазон измеряемых на устройстве постоянных времени (до 5 — 10c).

Использование изобретения позволит в 1 5-2 раза снизить погрешность и трудоемкость определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов. Это обеспечивается благодаря уменьшению числа измеряемых параметров (t>, Т, I>) и прямому расчету постоянной времени по простейшей формуле.

Использование изобретения позволит, кроме того, увеличить диапазон измеряемых < по крайней мере на поря док (до 5-10 с) по сравнению с прототипом, так как при равенстве coripoтивления цепи заряда конденсатора и сопротивления резистора 4 и измеряемой обмотки может не выполняться условие достижения зарядного тока обмотки его установившегося значения перед очередным замыканием обмотки накоротко. Снижение погрешности и трудоемкости определения элементов электроприводов и следящих систем повышенной точности (микродвигателей, реле, электромагнитов, датчиков и т.п.) обеспечит более высокую точность построения этих систем н поэлементного их контроля.

Составитель Н. Михалев

Редактор В. Ковтун Техред Т.Фанта Корректор О. Тигор

Заказ 2!37/35 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4