Способ измерения

)H :„...

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 14Х11.1970 (№ 1460910/24-7) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 23.V.1973, Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 10.IX.1973

М. Кл. G 01г 27/26

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.317.334:621.313..043.045 (088.8) Авторы изобретения

В. Л. Громок, И. А. Милорадов и В. В. Ивашин

Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте имени С. М. Кирова

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ИНДУКТИВНОСТЕЙ

КОММУТИРУЮЩИХ СЕКЦИЙ МАШИН

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Известен способ измерения индуктивностей секций машин постоянного тока, заключак щийся в том, что отпаянная от коллектора секция питается переменным током с частотой, меняющейся в широком диапазоне.

По данным измерений токов, напряжений и угла сдвига между ними вычисляются индуктивные параметры секций.

Однако известный способ сложен, а учет активного сопротивления секций существенно увеличивает трудоемкость расчетов и снижает его точность.

Цель изобретения — повышение точности измерений и оценка влияния вихревых токов на величину индуктивности.

В предложенном способе для повышения точности определения индуктивности секции и оценки влияния вихревых токов в меди паза и окружающем железе параллельно источни.ку питания с линейно возрастающим напряжением подключают измеряемую индуктивность и эталонную, величина которой равна статической индуктивности секции, и по осциллограммам тока в параллельных ветвях определяют эквивалентную индуктивность и влияние вихревых токов на ее величину.

Точность способа повышается за счет искл:очения влияния на измерения активного сопротивления секции.

По предложенному способу индуктивность определяется результирующим потоком, полученным в результате наложения на поток самоиндукции потоков, вызванных вихревыми токами в меди обмотки или в окружающе., железе. Величина эквивалентных параметров

5 обмоток входит в расчеты электромагнитных процессов, протекающих в электрических машинах.

На фиг. 1 приведены кривые токов в коммутирующеи секции и эталонной катушке, 10 где il — ток в коммутирующей секции при наличии вихревых токов в меди паза или в стали машины; 4 — ток в образцовой катушке или ток в секции без учета вихревых токов;

1. — ток коммутирующей секции; Лт — ток

15 перекоммутации секции; T- — время формирования линейно нарастающего напряжения;

Т; — период комм ; на фиг. 2 приведена схема измерения токов tt, t2 и 4; на фиг. 3 — схема для балансировки статических ипдуктивностей секции 3 и катушки б;

1;а фиг. 4 — кривые э. д. с. самоиндукции секции 1, и эталонной индуктивности 1т, где

То — время формирования линейно нарастающего напряжения, Ус — начальное напряжение источника 1.

При осуществлении предложенного способа измерения протекают следующие процессы.

Если предположить, что коммутирующая э.д.с., приложенная к секции, постоянна, З0 а активное сопротивление секции равно нулю, то ток в ней изменяется по прямой 12 и изме382974 (2(а+ М) (Т((40

Способ измерения эквивалентных индуктивностей коммутирующих секций машин постоянного тока с использованием эталонной индуктивности и источника питания, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерений и оценки влияния вихревых токов на величину индуктивности, параллельно источнику питания с линейно возрастающим напряжением подключают измеряемую индуктивность и эталонную, величину которой берут равной статической индуктивности измеряемой секции, и осциллографируют токи в параллельных ветвях; величину эквивалентной индуктивности определяют по результирующей скорости изменения тока, а влияние вихревых токов оценивают по скорости изменения тока, полученного как разность токов в цепях измеряемой и эталонной индуктивности.

50 нится за период коммутации T на величину

2/а.

При изменении направления тока в коммутирующей секции магнитный поток в пазу якоря также стремится изменить свое направление на обратное. В переменном магнитном поле в телах, окружающих секцию, демпферах стали ротора, проводниках соседних секций и в теле самой секции наводятся вихревые токи, которые приводят к появлению в токе секции вихревой составляющей 4. Результирующую кривую i> тока секции см. на фиг. 1. В итоге к концу периода коммутации ток в секции изменится на величину (2ia+ Ai), а эквивалентная индуктивность L секции с учетом вихревых токов определяется результирующей скоростью изменения тока: в отличие от статической индуктивности, равl( ной Lc* — Lc. не зависит от скорости

2i а! Т. роста тока и определяется только геометрическими параметрами секции и числом ее витков.

Величина тока a i определяет уменьшение эквивалентной индуктивности относительно статического значения, т. е. характеризует влияние вихревых токов на величину индуктивности. Поскольку при различных скоростях изменения потока паза величина тока Ai различна, то можно выяснить зависимость эквивалентной индуктивности от скорости изменения потока паза.

Кривые токов 1ь 1, гз могут быть осциллографированы при помощи схемы, приведенной на фиг. 2. Линейно нарастающее напряжение от специального источника 1 при замыкании ключа 2 подается на параллельно включенные исследуемую секцию 3, имеющую статическую индуктивность 4 и сопротивление б и эталонную катушку б с индуктивностью 7 и сопротивлением 8. Напряжение 1 выбирается линейно нарастающим для того, чтобы компенсировать падения напряжения на активных сопротивлениях параллельных ветвей, и, таким образом, сохранить предположения, при которых было введено понятие об эквивалентной индуктивности секции. При таких условиях решение задачи о переходных процессах для этой схемы показывает, что если статическая индуктивность 4 равна индуктивности 7 и активные сопротивления их тоже равны, то с шунта 9 можно осциллографировать ток, соответствующий i>, с шунта 10 — ток, соответствующий 4, а с точек х и у — ток 4. По

35 данным кривым вычисляется эквивалентная индуктивность секции L. и оценивается ее процентное уменьшение относительно статического значения из-за наличия вихревых токов.

Балансировка статических индуктивностей производится по схеме, приведенной на фиг. 3.

Исследуемая секция и эталонная катушка включаются последовательно и на них подаегся линейно нарастающее напряжение (см. фиг. 3). Решение задачи о переходных процессах в этой схеме показывает, что по окончании переходного процесса установления токов э. д. с. самоиндукции 14 и 1т приобретают постоянные значения (см. фиг. 4).

Регулируя величину индуктивности 7 (см. фиг. 3), можно добиться равенства этих э. д. с.

Поскольку для измерения э. д. с. самоиндукции доступна только эталонная катушка, то ссциллографируется кривая в виде сигнала с катушки 11. Сравнивая ее установившееся значение э. д. с. lq с начальным напряжением У(источника 1, можно добиться следую 7 1-(0 щего равенства: — = —, где к-- — отношение к- 2 чисел витков катушек б и 11.

После этого при помощи переменного резистора 12 производится балансировка активных сопротивлений параллельных ветвей (см. фиг, 2) при этом добиваются полной горизонтальности участка кривой 2ia (см. фиг. 1) установившегося режима.

При балансировании индуктивностей величина напряжения Uo не имеет значения. При снятии кривых тока величина U< выбирается из условия получения необходимой скорости изменения потока паза, Предмет изобретения

382974 !

I

I

Фиг 7 2

eI !

I8

1

Фиг 2

Составитель В. Турундаевский

Редактор А. Зиньковский Техред Е. Борисова Корректор T. Гревцова

Заказ 580 Изд. № 609 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4., 5 Типография № 24 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул. Маркса — Энгельса, 14,