Способ определения потерь мощности в электрической машине и устройство для его реализации

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>785663

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1602.79 (21 ) 2725525/18-10 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 071280. Бюллетень М 45 (51)М. Кл 3

G L 3/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.781 (088.8) Дата опубликования описания 071? 80 (72) Автор изобретения

Н. П. Мартинович

Специализированное проектно-конструкторское бюро

Донецкого областного управления грузового автотранспорта (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЕ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к измери- . тельной технике и может быть использовано при испытаниях электрических машин постоянного тока без применения специальных испытательных стендов.

Известный способ определения потерь мощности в электрической машине постоянного тока, заключающийся в том, что развиваемый двигателем вращающий момент и соответствующую ему отдаваемую 6 мощность определяют при помощи тормозного устройства, а подводимую электрическую мощность — электрическими измерительными приборами, не позволяет определить суммарные потери 15 мощности 11 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения потерь мощности в электрической машине, заключающийся 20 в определении суммарных потерь в стали и механических потерь в ненагруженном режиме путем измерения тока, электрической мощности и частоты вращения якоря 21 .

Цель изобретения — повышение точности определения потерь мощности, Достигается это за счет того, что в нем измеряют величину мощности на 30 якоре без учета основных потерь в ere обмотках и иереходных контактах щеток и по величине этой мощности в ненагруженном режиме. определяют величину суммарных потерь в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря> затем регистрируют разность величин мощности якоря и мощности на нем без учета основных потерь sего обмотках и переходных контактах щеток и определяют величину основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, регистрируют результат алгебраического суммирования мощности на якоре беэ учета основных потерь в нем н суммарных потерь в стали и механических потерь и определяют величину механической мощности электрической машины.

Известное устройство ддя осуществления способа определения потерь мощности в электрической машине z содержащее измеритель мощности на якоре, датчики и измерители тока якоря частоты его вращения .и измерительную схему, соединенную с обмотками якорей цепи электрической машины ие обеспечивает требуемой точности определения.

785663

Предлагаемое устройство обеспечивает более точное определение мощнос ти за счет того, что измерительная схема выполнена в виде прибора измерения основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, измерителя мощности.на якоре без учета основных потерь в его цепи, прибора измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря, прибора измерения механической мощности на валу машины, датчика электродвижущей силы якоря, блока определения разности величин мощностей, блока алгебраического суммирования и блока нелинейности, вход которого электри- f$ чески соединен с выходом датчика частоты вращения, а к выходу подключены прибор измерения .суммарных потерь мощности в стали и механических потерь и один вход блока алгебраическо- gg го суммирования, к выходу которого пдключен прибор измерения механической мощности, а другой вход соединен с выходом измерителя мощности на якоре без учета основных потерь в его цепи и с одним из входов блока определения разности величин мощности, другой вход которого соединен с выхо- . дом измерителя мощности на якоре, а к выходу подключен прибор измерения основных потерь в обмотках якорной це- 30 пи и переходных контактах щеток, один вход измерителя мощности на якоре без учета основных потерь соединен с датчиком тока, а другой вход его подключен к выходу датчика электродви- 3S жущей силы, вход которого соединен с обмотками якорной цепи электрической машины

Предлагаемый способ определения потерь мощности в электрической машине тока поясняется схемой устройства для его осуществления.

Это устройство содержит измеритель

1 мощности якоря электрической маши-, ны 2, выполненный, напРимер, в виде 4$ функционального преобразователя 3, выходной сигнал которого пропорционален измеряемой электрической мощности.и измерительного прибора 4, соединенного с е1 О ВыхОДОм е ОДин ВХОД функциО 5{) нального преобразователя 3 (по току) соединен с датчиком 5 тока, а другой вход (по напряжению) соединен с якорной цепью электрической майины 2.

Б,датчику 5 тока подключен прибор

6 измерения тока. якорной цепи машины

2. Датчик 7 частоты вращения якоря механически соединен (условно не показано) с якорем (валом) машины 2, а электрически — с измерительным прибором 8 частоты вращения якоря и с . 4{) входом блока 9 нелинейности. Выход же блока нелинейности 9 электрически соединен с прибором 10 измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря и с одним входом блока 11 алгебраического суммирования. К выходу блока 11 подключен прибор 12 измерения механической мощности на валу, а другой его вход соединен с выходом измерителя 13 мощности на якоре без учета основных (тепловых) потерь в его цепи с одним входом блока 14 определения разности величин мощности. Измеритель 13 мощности, как и измеритель 1, также может быть выполнен в виде функционального преобразователя 15 и измерительного прибора 16, соединенного с выходом преобразователя 15, входы которого соединены соответственно с датчиком 5 тока и с выходом датчика

17 электродвижущей силы, вход которого соединен с якорной цепью машины

2. Выход преобразователя 3 измерителя

1 мощности якоря соединен с вторым входом блока 14, к выходу которого . подключен прибор 18 измерения основных (тепловых) потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток.

В режиме ненагруженной электрической машины осуществляют вращение якоря испытуемой электрической машины 2.

Изменяя величину подведенного напряжения к обмотке возбуждения (условно не показанной) или к якорю электрической машины 2, изменяют и частоту вращения якоря, изменяемую прибором 8.

Датчиком 17 определяют электродвижущую силу испытуемой электрической машины 2 и умножают на преобразователь 15 ее величину на величину тока якорной цепи. Иа выходе преобразователя 15 прибором 16 измеряют электрическую мощность Р без учета основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток.

В режиме ненагруженной электрической машины мощность Р„, регистрируемая прибором 16, затрачивается только на преодоление суммарных механических потерь и потерь в стали при любых значениях установившейся частоты вращения вала машины. Поэтому по показаниям измерительного прибора 16 при различных значениях частоты вращения

- вала машины настраивают выходной сигнал блока 9 нелинейности, измеряемый прибором 10. Показания приборов 16 и

10 в режиме ненагруженной электрической машины всегда равны между собой при одном и том же значении частоты вращения вала и равны суммарным потерям в стали и механическим потерям, а на выходе блока 11 алгебраического суммирования сигнал, измеряемый прибором

12, всегда равен нулю в таком режиме работы машины.

Основные потери в обмотках якорной цепи.и переходных контактах щеток, измеряемые прибором 18, в двигательном режиме при любых нагрузках равны

Составитель А. Новиков

Редактор Е. Гончар ТехредА.Цепанская Корректор С. Шекмар

Заказ 8828/42 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вход его подключен к выходу датчика электродвижущей силы, вход которого соединен с обмотками якорной цепи электрической машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 2064031, кл. G 01 L 5/00, опублик. 20.08. 71.

2. ГОСТ 11828-75. Машины электрические вращающиеся, Общие методы испытаний. — М.; "Госстандарт", 1975, с. 13-14 (прототип).

785663 разности между мощностью якоря (подводимой к машине), регистрируемой измерителем 1 и мощностью на якоре беэ учета основных потерь в его цепи, измеряемой прибором 16. Величина разности этих мощностей определяется блоком 14 и измеряется прибором

18. А отдаваемая двигателем мощность при любых нагрузках и частоте вращения якоря определяется вычитанием на блоке 11 алгебраического суммирования из мощности, регистрируемой прибором

16, величины суммы потерь в стали и механических потерь при данной частоте вращения вала машины, регистрируемой прибором 10. Мощность на валу двигателя измеряют прибором 12. 15

В генераторном режиме работы испытуемой машины определяют величину основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, ;щ мощность, подведенную к валу генератора и электрическую мощность, развиваемую генератором (мбщность якоря).

Величину суммы потерь в стали и механических потерь определяют в зависимости от частоты вращения вала при работе испытуемой машины в режиме ненагруженного двигателя.

Мощность на якоре без учета основ-. ных потерь aего обмотках и переходных контактах щеток — полная .злектри- ЗО ческая мощность З, развиваемая .генератором и регистрируется прибором 16.

Основные потери в обмотках якор,ной цепи и переходных контактах щеток генератора, как и в двигательном е- 35 жиме, измеряют прибором 18 и определяют вычитанием на блоке 14 из полной электрической мощности Р„, развиваемой генератором и регистрируемой прибором 16, величины электрической щ мощности якоря, регистрируемой измерителем 1 и отдаваемой генератором в цепь его нагрузки.

Мощность, подводимую к валу генератора при любых нагрузках и частоте вращения якоря, определяют суммирова- 5 нием на блоке 11 алгебраического суммирования мощности на якоре беэ учета основных потерь в его цепи, регистрируемой прибором 16, и суммы потерь в стали и механических потерь соот- 50 ветствующей данной частоты вращения вала и регистрируемой прибором 10.

Мощность, подводнмую к валу генератора,. измеряют прибором 12.

Настоящий способ позволяет осу- 5$ ществлять определение и измерение потерь мощности в электрических машинах постоянного тока при любых режимах их работы без применения специальных тарированных нагрузочных машин.

Формула изобретения

1. Способ определения потерь мощности в электрической машине, эаклю- 65 чающийся в определении суммарных потерь в стали и механических потерь в ненагруженном режиме, путем измерения тока, электрической мощности и частоты вращения, якоря, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью по,вышения точности определения, в нем измеряют величину мощности на якоре без учета основных потерь в его обмотках и переходных контактах щеток и по величине этой мощности в ненагруженном режиме определяют величину суммарных потерь в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря, затем регистрируют разность величин мощности якоря и мощности на нем беэ учета основных потерь в его обмотках и переходных контактах щеток и определяют величину основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, регистрируют результат алгебраического суммирования мощности на якоре без учета основных потерь в ием и суммарных потерь в стали и механических потерь и определяют величину механической мощности электрической машины.

2. Устройство для реализации спа° соба по п.1, содержащее измеритель мощности на якоре, датчики и измерители тока якоря, частоты его вращения и измерительную схему, соединенную с обмотками якорной цепи электрической машины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что измерительная схема выполнена в . виде прибора измерения основных потерЬ в обмотках якорной цепИ и переходных контактах щеток, измерителя мощности на якоре без учета основных потерь в его цепи, прибора измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря, прибора измерения механической мощности на валу машины, датчика электродвижущей силы якоря, блока определения разности величин мощности, блока алгебраического суммирования и блока нелинейности, вход которого электрически соединен с выходом датчика частоты вращения, а к выходу подключены прибор измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь и один вход блока алгебраического суммирования, к выходу которого подключен прибор измерения механической мощности, а другой вход соединен с выходом измерителя мощности на якоре без учета основных потерь в его цепи и с одним входом блока определения разности величин мощности, другой вход которого соединен с выходом измерителя мскцности на якоре, а к выходу подключен прибор измерения основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, один вход измерителя мощности на якоре беэ учета основных потерь соединен с датчиком тока, а другой