Устройство для определения механических параметров электрических машин постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 H02K11/00 H02K15/00 G01R21/06 

1

Изобретение относится к области измерений механических параметров эле,ктрических машин постоянного тока и йожет быть использовано в системах электропривода постоянного тока.

Цель изобретения - расширение фун- кционапьных возможностей устройства.

На фиг.1 изображена конструкция вспомогательной обмотки и расположе- кие ее в полюсном башмаке машины постоянного тока; на фиг.2 - распределение магнитной индукции зубцовой гармонической и результирующей НДС якоря и главных полюсов без учета зубчатости якоря; на фиг.З - распределение результирующей индукции магнитного поля в воздушном зазоре машины постоянного тока с учетом зубчатости якоря; на фиг.4 - блок-схема измерительного устройства.

На фиг.1. схематично изображен полюс 1 машины постоянного тока, зубчатый якорь 2 и вспомогательная обмотка, состоящая из секций 3 и 4, включенных встречно. Проводники секций располагаются в продольных пазах, выполненных на стороне полюсного башмака, обращенной к якорю. Расстояние

13

между пазами, принадлежащими одной секции, равно половине зубцового шага t(y,t/2. Расстояние между секциями размещенными симметрично относительно оси полюса, кр.атно величине зубцового

шага у Kt, где К - коэффициент про- .,ц ее вала пропорциональны величине измеряемого напряжения и частоте напряжения вспомогательной обмотки

порционапьности. I.

Реакция якоря в машине постоянного тока искажает начальное распределение МДС главных полюсов в зазоре машины, усиливая ее под одним краем полюса и ослабляя под другим. Распределение результирующей 1ОДС якоря и главньсх полюсов в зазоре машины постоянного тока без учета зубчатости якоря показано на фиг.2 (кривая 5). Амплитуда магнитной индукции зубцовой гармонической МДС зависит от величины результирующей МДС машины, приходящейся на воздушный зазор и зубцовый слой. Искажение результирующей МДС при нагрузке приводит к соответствующему искажению распределения зубцовой гармонической МДС (кривая 6).

Если учесть зубчатость якоря маши- ны и пренебречь насьш ением электротехнической стали, распределение результирующей индукции магнитного поля в воздушном зазоре машины постаянного

-

ю 15

а о о

3358812

тока имеет вид кривой, показанной на фиг.З.

При вращении якоря в секциях вспо могательной обмотки от магнитного поля зубцовой гармонической НДСнаводится ЭДС. При токе якоря, равном нулю, т.е. без искажения магнитного поля, результирующая ЭДС двух секций вспомогательной обмотки, включенных встречно, равна нулю. С увеличением тока якоря, которьш при постоянном токе возбуждения машины характеризует величину электромагнитного момента, величина ЭДС вспомогательной обмотки также увеличивается. Следовательно, величина ЭДС вспомогательной обмотки пропорциональна электромагнитному моменту машины постоянного тока.

Частота переменной ЭДС вспомогательной обмотки зависит от числа зубцов (пазов) якоря и его частоты вращения, т.е. частота переменной ЭДС вспомогательной обмотки для данной электрической машины пропорциональна частоте вращения вала.

Измеряя частоту f и величину напряжения ЭДС и вспомогательной обмот- ки, можно определить электромагнит- 30 ную мощность машины. Электромагнитная мощность

0

25

Р,, Электромагнитный момент машины

постоянного тока к частота вращения

меряемого напряжения и частоте напряжения вспомогательной обмотки

м,, -и, а f

Следовательно, электромагнитная мощность машины постоянного тока пропорциональна произведению измеряемой частоты и ЭДС вспомогательной, обмотки

P,M-U f.

Для определения электромагнитной мощности машины постоянного тока измерительное устройство (фиг.4) содержит блоки измерения частоты 7 и напряжения 8, входы которых подключаются к всломогательной обмотке, а выходы к блоку 9 перемножения.

Сигнал на выходе блока перемножения пропорционален электромагнитной или механической мощности машины.

Формула изобретения

Устройство для определения механических параметров электрических ма 13-1588

шин постоянного тока, содержащее вспомогательную обмотку, предназначенную для укладки в полюсный башмак машины, и измерительное устройство, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, вспомогательная обмотка выполнена из двух секций, включенных встречно и предназначенных для расположения симметрично относительно

1

оси полюса по краям поверхности полюсного башмака, обращенной к якорю, на расстоянии друг от друга, кратном величине зубцового шага, а измерительное устройство выполнено из блоков перемножения и блоков измерения частоты и напряжения, входы которых подключены к вспомогательной обмотке, а выходы - к входу блока перемножения .

Изобретение относится к области измерения механических характеристик электрических машин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения электромагнитного момента и мощности машины. Устройство содержит две встречно включенные секции 3 и 4 вспомогательной обмотки, .заложенные в полюсный башмак машины с шагом, пропорциональным ширине зубца или паза якоря. Секции расположены симметрично, относительно оси полюса на расстоянии друг от друга, кратном величине зубцового.шага. К выходам обмотки подключены измеритель 7 частоты и измеритель 8 напряжения, вы- .ходы которых подключены к блоку 9 перемножения. 4 ил. , 7 X эн СО со сл 00 00 S

Фив.2.

Фчг.З

Редактор П.Гереши

Составитель С.Шутовэ Техред В.Кадар

Заказ 4043/38Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко