Способ измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины и устройство для его осуществления (его варианты) Советский патент 1988 года по МПК G01K13/08 

dULl

2, Устройство для измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, содержащее измеритель тока основных щеток, измерительные щетки на траверзах каждой полярности и измеритель напряжения на измерительных щетках, отличающееся тем, что на токоподводе каждой полярности между основной и измерительной щетками включен источник переменного тока.

3. Устройство для измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической маиины, содержащее измеритель тока основных щеток, измерительные щетки на траверзах каждой полярности и измеритель напряжения на измерительных щетках, отличающееся тем, что к обеим измерительным щеткам подключен источник переменного тока, а между траверзами основных щеток включен шунтирующий конденсатор.

1. Способ измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, заключающийся в том, что измеряют ток основных щеток и напряжение на обмотке через дополнительные измерительные щетки, вычисляют значение активного сопротивления обмотки и по этому значению судят о ее температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры и упрощения обслуживания измерительных щеток, измерение постоянного напряжения на обмотке производят при дополнительной загрузке измерительных щеток переменным током от постороннего источника. i (Л со to

1

Изобретение относится к области измерения температуры обмоток электрических машин путем измерения величины сопротивления обмотки и может быть использовано в тех случаях, ког- да питание обмотки осуществляется постоянным током неподвижного источника через щетки и вращающиеся контактные кольца.

Известен способ измерения температуры обмотки, работающей на постоянном токе, по току в обмотке и напряжению на ней и известным величинам температурного коэффициента сопротивления материала обмотки и сопротивления обмотки при начальной температуре.

Известны также способ и устройство для измерения температуры вращающихся обмоток электрических мащин, например обмоток возбуждения синхронных, генераторов, в которых для исключения погрешности измерения, вызванной падением напряжения на рабочих щетках при прохождении через них рабочего тока обмотки, напряжение на обмотке измеряется с помощью отдельных щеток, изолированных от траверзы рабочих щеток ij ,

Измерение напряжения на вращаю- щейся обмотке через дополнительные измерительные щетки производится с большей точностью, чем измерение на траверзах рабочих щеток, однако и.в этом случае погрешность измерения иногда может достигать недопустимо большой величины. Причиной этого слу

5

O 5

0

5

5

жит явление возникновения высокоом- ной пленки на трущейся поверхности слабонагруженной током щетки.

Наиболее близкими к изобретению являются способ и устройство для измерения температуры обмотки ротора синхронного генератора, в которых для снижения погрешности измерения используется высокоомный измерительный прибор 2.

Использование высокоомного измерительного прибора позволяет за счет уменьшения тока через измерительные щетки и, соответственно, падения напряжения на этих щетках несколько снизить погрешность измерения, однако и в зтом случае надежные и устойчивые результаты измерения можно получить только после тщательной и длительной (в течение нескольких часов) притирки измерительных щеток, причем это требование остается в силе не только после установки новых щеток, но даже после выемки щеток из щеткодержателя и установки тех же щеток на свое место.

Таким образом, известные способы и устройства измерения температуры вращающихся обмоток электрических машин при измерении напряжения обмотки через измерительные щетки не обеспечивают точности, требуемой в процессе эксплуатации современных мощных электрических машин, например синхронных генераторов, и требуют тщательного обслуживания измерительных щеток.

Целью изобретения является повышение точности измерения температуры и упрощение обслуживания измерительных щеток.

Поставленная цель достигается тем что при способе измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической машины, заключающемся в том, что измеряют ток основ- ных щеток и напряжение на обмотке через дополнительные измерительные щетки, вычисляют значение активного сопротивления обмотки и по этому значению судят о ее температуре, из- мерение постоянного напряжения на обмотке производят при дополнительной загрузке измерительных щеток переменным током от постороннего источника.

При этом в устройстве для измерения температуры вращающейся обмотки постоянного тока электрической мащи- ны, содержащем измеритель тока основ

ных щеток, измерительные щетки на

траверзах каждой полярности и измеритель напряжения на измерительных щетках, на токоподводе каждой полярности между основной и измерительной щетками включен источник переменного тока.

В устройстве по второму варианту к обеим измерительным щеткам подключен источник переменного тока, а между траверзами основных щеток включен щунтирующий конденсатор.

На фиг.1 и 2 представлены схемы вариантов устройства, реализующего предложенный способ.

На схемах обозначены основные рабочие щетки 1 и 2, вращающиеся контактные кольца 3 и 4, обмотка 5, измеритель 6 тока основных щеток, измерительные щетки 7 и 8, источник 9 переменного тока, щунтирующий конденсатор 10 и измеритель 11 напряжения на измерительных щетках.

Цепь постоянного тока обмотки 5 складывается из следующих последовательно соединенных элементов: рабочая щетка 1, контактное кольцо 3, обмотка 5, контактное кольцо 4, рабочая щетка 2, измеритель 6 тока. Измеритель 11 напряжения подключен к обмотке 5 через измерительны щетки и 8 и контактные кольца 3 и 4, Источники 9 переменного тока (фиг.1) подключены между измерительной 7 (8)

5

10 15 20

25

35

40

30

..

50

5

и основной 1 (2) щетками каждой полярности. Цепь переменного тока замыкается для каждого из двух контуров через следующие элементы: источник 9, измерительная щетка 7 (8), контактное кольцо 3 (4), рабочая щетка I (2).

Источник 9 переменного тока (фиг.2) может быть подключен непосредственно к измерительным щеткам 7 и 8, а к основньм щеткам 1 и 2 подключен щунтируюищй конденсатор 10. Цепь переменного тока замыкается через следующие элементы: источник 9, измерительная щетка 7, контактное кольцо 3, рабочая щетка I, шунтирующий конденсатор 10, рабочая щетка 2, контактное кольцо 4, измерительная щетка 8, Источники 9 переменного тока защищены от протекания через них постоянного тока, например, при по- М01т;и последовательно включенных конденсаторов.

Способ осуп ествляют следующим образом.

Цо измеренным напряжению на обмотке и току в ней определяют сопротивление обмотки, а затем по этому сопротивлению, известному сопротивлению обмотки при начальной температуре и температурному коэффициенту материала обмотки находят температуру обмотки. При этом переменный ток от источников (источника) 9, проходя через измерительные щетки 7 и 8, производит их дополнительную загрузку, разрушающую высокоомную пленку на скользящей поверхности. Это позволяет существенно повысить точность измерения напряжения на обмотке, а следовательно, и точность измерения ее температуры.

Использование предлагаемых способа и устройств для измерения температуры вращающейся обмотки обеспечивает по сравнению с известными повьппе- ние точности измерения за счет снижения погрешности передачи сигнала через измерительные щетки, снижение требований к обслуживанию измерительных щеток, так как высокая точность измерения обеспечивается на новых или плохо притертых щетках и на щетках со слабым нажатием, непрерывность работы устройств для измерения температуры во время притирки новых щеток, что особенно важно при работе

513721996

этих устройств в системах аварийной щения контактных колец, например в сигнализации, высокую точность изме- условиях разгона, выбега или на нерения, не зависящую от скорости вра- подвижной машине.

-nrVYX

5

Фиг.2