Устройство для измерения компонент дипольного магнитного момента электрооборудования Советский патент 1988 года по МПК G01R33/00 

Од СП

4

Изобретение относится к технике магнитных измерений, а именно к устройствам контроля внешнего магнитного поля (ВМП) токов электрооборудования. Задачей контроля BMII является согласно действующей методике измерений определение проекций (ортогональных компонент) дипольного магнитного момента электрооборудования на две Q горизонтальные ОХ, OY и вертикальную OZ координатные оси.

Целью изобретения является уменьшение размеров устройства при одновременном повышении точности измере- j

НИИ.

На фиг, изображена схема размещения датчиков в устройстве; на фиг«2-4- схемы соединения катушек магниточув- ствительных датчиков в цепях контро- 20 ля.

Устройство содержит датчики 1-24,

Датчики 1-8 соединены в цепь 25 контроля Мд компоненты дипольного магнитного момента. Следующие восемь 25 датчиков 9-16 образуют цеп,ь- 26 контроля My компоненты дипольного ного мдмента. Наконец, последние восемь датчиков 7-24 соединены в цепь 27 контроля М-, компоненты ди- 0 польного магнитного момента.

Датчики 1-16 цепей 25 и 26 контроля М х- и М 5, компонент дипольного маг- нлтного момента размещены по вершинам двух параллельных плоскости XCZ прямоугольников 28 и 29 с центрами (обозначены на фиг.4 точками А и В) на оси OY на расстояниях +Yp у одного и -YP у другого центра (точки 0) контролируемого оборудова- Q ния 30. Стороны 3 и 32 прямоугольника 28, 33 и 34 прямоугольника 29 параллельны координатной оси ОХ, Длина каждрй из этих сторон равна 2Yp, Стороны 35 и 36 прямоугольника 28, дд 37 и 38 прямоугольника 29 параллельны оси OZ. Длина каждой из этих сторон равна 2Y(,/ i3.

В каждой из восьми вершин прямоугольников 28 и 29 размещено по два датчика: 1и9, 2иЗО, ,4 и 12, 5 и 13, 6 и U, 7 и 35, 8 один из цепи контроля М, второй из цепи контроля М, компоненты дипольного магнитного момента электрооборудования 30. Дат.чики 1 и 9, 4 и 12, размещенные по концам вертикальной стороны 35 прямоугольника 28 и симметричные им относительно координат35

55

ной оси OZ датчики 6 и М, 7 и J5 второго прямоугольника 29 ориентированы магнитными осями в одну сторону параллельно оси OY в цепи 25 контроля М компоненты и параллельно оси ОХ в цепи 26 KOHTponHi М у компоненты дипольного магнитного момента электрооборудования 30. В каждой из этих двух цепей по четыре оставшихся датчика 2,3,5 и 8 в цепи 25 контроля М компоненты, 10,J,13 и 16 в цепи 26 контроля М у компоненты) ориентированы противоположно первым четырем. Датчики цепи 27 контроля М, компоненты дипольного магнитного момента расположены по вершинам прямоугольников 39 и 40 с центрами, как и у прямоугольников 28 и 29, в точках А и В на оси OY на расстояниях и -Y . от центра контролируемого оборудования 30. Стороны 41-44 этих прямоугольников параллельны координатной оси ОХ„ Длина каждой из них равна 2Yo/V3. Стороны 45 и 48 прямоугольников 39 и 40 параллельны координатной ocиOZ. Длина каждой из них равна 2Yg. Датчики 17 и 18, размещенные по концам горизонтальной стороны 41 прямоугольника 39, и симметричные им относительно координатной оси ОХ датчики 24 и 23 прямоугольника 40 ориентированы магнитными осями в одну сторону параллельно оси OY противоположно четырем оставшимся датчикам 19,20,21 и 22 этой цепи.

Все используемые в устройстве датчики 1-24 имеют одинаковую чувствительность (коэффициент преобразования напряженности действующего на датчики магнитного поля в электрический сигнал).

Электрические сигналы 1, ,1у иД на выходах цепей 25-27 контроля М, М и М компонент дипольного магнитного момента равны:

1.

1,- К1.Н(; 1-1

V- 4 51,,;

1, кЕн,,

24

1т

Un 1 17

где 1 - электрический сигнал, возбуж- даемьм на i-м (i. 1-24) датчике действующим на него магнитньм полем с напряженностью Н..

Устройство работает следуюш;им образом.

На датчики 1-24 кроме магнитного поля контролируемого оборудования 30 де йствуют создающие помехи магнитные поля внешних источников: воздушных и кабельных линий, трансформаторных подстанций и прочего силового электрооборудования, находящегося за пре- .делами стенда контроля ВМП. Проекции напряженности этих полей на коорди- натные оси ОХ и OY обозначены на фиг. 1 и Нр. Ввиду удаленности источников помех напряженности Нр и Н имеют одинаковые значения в точках размещения датчиков 1-24.

В цепи 25 контроля М компоненты дипольного магнитного момента электрооборудования 30 у половины датчиков 1,4, 6 и 7 направление напряженности HJJ магнитного поля помехи сов- падает с напряжениями их магнитных осей (последние обозначены на фиг,2 стрелками внутри прямоугольников с номерами датчиков), У второй половины датчики 2,3,5 и 8 Ътой цепи магни ные оси и напряженность Н JJ направлены встречно. Датчики 1-8 имеют одинаковую чувствительность, поэтому возбуждаемые в них полем помехи Н-п ЭДС равны по величине, но ЭДС, наведен- ные полем помехи Н в одной половине цепи (25 датчиках 1,4,6,7) отличаются по фазе на (180)от ЭДС, наведенных этим полем во второй полови не этой цепи (датчиках 2,3,5,8).ЭДС магнитного поля помехи взаимно компенсируются, Сигнал х выходе цепи 25 контроля компоненты диподьного магнитного, момента электрооборудования 30 содержит помехи от магнитного поля Н(,.

Точно также из выходного электрического сигнала 1 v цепи 26 контроля М компоненты дипольного магнитного момента электрооборудования 30 иск- лючается помеха от магнитного поля Нр, а из сигнала 1 цепи 27 - поме- ха от Нр.

Т.аким образом, в устройстве раз- мещенйем и электрическим соединением обмоток магниточувствительных датчи- ков обеспечивается отстройка от влияния магнитных полей внешних источников .

ВМП контролируемого рборудова- ния 30 содержит, наряду с дипольной составляющей, определение конторой яв ляется задачей измерений, мультиполь ные составляющие высших порядков квадрупольную (мультиполь второго порядка), октупольную (мультиполь Третьего порядка), мультиполи четвертого, пятого порядков и т.д. Последние являются помехами, ограничивающими точность контроля Му,М и М компонент дипольного магнитного момента электрооборудования 30.

Для реализации конструктивной схемы размещения датчиков необходимы че- тыре координатные стойки с узлами крепления датчиков 1 и 9, 4 и 12, 17,20 на одной. 2 и 10, 3 и Л, 18, 19 на второй, 5 и J3, 8 и J6, 21, 24 на третьей, 6 и 14, 7 и 15,. 22, 23 на четвертой стойках; подставка,приподнимающая контролируемое оборудование 30. Принятая схема размещения датчиков и .их электрические схемы соединений обеспечивают отстройку от помех, создаваемых четными муль- типолями, порядок которых равен 2, 4,6,,.., октуполем, а также частичную компенсацию помех от мультиполя 5-го порядка, и благодаря этому вы:- сокую точность контроля MX, Мч, и Mj компонент дипольного магнитного поля оборудования.,

Формула изобретения

Устройство для измерения компонент дипольного магнитного момента электрооборудования, содержащее восемнадцать i; магниточувствительных датчиков, размещенных вне электрооборудования и об ьединенных в три независимые электрические цепи, каждая из которых содержит по шесть последовательно соединенных магниточувствительных датчиков, отл.и чающееся тем, что, с целью повьш е ния ; точности измерений, в него дополнительно введены.три пары магниточувствительных датчиков, каждая из-которых последовательно подключена к соответствующей электрической цепи, датчики цепей контроля М и М N, компонент дипольного магнитного момента электрооборудования размещены по вершинам двух параллельных плоских XOZ , прямоугольников с дентрами на оси OY на расстояниях +Yg у одного и -Y у другого от центра контролируемого оборудования, стороны которых параллельны координатным осям ОХ и OZ и соответственно равны 2Y и 2Yj/i3, причем в каждой вершине размещен

один датчик из цепи контроля М компоненты и один датчик из цепи контроля М компоненты дипольного магнитного момента электрооборудования,датчики, размещенные по концам верти- : кальной стороны одного прямоугольни- :ка и симметричные им относительно ко- |ординатной оси OZ датчики второго I прямоугольника ориентированы магнит- |ными осями в одну сторону параллель- |но оси OY в цепи контроля М компоне н |ты и параллельно оси ОХ в цепи конт- |роля Ми компоненты дипольного магнит- |ного момента электрооборудования, в Iкаждой из этих двух цепей по четыре доставшихся датчика ориентированы про- |тивоположно.первым четырем, датчики

цепи, контроля-М компоненты дипольного магнитного момента расположены по вершинам третьего и четвертого прямоугольников с центрами также на оси OY на расстояниях +YO от центра контролируемого оборудования и сторонами 2Yj/V3 и 2Y(,, параллельными координатным осям ОХ и OZ, датчики, размещенные по концам горизонтальной стороны одного из двух прямоугольников и симметричные им относительно координатной оси ОХ датчики второго прямоугольника ориентированы магнитными осями в одну сторону параллельно оси OY противоположно четырем оставшимся датчикам этой цепи.

Изобретение относится к магнитным измерениям. Устройство для измерения компонент дипольного магнитного момента (ДММ) электрооборудования содержит магниточувствительные датчики. (МЧД) 1-24, соединенные в цепи контроля М, М,, Mj. МЧД 1-16 цепей fZ контроля М и М j компонент ДММ размещены по вершинам двух параллельных плоскости XOY прямоугольников (ПУ)28 и 29 с центрами на оси OY на расстояниях +YO и -Уоот центра (точка О) контролируемого оборудования 30с Стороны 31,32 и 33, 34 ПУ 28 и 29 соответственно параллельны ОХ и каждая из них равна 2Y(,. Стороны 35,36ои 37,38 ПУ 28 и 29 соответственно параллельны OZ, а длина каждой стороны 2Yjj/V3. В каждой из вершин ПУ 28,29 размещены по два МЧД, один из цепи контроля И,,, другой - из М. МЧД 2,3, 5,8 и 10,11,13,16 ориентированы противоположно МЧД 1,4,6,7 и 9,12,14,15 соответственно. МЧД цепи контроля М компоненты ДММ расположены по вершинам ПУ 39,40 и подчиняются тем же законам; как ПУ 28,29. Устройство имеет повышенную точность измерения.4 ил. s(Л

г:

Hf

М2

фиг. 2

фиг.З

25

.