Устройство для измерения температуры обмотки якорей электрических машин постоянного тока Советский патент 1962 года по МПК G01K13/08 G01R27/10 G01R27/16 

Предлагаемое устройство предназначается для измерения температуры электрических машин постоянного тока во время их работы и основано на измерении электрического сопротивления обмотки якоря машины, меняюш,егося с изменением его температуры.

Известно устройство (авт. св. № 63661), в котором измерение температуры врашающсгося якоря производится переменным измерительным током частотой 500 гц от специального источника. При этом измерительный ток, проходя по якорю через основные ш.етки машины подается на одну из рамок логометра, а падение напряжения в якоре от измерительного тока подается через специально установленные дополнительные ш.етки на другую рамку логометра. Так как отклонение стрелки логометра пропорционально отношению токов, протекающих через обе его рамки, то в данном случае это отношение будет пропорционально сопротивлению якоря (т. е. отношению падения напряжения в якоре к току в нем).

Однако применение этого метода на практике вызывает трудности и неудобства, связанные с необходимостью установки дополнительных ш,еток, независимых от основных ш,еток, и, кроме того, этот метод не может быть использован для ряда схем и исполнений обмоток якоря.

Предлагаемая схема устройства позволяет несколько упростить измерительное устройство, дает возможность во многих случаях практически осуш,ествить измерение температуры вращаюш,егося якоря. Принцип предлагаемого устройства заключается в следующем. Через вращающийся якорь машины пропускается измерительный переменный ток частотой 50 гц и менее.

На одну из рамок магнитоэлектрического логометра с помощью преобразующей схемы с датчиком Холла подается э. д. с., постоянная составляющая которой пропорциональна активной мощности измерительного тока, теряемой в обмотке якоря.

№ 143902™ 2 На вторую рамку логометра, также с помощью специальной преобразующей схемы с датчиком Холла, подается э. д. с., пропорциональная постоянной составляющей квадрата силы измерительного тока.

Показания логометра пропорциональны отношению токов в обеих рамках, т. е.: .

, ,

a f а т. к. -jr- «.

то, следовательно, а /(/а),т. е. показания логометра будут функцией активного сопротивления якоря. Обозначенияв формуле; а - показания логометра;

Ра - активная составляющая потерь в якоре от измерительною

тока; / - величина измерительного тока;

га - активное сопротивление обмотки якоря.

Так как сопротивление якоря изменяется пропорционально температуре, то логомётр может быть проградуирован непосредственно в градусах Цельсия.

Схема предлагаемого устройства изображена, на чертеже.

Цепь измерительного переменного тока проходит от генератора Г через обмотки двух магнитопроводов 2М и 1М, а затем в продольном направлении через датчик Холла IX и через разделительный конденсатор 2С к одной из основных щеток якоря Я машины постоянного тока. Проходя якорь, измерительный ток через вторую основную щетку якоря и через второй разделительный конденсатор 2С возвращается к генератору Г. Датчик Холла помещен в воздушный зазор магнитопровода УМ рассчитанного таким образом, что магнитный поток в нем пропорционален силе тока в обмотках (т. е. железо не насыщено). В этом случае, как известно, постоянная составляющая э. д. с. на поперечных контактах датчика пропорциональна квадрату силы тока, проходящего через катушку. Поперечные контакты этого датчика IX присоединены к одной из .рамок логометра. Генерируемая в датчике переменная составляющая двойной частоты не оказывает на показания прибора магнитоэлектрической системы влияния.

Падение напряжения от измерительного тока в якоре машины Я от пары дополнительных щеток через разделительные конденсаторы 1C и усилитель У подается на продольные клеммы датчика Холла 2Х помещенного в воздушно.м зазоре магнитопровода 2М. Чтобы компенсировать емкость разделительных конденсаторов УС, в цепь включена подобранная в резонанс индуктивность L.

Необходимость в усилителе У определяется тем, что падение напряжения измерительного тока в якоре машины недостаточно для питания рамки логометра.

Известно, что при такой схеме использования датчика Холла на его поперечных контактах создается э.д. с., постоянная составляюшая которой пропорциональна активной мощности цепи. Эти поперечные контакты датчика подключены ко второй рамке логометра.

С целью предупреждения ответвления измерительного тока в параллельно включенные машины, обмотка дополнительных полюсов ДП зашунтирована конденсатором ЗС.

Емкость конденсатора ЗС подобрана такой, чтобы она вместе с индуктивностью дополнительных полюсов ДЯ образовывала резонансный контур, настроенный на частоту измерительного тока. Таким образом, получается фильтр, не выпускающий измерительный ток во внешнюю цепь. Дополнительное сопротивление переменному измерительному току образует обмотка возбуждения ОВ машины.

Дополнительные щетки могут быть установлены на основании щеткодержателей мащины и изолированы от них.

Предмет изобретения

Устройство для измерения температуры обмоток якорей электрических мащин постоянного тока во время их работы, путем подачи на якорь вспомогательного переменного тока от -отдельного источника с применением дополнительных щеток, установленных на коллекторе якоря, и измерительного прибора по типу логометра, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем применены два датчика Холла, помещенные в воздушных зазорах двух электромагнитов, обмотки которых включены последовательно с источником переменного тока и токовой цепью одного из датчиков Холла на рабочие щетки якоря испытываемой мащины, тогда как токовая цепь второго датчика подключена к вспомогательным щеткам, установленным на якоре, а измерительные электроды датчиков служат для подключения рамок логометра.

-f- 0