Индукционный датчик тока Советский патент 1992 года по МПК H02K19/36 

1

(21)4818439/07 (22) 11.03.90 (46)07.09.92. Бюл. № 33

(71)Научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода Электротяжмаш им. В.И.Ленина и Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.М.Кржижановского

(72)В.Л.Петри, З.О.Маглаперидзе, Ю.Е.Савельев, В.В.Кузьмин и Ю.В.Зозулин

(56) 1. Авторское свидетельство СССР № 283376, кл. Н 02 К 19/36, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР № 562044, кл. Н 02 К 1/36, 1977.

Г

(54) ИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК ТОКА (57) Использование: электротехника, реверсивные бесщеточные системы возбуждения электрических машин с многофазными обмотками возбуждения. Сущность изобретения: индукционный датчик тока содержит статор 1 из m одинаковых частей, прямые 4 и обратные 5 токопроводы. Одинаковые части статора размещены друг за другом по длине муфты 2 и разъемны по диаметру. На статоре размещена трехфазная кольцевая обмотка 3. Токопроводы имеют вид коаксиальных цилиндров с разрезом по длине. Место разреза расположено в месте установки статора. Разрезанные части токопроводов электрически соединены шинами. Шины одинаковой полярности прямого и обратного токопроводов располагаются рядом друг с другом. Конструкция токопроводов исключает влияние магнитных полей фаз ротора. 2 з.п ф-лы, 5 ил.

сл

с

Изобретение относится к области электромашиностроения, в частности, реверсивным бесщеточным системам возбуждения электрических машин с многофазными обмотками возбуждения, например, асинхрони- зированных (АС) турбо- и гидрогенераторов.

Известен индукционный датчик тока (ИДТ) синхронного генератора с бесщеточной системой возбуждения, у которого сердечник статора выполнен массивным, а многофазная обмотка статора расположена на половине его сердечника 1.

Наиболее близким к предложенному является ИДТ, у которого статор выполнен разъемным по диаметру, имеет кольцевую обмотку и охватывает муфту, соединяющую валы генератора и возбудителя, а на цилиндрической поверхности муфты размещены

шины токопроводов, идущих от возбудителя к обмотке возбуждения генератора 2. Известный ИДТ осуществляет бесконтактное измерение тока возбуждения генератора. Недостаток известного ИДТ состоит в ниэой точности измерения тока в фазах ротора многофазной электрической машины, т.к. при измерении тока в электрических машинах с многофазными обмотками возбуждения магнитные поля токопроводов соседних фаз будут складываться друг с другом, в результате показания ИДТ будут соответствовать суммарной величине вращающегося поля токопроводов.

Целью изобретения является повышение точности при измерении тока гп-фазной системы возбуждения

VI о о о о

00

Указанная цель достигается тем, что в ИДТ возбуждения электрической машины, имеющей отдельный возбудитель, содержащем обмотку возбуждения в виде включенных последовательно в цепь прямого и обратного токопроводов возбудителя шин, размещенных на цилиндрической поверхности соединительной муфты, связывающей валы электрической машины и ее возбудителя, и разъемный по диаметру, несущий кольцевую обмотку статор, расположенный коаксиально относительно муфты, статор выполнен из m одинаковых частей, установленных друг за другом по длине муфты, прямые и обратные токопроводы выполнены в виде 2т пар коаксиальных цилиндров, в каждой паре коаксиальных цилиндров выполнен разрез по длине в месте установки соответствующей части статора, а упомянутые шины электрически присоединены к соответствующий коаксиальным цилиндрам в месте разреза, при этом шины одинаковой полярности прямых и обратных токопроводов расположены на поверхности муфты рядом друге другом, где m - число фаз обмотки возбуждения электрической машины, большее единицы.

Для сокращения осевой длины сердечники частей статоров выполнены массивными, обмотка каждой части статора расположена на половине его сердечника, а обмотки соседних частей статора установлены в тангенциальном направлении друг напротив друга.

Токопроводы выполнены в виде коаксиальных цил 1 - дисш в пределах соединительной муфты.

Наф лг.1 изображен продольный резреэ токопрсводй «азы ИДТ; на фиг.2 - то же поперечный разрез; на фиг.З - ИДТ трехфазного рок оря АС-генератора; на ф - размещение коаксиальных токопроводов по поперечному сечению на фиг.5 - ИДТ с массивными статорами.

Каждая часть статора 1 ИДТ представляет собой кольцевой магнитопровод, который может быть выполнен шихтованным из листов электротехнической стали, с разъемом е диаметральной плоскости. Число частей статоров равно т, где т - число фаз ротора АС-генератора. Магничопровод охватывает соединительную муфту 2, связывающую вал АС-генератора и возбудителя. На статоре размещается трехфазная кольцевая обмотка 3, подключенная через фазочувствительное устройство к измерительному прибору. Для сокращения осевого размера каждый статор ИДТ измеряет прямой и обратный токи фазы ротора АС-генератора.

Прямые 4 и обратные 5 токопроводы, число пар которых равно 2т, выполнены в

виде коаксиальных цилиндров. Известно, что магнитное поле двух коаксиальных цилиндров, по которым протекают противоположно направленные одинаковые токи, заключено в

воздушном промежутке между ними, а их внешнее магнитное поле отсутствует. Поэтому внешнее магнитное поле системы, например, из шести пар коаксиальных цилиндров (что соответствует трехфазному ротору АС-ге0 нератора) будет равно нулю, Для измерения тока фазы каждые две пары коаксиальных цилиндров прямого и обратного токопроводов, относящиеся к одной фазе, выполнены разрезными по длине. Место разреза распо5 ложено в месте установки части статора соответствующей фазы. Разрезанные части коаксиальных токопроводов электрически соединены между собой П-образными шинами 6, горизонтальные части которых расположе0 ны в пазах 7 на внешней поверхности муфты 2. П-образные шины двух коаксиальных цилиндров одного токопровода в радиальном направлении обращены в разные стороны и образуют двухполюсную обмотку возбужде5 ния ИДТ с практически диаметральным шагом. Шины одинаковой полярности прямого и обратного токопроводов располагаются рядом друг с другом. Это необходимо для измерения тока короткого замыкания при

0 изменении направления тока в фазе ротора АС-генератора в случае раздельного управления прямым и обратным выпрямителями возбудителя. Иначе магнитные поля рядом лежащих шич с противоположными токами

5 компенсируют друг друга и ИДТ не покажет значения этого то/.а. Часть статора второй фазы Оесполагается го оси муфть: на некотором расстоянии от первой части статора v т.д.

0Для уменьшения осевой длины ИДТ части статора могут 5ыть выполнены массивными и обмотка на каждой части статора может размещаться на одной половике его сердечника, при этом обмотки соседних ча5 стей статора должны располагаться в тангенциальном направлении друг напротив друге. Благодаря этому лобовые части 8 обмоток частей статора могут располагаться Е непосредственной близости от массивной

0 необмотанной половины соседней части статора, и общая осевая длина ИДТ может быть сокращена на длину, пропорциональную произведению вылета лобовой части на число частей статора ИДТ минус единица.

5

Токопроводы в виде коаксиальных цилиндров могут быть выполнены только в пределах соединительной муфты имеющей больший диаметр, чем валы возбудителя и генератора В указанных валах токопровсды могут выполняться в виде традиционных шин.

ИДТ предложенной конструкции может обеспечить увеличение точности бесконтактного измерения тока фазы ротора АС-гене- ратора, поскольку в нем исключено магнитное влияние соседних фаз. Это способствует повышению надежности бесщеточных реверсивных систем возбуждения электрических машин с многофазными об- мотками возбуждения.

Формула изобретения 1. Индукционный датчик тока возбуждения электрической машины, имеющей отдельный возбудитель, содержащий обмотку возбуждения в виде включенных последовательно в цепь прямого и обратного токопро- водов возбудителя шин, размещенных на цилиндрической поверхности соединительной муфты, связывающей валы электриче- ской машины и ее возбудителя, и разъемный по диаметру несущий кол ьцевую обмотку статор, расположенный коаксиально относительно муфты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при измерении тока m-фазной системы возбуждения, статор выполнен из m одинаковых частей, установленных друг за другом по длине муфты, прямые и обратные токопроводы выполнены в виде 2т коаксиальных цилиндров, в каждой паре коаксиальных цилиндров выполнен разрез по длине в месте установки соответствующей части статора, а упомянутые шины электрически присоединены к соответствующим коаксиальным цилиндрам в месте разреза, при этом шины одинаковой полярности прямых и обратных токопроводов расположены на поверхности муфты рядом друг с другом, где m - число фаз обмотки возбуждения электрической машины, большее единицы.

J

4

+

/ / б б

Фиг. I

rflLjL 3i

r

;

L6/6

Л

Фиг.З

Фиг. 5

Составитель В.Петри Техред М.Моргентал

г81

Корректор О Густи

Редактор С Кулакова

Заказ 3191ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

г81

Корректор О Густи