СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01R27/26 

Известен способ измерения индуктивностей секций машин постоянного тока, заключающийся в том, что отпаянная от коллектора секция питается переменным током с частотой, меняющейся в широком диапазоне.

По данным измерений токов, напряжений и угла сдвига между ними вычисляются индуктивные параметры секций.

Однако известный способ сложен, а учет активного сопротивления секций существенно увеличивает трудоемкость расчетов и снижает его точность.

Цель изобретения - повышение точности измерений и оценка влияния вихревых токов на величину индуктивности.

В предложенном способе для повышения точности определения индуктивности секции и оценки влияния вихревых токов в меди пазя и окружающем железе параллельно источнику питания с линейно возрастающим напряжением подключают измеряемую индуктивность и эталонную, величина которой равна статической индуктивности секции, и по осциллограммам тока в параллельных ветвях определяют эквивалентную индуктивность и влияние вихревых токов на ее величину. Точность способа повыщается за счет исключения влияния на измерения активного сопротивления секции.

По предложенному способу индуктивность определяется результирующим потоком, полученным в результате наложения на поток самоиндукции потоков, вызванных вихревыми токами в меди обмотки или в окружающем железе. Величина эквивалентных параметров

обмоток входит в расчеты электромагнитных процессов, протекающих в электрических машинах.

На фиг. 1 приведены кривые токов в коммутирующей секции и эталонной катушке,

где /1 - ток в коммутирующей секции при наличии вихревых токов в меди паза или в стали машины; iz - ток в образцовой катушке или ток в секции без учета вихревых токов; ia - ток коммутирующей секции; At - ток

перекоммутации секции; Гв - время формирования линейно нарастающего напряжения; Тк - период коммутации секции; на фиг. 2 приведена схема измерения токов гь 12 и на фиг. 3 - схема для балансировки статических индуктивностей секции 5 и катушки 6; iia фиг. 4 - кривые э. д. с. самоиндукции секции /4 и эталонной индуктивности /7, где Гф - время формирования линейно нарастающего напряжения, UQ - начальное напряжение источника /.

При осуществлении предложенного способа измерения протекают следующие процессы. Если предположить, что коммутирующая э. д. с., приложенная к секции, постоянна,

а активное сопротивление секции равно нулю, то ток в ней изменяется по прямой t2 и изменится за период коммутации Тк на величину

2ia.

При изменении направления тока в коммутирующей секции магнитный поток в пазу якоря также стремится изменить свое направление на обратное. В переменном магнитном поле в телах, окружающих секцию, демпферах стали ротора, проводниках соседних секций и в теле самой секции наводятся вихревые токи, которые приводят к появлению в токе секции вихревой составляющей is- Результирующую кривую /1 тока секции см. на фиг. 1. В итоге ,к концу периода коммутации ток в секции изменится на величину (,i), а эквивалентная индуктивность La секции с учетом Еихревых токов определяется результирующей скоростью изменения тока:

I

1э l2ia-fAO/5 K

В отличие от статической индуктивности, рав/к

НОЙ Lci -LcT не зависит от скорости

2и/Гк

роста тока и определяется только геометрическими параметрами секции и числом ее витков.

Величина тока At определяет уменьщение эквивалентной индуктивности относительно статического значения, т. е. характеризует влияние вихревых токов на величину индуктивности. Поскольку при различных скоростях изменения потока паза величина тока At различпа, то можно выяснить зависимость эквивалентной индуктивности от скорости изменения потока паза.

Кривые токов ii, i, is могут быть осциллограс|)ированы при помощи схемы, приведенной на фиг. 2. Линейно нарастающее напряжение от специального источника / цри замыкании ключа 2 подается на параллельно включенные исследуемую секцию 3, имеющую статическую индуктивность 4 и сопротивление 5 и эталонную катущку 6 с индуктивностью 7 и сопротивлением S. Напряжение / выбирается линейно нарастающим для того, чтобы компенсировать падения напряжения на активных сопротивлениях параллельных ветвей, и, таким образом, сохранить предположения, при которых было введено понятие об эквиваленгной индуктивности секции. При таких условиях рещение задачи о переходных процессах для этой схемы показывает, что если статическая индуктивность 4 равна индуктивности 7 и активные сопротивления их тоже равны, то с шунта 9 можно осциллографировать ток, соответствующий ti, с щунта 10 - ток, соответствующий , а с точек х и г/ - ток is. По

данным кривым вычисляется эквивалентная индуктивность секции La и оценивается ее процентное уменьщение относительно статического значения из-за наличия вихревых

токов.

Балансировка статических индуктивностей производится по схеме, приведенной на фиг. 3. Исследуемая секция и эталонная катущка включаются последовательно и на них подаегся линейно нарастающее напряжение (см. фиг. 3). Рещение задачи о переходных процессах в этой схеме показывает, что по окончании переходного процесса установления токов э. д. с. самоиндукции /4 и /7 приобретают постоянные значения (см. фиг. 4).

Регулируя величину индуктивности 7 (см. фиг. 3), можно добиться равенства этих э.д. с. Поскольку для измерения э. д. с. самоиндукции доступна только эталонная катушка, то

осциллографируется кривая в виде сигнала с катущки //. Сравнивая ее установившееся значение э. д. с. /у с начальным напряжением С/о источника /, можно добиться следую/7 Uo

щего равенства: - -, где . - отнощение

Kw 2 чисел витков катущек 6 и /7.

После этого при помощи переменного резистора 12 производится балансировка активных сопротивлений параллельных ветвей (см. фиг. 2) при этом добиваются полной горизонтальности участка кривой 2fa (см. фиг. 1) установивщегося режима.

При балансировании индуктивностей величнна напряжения Uo не имеет значения. При

снятии кривых тока величина /о выбирается

из условия получения необходимой скорости

изменения потока наза.

Предмет изобретения

Способ намерения эквивалентных индуктивностей коммутирующих секций машин постоянного тока с нснользованием эталонной индуктивности и источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и оценки влияния вихревых токов на величину индуктивности, параллельно источнику питания с линейно возрастающим напряжением подключают измеряемую индуктивность и эталонную, величину которой берут равной статической индуктивности измеряемой секции, и осциллографируют токи в параллельных ветвях; величину эквивалентной индуктивности определяют по результирующей скорости изменения тока, а влияние вихревых токов оценивают по скорости изменения тока, полученного как разность токов в цепях измеряемой и эталонной индуктивности.

4.

,.3

У

if

Ih 2

Фиг,