Устройство для измерения токов большой силы Советский патент 1937 года по МПК G01R15/04 

Основное авторское свидетельство № 48818 касается устройства для измерения токов большой силы при помощи генераторов переменного тока, в которых об.моткой возбуждения служит шина с измеряемььм током. С целью измерения токов, ответвляющихся в отдельные электроды электролитической ванны, в устройстве при.менен диференциальный измерительный прибор ферродинамичсской j системы, подвижные обмотки которого предназначены для питания ихтоками j генераторов, установленных на токоведуп1,ей шине до и после места присоединения электрода. Для питания обмотки возбуждения прибора преду- I смотрен особый генератор с пеза- ; висимым возбуждением, вращаемый одним общим с основными генерато- : рами двигателем. Чтобы показания ферродинамического прибора в известных пределах не зависели от скорости вращения генератора, в цепи прибора включены, как и в уже изве- : стных устройствах этого типа, индук-; тивные сопротивления, изменяющие свою величину пропорционально частоте тока генераторов.

В некоторых случаях применения описанного устройства щины с подлежащими измерению токами оказываются расположенными на сравнительно большом расстоянии друг от друга. Например, при электролизе алюминия ток к электродам подводится при помощи шин, расположенных с двух сторон ванны. Это требует двух систем генераторов, приводимых во вращение отдельными двигателями. При неизбежной несинхронности вращения генераторов сдвиг фаз между токами в обмотках ферродинамических диференциальных приборов будет колебаться, и их показания будут неустойчивы.

Предлагаемое устройство имеет целью устранить этот недостаток. Согласно изобретению, в устройстве применен диференциальный прибор, выполненньп в виде двух или ббльшего числа укрепленных на общей оси и электрически не связанных измерителей, каждый из которых предназначен для питания от отдельной группы генераторов.

На фиг. 1 прилагаемого чертежа изображена общая схема г-оединений

предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема диференциального ферродинамического прибора; на фиг. 3 - примерное расположение генераторов по одну сторону электролитических ванн.

На фиг. 1 через Л обозначена эквивалентная схема одной ванны, состоящая из трех электродов Qj, Q,, и Q:j; токи в эти электроды поступают от шин f и d, расположенных с двух сторон ванны. По главной шине С проходит общий ток, которому, очевидно, будут равны токи всех остальных ванн, так как последние соединены последовательно. На шину С надет железный сердечник MI, создающий возбуждение генератора /(,; последний вместе со вторым генератором TQ приводится во вращепие двигателем D. Генератор / необходим для питания подвижной обмотки прибора Я, и обмоток электромагнитов /«1 и т первого и второго реле PI и РЗ- Между электродами Qi и Q., по обеим сторонам ванны, находятся аналогичные /о генераторы /i и /.j с магнитными цепями УИ и yVJ. Эти генераторы служат для измерения токов, ответвляющихся в электрод Q.,. Наконец, на шинах d и f имеется вторая пара генераторов /, и /4, которые измеряют ток в электроде Qs. Кроме указанных генераторов с каждой стороны находится по одному генератору 4 и 4, которые по аналогии с генератором /„ необходимы для питания подвижных обмоток приборов //2 и /УЗ, а двух других обмоток /Пз, ту, т., и /и.., электромагнитов реле PI и Рг- Возбуждение генераторов /„, 4 и /,; создают постоянные магниты. Как указано на фиг. 1, генераторы Z,, L и /- имеют общий вал и приводятся во вращепие двигателем D-,, а генераторы 4, 4 и 4 - двигателем Dj. К указанп(1м выше группам генераторов через индуктивности XQ, л;о, Al, X,, х, л4, Л ,-; и л-,; нрисоединены измерительные приборы HI, /Tj, Пу и диференпиальные реле PI и Pj. Прибор П выполнен в виде обычного электродинамического или ферродинамического однофазного ваттметра, а приборы Яа и Яд-в виде двухсистемных ваттметров (фиг. 2).

Генераторы, получающие возбуждение от шин с измеряемым током, служат . для питания цепей подвижных рамок измерительных приборов, а вспомогательные генераторы с постоянными магнитами - для питания обмоток возбуждения приборов. Для того, чтобы показания приборов не зависели от скорости врашения генераторов, в их цепь введены индуктивности лр, XD... Аб, изменяющие свое сопротивление нропорциопально частоте. При таких условиях показания приборов будут пропорциональны токам Б тинах, в частности прибор П будет измерять общий ток / в шине С, прибор Яд - сумму токов в шиних, подводяпгих ток 4 к электроду Qj, и прибор я, - разность токов в шинах после электрода Qj и после электрода Q,, т. е. ток 4 подводи.мый к электроду Q,. Так как при раздельном вра1цении систем генераторов /i, 4 4 и 4, 4 а неизбежны колебания сдвига фаз между генерируемыми ими токами, в предлагаемом устройстве в отличие от устройства по авторскому свидетельству № 48818 применены приборы, выполненные в виде электрически не связанных измерительных систем, подвижные части каждого из которых укреплены на общей оси.

Для осуществления автоматического регулирования равномерности токов в электродах ванн два реле - Я и Р„. Отличие их от описанных в авторском свидетельстве № 48818 заключается в том, что они имеют не одну, а три подвижных катушки /, /г., и /г, укрепленные на одной общей оси, к которой прикреплен рычаг с контактным наконечником, при повороте оси .ий один из ДВУХ неподвижных контактов. Катушки помепгсны в зазорах электромагнитов /,, т., и wj,, которые питаются от геператоров/о, 4 и 4 и могут заменить собой индуктивности ль Л;, и л,. Если необходимо равномерное распределение токов между электродами Qi, Q, и Q-, и обмотка / реле Pj состоит из п витков, то обмотки 2 и должны иметь одинаковое число витков, в сумме равное 1,5 п; направление токов в

обмотках 2 и k должно быть одинаковым и противоположным направлению тока в обмотке k. В реле Р.,, аналогично, если обмотка k состоит из п витков, обмотки Аз и /гз с равным числом витков в сумме должны иметь Зд витков. Направление токов такое же, как и в обмотках реле PJ. При таком устройстве, в случае неравенства токов в электродах (2 и Qa. рычаги реле Pj и Р. замкнут цепи исполнительных реле и приведут в действие реверсивные двигатели, перемещающие электроды Qz и (Зз- Это перемещение будет продолжаться до тех пор, пока не отрегулируется равномерное распределение тока между всеми электродами. Положение электрода Q автоматически не регулируется; он устанавливается в соответствии с заданным режимом ванн.

На схеме фиг. 1 указан следующий комплект приборов на каждую ванну: шесть генераторов /j, /,, з, 4- k и k, два прибора Я и /7, и два реле Pj и Р. Кроме этого добавляются генераторы /о и /о с прибором /7i, общие для всех ванн. Однако, при осуществлении автоматического регулирования но указанной на фиг. 1 схеме, необходимость в нриборах j и /7з отпадает, так как ток каждого электрода может быть определен по показаниям общего для всех ванн прибора путем деления на три.

На фиг. 3 помещена более детальная схема расположения частей предлагаемого устройства по одну сторону ванны. Обозначения те же, что и на фиг. 1. Так как генераторы предназначены исключительно для измерительных целей и будут иметь небольшую мощность, а следовательно и размеры, их якоря, так же как и якорь двигателя, могут быть помещены в герметически закрытую гильзу или трубу из немагнитного материала диаметром около 75 мм и длиной не более 1,5-1,6 м. На эту трубу могут быть надеты сердечники

M и Му (фиг. 3) и постоянный магнит М. Для удобства монтажа генераторов и контроля врапдающихся частей в процессе эксплоатации в гильзах могут быть сделаны отверстия. При такой конструкции все вращающиеся части будут освобождены от попадания пыли, влаги и защищены от механических повреждений, благодаря чему будет достигнута полная надежность устройства.

Предмет изобретения.

1.Видоизменение устройства по авторскому свидетельству .№ 4S818 для измерения токов больщой силы, например, в электролитических ваннах, при по.мощи диференциального измерительного прибора, об.мотки которого питаются от отдельных генераторов, укрепленных на общей оси, один из которых имеет независимое возбуждение, а возбуждение остальных осуществлено измеряемыми токами в различных участках установки таким образом, что показания прибора зависят от суммы или разности измеряемых токов,,отличающееся тем, что, с целью устранения влияния несовпадения по фазе сравниваемых токов в том случае, когда питание прибора осуществлено от нескольких независимых групп генераторов, установленных в различных местах питающей установку сети, диференциальный прибор выполнен в виде двух или больщего числа укрепленных на общей оси и электрически не связанных измерительных систем, каждая из которых предназначена для питания от отдельной группы генераторов.

2.Применение устройства по п. 1 для автоматического регулирования силы тока в электролитических ваннах путем замены измерительного прибора диференциальным реле, включенным таким образом, чтобы его срабатывание происходило при Hapvщении равновесия токов в его обмотках.

к зависимому авторскому свидетельству Н. С. Добротворского и С. С. Добротворского

№ 51476

фиг.1