Устройство для измерения темпе-РАТуРы ОбМОТКи элЕКТРичЕСКОй МАши-Ны пРЕиМущЕСТВЕННО пЕРЕМЕННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК G01K13/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ MAIJHHH ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к термометрии, а именно к измерению температуры обмотки электрической Мешшны перемеиного тока, находящейся под нагрузкой. Известно.устройство для измерения температуры обмотки электрической машины преимущественно переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде одной из обмоток электрической машины, источник постоянно го тока с дросселем фильтра, трансформатор и измерительный прибор С Однако известное устройство не об ладает требуемой точностью измерения из-за необходимости установки на обмотке-термодатчике чувствительного к температуре резистора, что представляет собой и технологическую сложность. Кроме того, устройство имеет большое сопротивление как постоянном так и переменному току первичной обмотки трансформатора, значительная величина которого вызывает изменение теплового режима электрической машины. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство дйя измерения температуры об мотки электрической машины преимущественно переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде од - ной из обмоток электрической машины, один вывод которого через общую точку соединения обмоток подключен к источнику постоянного тока, другой вывод термодатчика подключен через шунт к силовому проводу, к которому через последовательно включенный дроссель фильтра подключен противоположный полюс источника постоянного тока, трансформатор постоянно го ока, первичная обмотка которого через второй дроссель подключена параллельно шунту, а вторичные обмотки трансформатора через выпрямительное устройство подсоединены к переменному резистору и сети переменного тока, и при этом параллельно термодатчику включены последовательно соединенные ограничительный дроссель, резистор и индикаторный прибор 2 . Однако известное устройство не обладает требуемой точностью измерения из-за температурной нестабильности сопротивления обмотки ограничительного дросселя и явления намагничивания постоянным током. Цель изобретения - повышение точности измерения, для чего в устройство дополнительно введены разделительные конденсаторы, а ограничительный дроссель снабжен дополнительным выводом в основной обмотке и компенсирующей обмоткой. Один из выводов которой присоединен к дополнительному выводу основной обмотки, а другой вывод через разделительный конденсатор и резистор подключен к общей точке соединения обмоток электрической машины, причем в цепь основной обмотки ограничительного дросселя последовательно включен второй paз.eлитeльный конденсатор, подсоединенный к источнику постоянного тока, а через резистор к второму выводу переменного резистора. При этом число витков комп€:нсирую цей обмотки равно числу витков части основной обмотки, ограниченной дополнительном выводом.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит обмотки 1 и 2 электрической машины, об1 ютку-термодатчик 3, шунт 4, трансформатор 5 постоянного тока, второй дроссель 6, дроссель 7 фильтра, источник 8 постоянного тока, емкость 9 фильтра, выпрямительное устройство 10, регулируег-ий резистор 11 источник 12 переменного тока, индикаторный прибор 1з, ограничительный дроссель 14, снабженный дополнительным выводом, компенсирующую обмотку 15, разделительны© конденсаторы 16 и 17 - резисторы 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

От источника 8 постоянного тока в обмотку-термодатчик 3 электрической машины подается постоянный ток величиною 1-3% от номинального тока нагрузки обмотки по цепочке: обмотка дросселя 7 фильтра, обмотка второго дросселя 6 и первичная обмотка трансформатора 5 постойнного тока, параллельно которьин подключен шунт 4, обмотка-термодатчик 3.

Наличие дросселя б обеспечивает прохождение по первичной обмотке трансформатора 5 постоянного тока только постоянного.тока и одновременн6 ограничивает величину тока четных гармоник в первичной обмотке трансфор матора 5, что способствует получению высокой точности измерения постоянного тока.

Величину тока протекаккдего по обмотке-термодатчику 3 измеряют трансформатором 5 постоянного тока, вторичные обмотки к.оторого через выпрямительное устройство 10 соединены с регулируемым резистором 11. Измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке-термодатчике 3 производится компенсационным методом, т. е. путем сравнения с эталонным напряжением дополнительного источника и с использованием индикаторного прибора

(гальванометра). В качестве эталонного напряжения в устройстве используется напряжение, снимаемое с регулируемого резистора 11 с использованием индикаторного прибора 13. Для осуществления сравнения падения напряжения постоянного тока на обмоткетермодатчике 3 с постоянньФ напряжением на регулируемом резисторе 11 параллельно обмотке-термодатчику 3, через резистор и основную обмотку ограничительного дросселя 14, подключен . конденсатор 16, т. е. напряжение на конденсаторе 16 равно падению напряжения на обмотке 3.

Напряжение на конденсаторе 16 сравнивается с постоянным напряжением на регулируемом резисторе 11. При этом точность измерения напряжения по компенсационному методу зависит только от порога чувствительности индикаторного прибора 13.

Компенсация переменной составляюще тока нагрузки в цепи индикаторного прибора 13 производится с помощью ком пенсируквдей обмотки 15 ограничительного дросселя 14. Величина переменной составляющей тока нагрузки определяется индуктивностью основной обмотки ограничительного дросселя 14. Так как число витков компенсирующей обмотки 15 и части основной обмотки ограничительного дросселя 14, ограниченное дополнительным выводом, равны между собой, то распределение переменной составляющей тока производится пропорционально величине их омическогх сопротивления. Следовательно, величиной сопротивления резистора 11 снижаем величину переменной составляющей тока в 1,0-10,0 раз по сравнению с величиной тока в компенсирующей обмотке 15 ограничительного дросселя 14, Полная компенсация переменной составляющей тока нагрузки в цепи индикаторного прибора 13 производится с помощью разделительного конденсатора 16 и резистора 19, параллельно которым через индикаторный прибор 13 подключено напряжение, снимаемое с регулируемого резистора 11.

Переменные составляющие напряжения на конденсаторе 16 и резисторе 19 находятся в противофазе. Так как величина и фаза переменной составлякчцей тока нагрузки определяются сопротивлением основной обмотки ограничительного дросселя 14, а компенсирующая обмотка 15 и дополнительная часть основной обмотки этого же ограничительного дросселя 14 имеют одинаковое количество витков и не вносят изменений в величину фазы переменной составляюдей тока нагрузки, то в цепи индикаторного прибора 13 обеспечивается полная компенсация переменной составляющей тока нагрузки. Так как работа трансформатора 5 постоянного тока основана на законе уравновешивания ампервитков в сердечнике, то вторичный ток трансформатора 5 строго, пропорционален току его первичной обмот ки. Трансформатор 5 постоянного тока сохраняет высокие метрологические характеристики при изменении омического сопротивления второй цепи регулируемого резистора 11 от нуля до критической величины. При этом выход ное напряжение на регулируемом резис торе 11 может быть любым в диапазоне от нуля ло 20 В при нестабильности больше указанного .значения, При условии уравновешивания падения напряжения на обмотке-термодатчике 3 напряжением на регулируемом резисторе 11 с помощью индикаторного прибора 13 (гальванометра), сопротив ление обмотки-термодатчика 3 можно выразить,через величину сопротивлени регулируемого резистора 11 где Rjjg - сопротивление обмотки-тер модатчика 3; ди.. - падение напряжения на обмотке-термодатчике 3; 1„ - величина постоянного тока в обмотке-термодатчике 3; R,, - сопротивление регулируемо го дросселя 11; п - коэффициент передачи тран сформатора 5, Таким образом, при условии уравновешивания происходит автоматическо деление напряжения на обмотке-термодатчике 3 на величину постоянного тока, протекающего по этой обмоткетермодатчику 3. Выходной величиной этой делительной схемы является вели чина сопротивления регулируемого резистора 11. Использование новых элементов разделительных коня енссторов, наличие компенсирующей обмотки в ограничительном дросселе, посредством которых обеспечивается измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке-термодатчике 3 компенсационным методом, значительно повышает точность измерения и уменьшает габариты устройства по сравнению с известным. Кроме того, предлагаемое устройство обладает лучшими динамическими характеристиками и является универсальным, так как допускает использование в качестве ограничительного дросселя серийных измерительных тран сформаторов напряжения, и обеспечива-, ет электробезопасность обслуживающего персонала, так как может осуществляться двухступенчатая гальваническая связь ограничительного дросселя с обгчей точкой соединения обмоток электрических машин. Формула изобретения 1. Уст1ройство для измерения температуры обмотки электрической машины преимущественно переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде одной из обмоток электрической машины, один вывод которого через об щую точку соединения обмоток подключен через шунт к силовому проводу, к которому через последовательно включенный дроссель фильтра подключен противоположный полюс источника постоянного тока, трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого через второй дроссель подключена параллельно шуиту, а его вторичные обмотки через выпрямительный блок подсоединены к переменному резистору и сети переменного тока, и при этом параллельно термодатчику включены последовательно соединенные ограничительный дроссель, резистор и индикаторный прибор, отличающееся тем, что, с целью пов лиения точности измерения в устройство дополнительно введены разделительные конденсатолмл, а ограничительный дроссель снабжен дополнительным выводом в основной обмотке и компенсирующей обмоткой, один из выводов которой присоединен к дополнительному выводу основной обмотки, а другой вывод через разделительный конденсатор и резистор подключен к общей точке соединения обмоток электрической маишны, причем в цепь основной обмотки ограничительного дросселя последовательно включен второй разделительный конденсатор, подсоединенный к источнику постоянного тока, а через резистор к второму выводу переменного резистора. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что число витков компенсирующей обмотки равно числу витков части основной обмотки, ограниченной дополннтельньм выводом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 609163, кл. Н 02 Н 5/04, 07.01.77. 2.Авторское свидетельство СССР К 596838, кл. С 01 К 13/08, 10.06.76 (прототип).

О ,