Изобретение относится к исследова нию (моделирования несинусоидальных) электромагнитных процессов в мощных электротехнических устройствах, например трансформаторах, работающих при несинусоидальных кривых тока и . напряжения, а также при одновременном подмагничивании постоянной составляющей. Известны устройства для испытания силовых трансформаторов, co epжaщиe намагничивающую и измерительную обмотки на испытуемом образце, ваттметр токовая обнотка которого включена последовательно с намагничивающей обмот кой, а обмотка напряжения подключена параллельно измерительной обмотке и блоку интегрирования П . Недостатками этих устройств являются: отсутствие формирователя несинусоидальности и постоянной составлякицей тока, невозможность создания и осуществления регулировки коэффициента несинусоидальности возбуждающего тока и постоянной составляющей, отсутствие специальной обмоткиj бифилярно вмотанной с параллелями на- магничивающей обмотки, невозможность выполнения исследования в опытах короткого замыкания (К З) и холостого хода (XX). Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является устройство, содержащее регулируемый источник синусоидальной ЭДС, намагничивающую обмо1ку исследуемого образца, безындуктивный шунт, регистрирующие приборы, намагничивакядую и измерительную обмотки и блок управляемых тиристоров с импульсным генератором 2. Недостатками этого изобретения являются малая проходная мощность, невозможность осуществления регулировки формы кривой при фиксированном угле зажигания тиристоров (что необходимо при физическом моделировании несинусоидального электромагнитного
поля, удельных и суммарных добавочных потерь в элементах конструкции); невозможность измерения нагрева, удельных и суммарных добавочных потерь в узлах исследуемой модели силового электротехнического оборудования, например силового трансформатора, тиристоры при включении параллельно выходят из строя из-за-неравномерного распределения по ним тока.
Цель изобретения - повышение точности измерения.
Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее регулируемый источник синусоидальной ЭДС, соединенный с намагничивающей обмоткой иссле{дуемого образца, безындуктивный шунт, регистрирующие приборы, включенные по следовательно в цепь между упомянутыми источником ЭДС и намагничивающей обмоткой, блок управляемых тиристоров с импульсным генератором, включенных в рассечку цепи между источником ЭДС, и намагничивающей обмоткой, введены блок индуктивно связанных уравнительных реакторов, моделирующий блок, дополнительная измерительная обмотка, магйитосвязанная с моделирующим блоком и расположенная бифилярно намагни чивающей обмотке, интегрирующий блок, сумматор и усилители напряжения, вклю чению между интегрирующим блоком и сумматором, при этом блок индуктивно связанных уравнительных реакторов включен между источником ЭДС и блоком управляемых тиристоров, а модеширующий блок включен между намагничивающей обмоткой и блоком управляемых тиристоров. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит источник 1 синусоидального напряжения, к которому подключен промежуточный трансформатор 2. К вторичной обмотке трансфор.матора 2 последовательно подключены блок 3 индуктивно связанных уравнительных реакторов, блок 4 управляемых тиристоров, моделирующий блок 5, безыняуктивный шунт 6, намагничивающая обмотка 7 физической модели исследуемого объекта 8, например модели силового трансформатора, амперметр 9 и ваттметр 10, измерительная обмотка 1I, измерительная обмотка 12 интегрирующий блок 13, усилители 14 и 15 напряжения, сумматор 1,6, генератор 17 импульсов, вольтметр 18 дей ствующих значений и вольтм(гтр 19 маг
нитоэлектрической системы, вольметр 20 средних значений. Анализатор 21 гармоник, шлейфовый осциллограф 22, термопары 23, магнитная система 24.
Устройство работает следующим об- разрм.
От источника 1 переменного напряжения и регулируемой частоты через промежуточный трансформатор 2, блок уравнительных реакторов, блок 4, моделирующий блок 5 на первичную обмотку 7 испытуемого объекта 8 подается напряжение, изменяющееся во времени с модельной увеличенной частоой. Частота источника 1 переменного апряжения определяется исходя из асштабных коэффициентов, полученных З условий физического подобия электомагнитного поля и потерь в элеменах конструкции. Блок 3 уравнительных реакторов способствует одновременному зажиганию иристоров, соединенных параллельно в блоке 4 управляемых тиристоров, который служит формирователем несинусоидальностй и постоянной составляющей, и равномерному распределению тока. Генератором 17 импульсов устанавливается угол зажигания тиристоров блока 4, соответствующий требуемому гармоническому составу намагничивающего тока. Затем ручкой несинхронности генератора 17 импульсов вводится постоянная составляющая тока. Моделирующим блоком 5 осуществляется регулировка формы намагничивающего тока и величины реактивного сопротивления в цепи испытуемого объекта 8. Вторая измерительная обмотка 11 подключена к обмотке напряжения ваттметра 10. Ваттметром измеряются суммарные добавочные потери в элементах конструкции испытАгемого объекта. Амперметром 9 измеряют действующее значение намагничивающего тока. Измерительными приборами 18, 19 и 2 измеряются соответственно действующее значение падения переменной составляющей напряжения на безындуктивном шунте 6, постоянная составляющая напряжения и спектральный состав несииусоидального тока, протекающего в цепи обмотки 7. Шлейфовым осциллографом 22 измеряется термо-ЭДС термопар, установленных в элементах конструкции (на Чертеже не показаны) , по характеру 11зменепия которой определяются удельные потери и нагревы элементов конструкции. При этом измерительная обмотка 12 раскорочена, а измерительные приборы 13, 14, 15 и 16 отключены.
Работа устройства при исследовании объектов в опыте XX.
Исследуются поток в магнитной системе в зависимости от степени несинусоидальности и коэффициента формы, а также нагревы активной стали и удельные потери в ней.
От источника 1 переменного напряжения через промежуточный трансформатор 2, блок 3 уравнительных реакторов, блок 4 и моделирующий блок 5 на первичную обмотку 7 исследуемого объекта 8 подается напряжение, величина которого соответствует номинальной индукции в магнитной системе. Блок 3 уравнительных реакторов и блок 4, а также моделируклций блок 5 работают так, как и при работе в опыте КЗ. Генератором 17 импульсов устанавливается угол зажигания тиристоров, соответствующий требуемой несинусоидальности переменного тока и одновременном подмагничивании постоянной составляющей. Моделирующим блоком 5 выполняется регулировка формы намагниЬивающего тока и величины реактивногф сопротивления . в цепи исследуемого объекта. Измерительная обмотка И отключается, а измерительная обмотка 12 подключается к интегрирующему блоку 1 С выхода интегрирующего блока 13 напряжение, пропорциональное потоку в магнитной системе испытуемого объекта, подается на усилители 14 и 15. С усилителей 14 и 15 напряжение подается на сумматор 16, который дает величину, пропорциональную коэффициенту формьи По показаниям вольтметра 20 средних значений определяется величина потока в магнитной системе 24. Шлейфовым осциллографом 22 измеряется термо-ЭДС термопар 23, установленных в Магнитной системе 24.
Предлагаемое устрор1ство по сравнению, с известным имеет больший коэффициент использования, что дает значительный экономический эффект в народном хозяйстве и открывает широкие возможности при выполнении работ по физическому моделированию несияусоидальных электромагнитных процессов в электротехнич еских устройствах.
Использование устройства позволяет разработать уточненные методики инженерного расчета добавочш-лх потерь в узлах, работающих в периодических несинусоидальных электромагнитных полях и одновременном подмагничивании постоянным полем, что позволяет уменьшить металлоемкость и найти наиболее оптимальней вариант выполнения узлов проектируемых объектов.
Формула изобретения
IS
Устройство для измерения электромагнитных характеристик ферромагнитных материалов, содержащее регулируемый истоник синусоидальной ЭДС, соединенный с намагничивающей обмоткой исследуемого образца, безындуктивный шунт, регистрирующие приборы, включенные последовательно в цепь между
упомянутыми источником ЭДС и измерительной обмоткой, блок управляемых тиристоров с импульсным генератором, включенных в рассеЧку цепи между источником ЭДС и намагничивающей обмоткой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок индуктивно связанных уравнительных реакторов, моделирующий блок, дополнительная измерительная обмотка, магнитосвязанная с моделирующим блоком и расположенная бифилярно намагничивающей обмотке, интегрирующий блок, сумматор и усилители напряжения, вклк ченные между интегрирующим блоком и сумматором, при этом блок индуктивно связанных уравнительных реакторов включен между источником ЭДС и блоком управляемых тиристоров, а моделирующий блок включен между намагничивающей обмоткой и
блоком управляемых тиристоров.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 475574, кл. G 01 R 33/12, 07.12.73.
2. Авторское свидетельство СССР 389477, кл. G 01 R 33/12, 28.05.70.
