Устройство для перемагничивания магнитопроводов электрических машин Советский патент 1981 года по МПК H02K15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ МАШИН МАГ {ИТОПРОВОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

Изобретение относится к электриче ким машинам и предназначено для использования при магнитных измерениях в частности при измерении магнитных свойств (например, магнитных потерь) магнитопровода электрических машин в режиме перемагничивания круговым вращающимся трехфазным полем, обеспечивающим синусоидальную форму магнитной индукции. Известны устройства для перемагни чивания сердечника статора с генератором электромашинного типа в качест ве источника тока намагничивания fl 1 и 2. Недостатком данных устройств с ге нератором электромаомнного типа в качестве источника тока намагничивания является наличие искажения напряжения на намагничивающей обмотке при перемагничивании сердечника статора из-за нелинейного характера зависимости магнитной индукции от наопяженности поля, что приводит к искажению в последнем синусоидальной форнь: кривой магнитной индукции. Другим недостатком данных устройств является нестабильность сдвига потоков фаз друг относительно друга, равного }20°, нестабильности питающей сети по данному параметру, а также аг1изотропин магнитных свойств магнитопровода и неточности установки соосности статора и ротора при измерениях. Известно устройство для перемагничивания сердечника статора электрических машин в процессе измерения магнитных потерь, включающее калиброванный ротор с генератором электромашинлого типа в качестве источника тока намагш чивашгя З. Однако данное устройство не обеспечивает поддержание режима кругового вращающегося потока и синусоидальной формы магнитной индукции в испытуемом магнитопроводе двигателя ввиду непостоянства сдвига потоков фаз друг oJ-i/oc iTeitLiiO друга, равного 320. ; 6условлен; ого ьестабнлькостыо пита:ец.;-й сеги по данному паракетрЗ, акиьотропкей ма1- штяьгк: свойств магкито -;пог;ода, нзшгчне.- вариаций величины ваэх|;у)«ого зазора между калиброванны pti-j,:pc:, XT испытуемым :2ердечникои ста С1 онеш1ем расточки пакета о г щишндр ческой формы, коо-1дель й2Х случаях достигает а:. Данные обстоятельства .. каруте1{ию cи мйтpии нмwas нзмагнкчиаашдей обьдотки :-;эт за соэой нарушение равенплкгуд фазных значении магнит укрни и Ил простракстиенного :,: ЭТО 3 СВОЮ оче1)едь, приво™ .ЖО:КИ10 режИМа КруГОВОГО Сггося потока и форГйл результи f-ior: нндукцкн В стали се t/i-aropa. Искажение режима кр ;;;р 1ц;з;ои|;егося r n /i-im-Horo поток : результирующей магнитной ин3 сердечнике статора ограничи чность и воспроизводимость aiOE измерения потерь. олее б.кзкое к изобретению по с;-;ой суцьгостг и достигаемому га-гу устройстао для перемагня мах /гитопровода злектри ;--:;iMKbi,. содержащее пермеаа5;де ;арировакного ротора с ; i-iOK нзнаг;;кчиваюяцей и измери:.;; оомот:сами J расположенньЕми Е poi-oua. однофазный источник прецизионной формьц преоб ;c,nij гисла фаз, ;:оединеннь й с .l источником питания к вы . Б виде двух частей первая -.р::: -: г:од -ржит поспедозательно соедпгенные емкостной и управляемый ::.К1Т-ш ыт 1::езист1- вные элементы, а ,-:н - индуктивный и управляемый а .иинз й pe-iiiCTHBHue элементы первая и грйгья (рпзь измаликчивающей обмот1кл1счены через усилители лереме гока гара1шельно первому и вто3:.f,Tiahs-i резистивным элементам, эЕЛ -pisa намагничивающей обмотк ;;дкк,тЛта через усилитель перемен VL/K. К источнику напряжения, ;:-: усилители переменного тока :к.нчег;ы г.Губокой отрицательной сюратнсй свизыо, подсоединенной к со отзетствующик фазам измерительной об iGfKH, 7П::а блока сравнения, к первом з;;ол, nepisnro блока сравнения подсо дин :К ;7 ;рвая фаза измерительной об . ; первому входузторого бло 76 4 ка сравнения подсоединена вторая фаза измерительной обмотки, выходы блоков сравнения через усилители рассогласования подсоединены к управляемым активкььм реэистивным элементам. Данное устройство позволяет получить трехфазное вращающееся поле с стабилизированнь сдвигом фаз в 120° Б заданном диапазоне частот и компенсировать нестабильность сдвига фаз от нестабильности частоты генератора и неCTa6 mbF ocTH импеданса фаз намагничивающей обмотки, что способствует поддерлсани;;; режима кругового вращающегося магнитного потока и иовьшению точности и воспроизводимости результатов измерения магнитных свойств магнитогфОЕОда электрических машин . Однако данное устройство обггадает недостаточной чуЕ.ствительностькз клонению величины doas от 120 в данном диапазоне частот. Это вызывает рзскажение формы трехфазного вращающегося поля, что приводит к увеличению погрешности измерения магнитных свойств магнитопротзода электрических машин. Цель изобретегГ-)Г- повьпуемие точности путем повьппения чувствительности к отклонению фазы от 20 намагничивающего устройс1Т-1а, предназначь f,ного для обеспечения синусоидальной формы магнитной ипдугалки при перемагничивании магнитс прсвода электрических Машин трехфагтным вращающимся fsoлем, в диапазоне до полей, близких к области технического насыщения, с постоянныг сдВ(:гом потоков фа, равным 120 . Указанная цель достигается тем, то в устройство введен суммиру ощий лок, а блоки сравнения выполнены в иде фазовьп: детегстсфов, измерительые обмотки подсоединены к входу сумирующего блока, а его кыход ко втоым входам блоков сраннетия, к треьему входу первого блоко сравнения подсоединена трет:.я фаза измерительой обмотки. Данное устройство позволяе т стаles в 1 20 илизировать сдвиг е о амплитуд в зданном диаиазоне астот и компенси):)овать нестабильность двига фаз и фазных ам; литуд потоков т нестабильности частоты генератора, также от нестабильности импеданса аз намагничивающей обмотки,что спообствует поддержанию режима круговоо вращающегося магнитного потока в

испытуемом магнитолроводе электрических машин.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства перемагничивания

Устройство содержит источник 1 питания (генератор), преобразователь числа фаз в виде двух цепей RC-uevib 2 и RL-цепь 3, три фазных усилителя 4-6, охваченных отрицательной обратной связью 7-9, .два усилителя,10 и И рассогласования, две схемы 12 и 13 сравнения, магнитопровод ротора 14 с фазными намагничивающими 5 и измерительными 6 обмотками и суммирую1к блок 17.

CooTliomeHHe между величинами сопротивлений резисторов R и X цепи 2

X - цепи

ч

R и X. цепи 3

модули комправно --. лексных сопротивлений цепи 2 и 3 рав ны между собой. Измерительные 16 и намагничивающие 15 обмотки уложены в одни и те же па.зы тарированного ротора 4.

При подаче напряжения с гс-нератора 1 на вторую фазу намагничивающей обмотки 15 со второй фазы измерительной обмотки 16 напряжение постуг ает на RC-цепь 2 и RL-цепь 3, создавая на входах усилителей 4 первой фазы и 6 третьей фаяы напряжение, отличное по фазе на 120 от напряжения второй фазы. Напряжение на выходе cy ;миpyю щего блока 17 равно нулю.

При изменении частоты генергтора из-за изменения импеданса фазных намагничивающих обмоток 15 наблюдается изменение комплексного сопротивления в цепях 2 и 3, импеданса фазных измерительных обмоток 16, изменение коэффициента деления RC-пепи 2 и RL-цепи 3. Это вызывает изменение фазового сдвига потоков фаз и соответственно вызывает разбаланс амплитуд напряжений на первой и третьей фазах измерительной обмотки 16 относительно второй фазы (соответственно и потоков индукции, что приводит к искажению синусоидальной формы магнитной и щукции и кругового вращающегося трехфаз- ного потока),

На выходе суммирующего блока возникает сигнал отличный от нуля. Сигналы первой и третьей фазы измерительных обмоток 6 поступают на фазовый детектоо 2, а со второй фазы измерительной обмотки на фазовый детектор 13, Фазовый детектор 12 вьщеляет

из сигнала суммируклдего блока 17 составляющую, совпадающую по фазе с разностью напряжентп первой и третьей фаз измерительной обмотки 16. Этот сигнал усиливается усилителем 10 и подается на нагревательный .элемент КС-цепи 2. Величина термосопротив- ления RC-цепи 2 изменяется до тех пор пока сигнал на выходе фазового детектора 2 не станет равным н/лю. Фазовьш детектор 13 выделяет из сигнала суммирующего бтюк 17 составляющую, совпадающ по по фазе с -напряжением втс рой fiiasbi. Этот сигнал усиливается уси лнтелем 11 и подается на нагревательнь-Гг элемент RL-цепи 3. Величина термосо ;ГОт;вления RL-цепи 3 изме;1яетс.ч, фазу в цепи третьей фпзп. Процесс протекает до тех пор пока с;;,иал на вьходе суммирующего блока i 7 не станет равным нулю, что

f

происходит при фаз О,

3

и 3/Д , г также равенстве амплитур первой, второй и третьей фа 3.

Полк ючение к измерительным обмоткам Ь суммирующего блока 17) подсоединение червой и третьей фат:.; измеffTejibHofi обмогки 16 к фазовом-./ деге,)у 12, а пторой фазы измерительксй 16 к фазовому детектоР -- кыгсгно гфе.цллгаемое устрсГ.етйо для перемагиич1:Баиия от извсс.ног.:, так как предлагаемое устройсгво более чувстпителтчо к уходу pasTiOv-.T:.: газ от величины угла, равного 1 20 , и оСтеспечр.вает режим кругового ращательног-о потока и синусоидальную форму индукции при перемагничнваняи магнитопровода вплоть до области приолижсмнон к области технического насьш с:;ия ста,аи магнитопровода за счет автоматического поддержании сдвига и.аз фазных обмоток 120 в заданном д;-;.1 азоне частот при изменении импеданса фазных о5;«;оток, сзязанко с с анк отуоппей свой-:тгз стали магнитопроБода и ..sapsjajiHefi ,чины воздушного зг ::ора ;-;е :ц-;- калисроваиныь( pOTopor-s и :{c,T;;TyeN bff-; м.гнитопроводом электродвигателя. Об€;спечен; е синусоидаль:-:ой формы г.;агкитиой индукции и режима кругового вращгющегсся потока позьоляет полысит;- то нссть и воспроизвод5-;.кссть рззульТИТОВ измере ния потерь в нагкитопроподе электри- ческнх машин

Формула изобретения

Устройство для перемагничивания магнитопроводов электрических машин, содержащее пермеаметр в виде тарированкого ротопа с трехфазной намагкичивэлщей и измерительной обмотками расположенными в пазах ротора, однофазный источник напряжения прецизионной фор}, преобразователь числа фаз, соединенный с однофазным источником питания и выполненным в виде дзух о;епей первая из которых содержит последовательно соединенные ем:Костной и управляемый активный резне тинные элементы, а вторая - индуктив;н-йй и управляемый активный резистнБ кые элементы, первая и третья фазы н :магничивающей обмотки подключены че:рез усилители переменного тока па раллельно первому и второму активным резистивным элементам, а вторая фаза намагнич;ивающей обмотки подсоединена через усилитель переменного тока к источнику HanpHMfeHHH, указанные, усилители переменного тока охаачен;Ь глубокой отрицательной обратной связью, подсоединенной к соответствуЮ11№1М фазам измерительной обмотки, два блока cpiiBHeHHHj к первому входу первого блока .сравнения подсоединена перва.я фаза измерительной обмотки, а

к первому входу второго блока сравнения подсоединена вторая фаза измерительной обмотки, выходы блоков сравнения через усилители рассогласования подсоединены к упрабляемым активным резистивным элементам, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности путем повьппения Чувствительности к отклонению фазы, введен суммирующий блок, а блоки сравнения выполнены в виде фазовых детекторов, измерительные обмотки подсоединены к входу су1 1мирующего блока, а его выход ко вторым входам блоков сравнения, к третьему входу первого блока сравнения подсоединена третья фаза измерительной обмотки.

Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе

кл. Н 02 К 15/00, 1978.