Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины переменного тока Советский патент 1981 года по МПК G01K7/16 

3 первичная обмотка которого через дополнительный дроссель соединена с выводами шунта, а вторичная обмотка через выпрямитель - с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, резисторы, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с выпрямителем . Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры. Целью изобретения является повышение точности измерения температуры Поставленная цель достигается тем что в устройство введены ограничительный дроссель, дополнительный речистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпрямителя, ключ, включентшй параллельно вспомогательному резистору, дополнительная обмотка трансформато ра постоянного тока, соединенная через измерительный прибор с дополнительным источником напряжения, конденсаторы и- балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых, соединены с точкой соединени обмоток машины, причем второй вывод компенсирующей обмотки соединен с то кой соединения AonojniHTCJibHoro рези тора с выпрямителем и через последовательно соединеншяе конденсатор и резистор - с первым выводом ограничительного дросселя, второй вывод которого подключен к обмотке машины а второй вывод измерительной обмотк через второй конденсатор соединен соответственно с вторым выводом индикаторного прибора и через резисто с первым выводом ограничительного дросселя. Па чертеже представлена принципиальная схема устройства для измер ния температуры обмотки злектрической машины переменного тока. Устройство содержит обмотки 1,2 и 3 электрической машины переменног тока, причем обмотка-термодатчик 3 присоединена к силовому проводу электрической цепи через шунт 4. Па раллельно шунту 4 через дополнитель ный дроссель 5 присоединена первичная обмотка трансформатора постоянного тока 6. К общей точке соединен шунта 4 дополнительного дросселя 5 и силового провода электрической цепи через дроссель фильтра 7 при7соединеш.1 один из выводов источника постоянного тока 8, а другой вывод источника постоянного тока 8 соединен с общей точкой соединения обмоток 1,2 и 3 электрической машины. Дпя защиты источника прстояннсго тока. 8 от прохождения его по цепи переменного тока последний шунтирован емкостью фильтра 9. Вторичные обмотки трансформатора постоянного тока 6 через выпрямительное устройство 10 присоединены к двум идентичным, последовательно соединенным, резисторам, из которых один основной II, а другой дополнительны 12, и источнику йеременного тока 13. Параллельно дополнительному резистору 12 присоединен ключ I4. Трансформатор постоянного тока 6 снабжен дополнительной обмоткой 15, которая через измерительный прибор 16 подключена к источнику переменного напряжения 17. Измерительный прибор 16 защунтирован резистором 18. Параллельно обмотке-термодатчику 3 через ограничительньо дроссель 19, резистор 20 и второй конденсатор 21 подключена измерительная обмотка 22, а через резистор 23 и первый конденсатор 24 - компенсирующая обмотка 2.S балансного трансформатора 26. Индикаторный прибор 27 включен между выводом выпрямителя 10 и точкой соединения резистора 20 и конденсатора 21. Устройство работает следующим образом. От источника постоянного тока 8 в обмотку-термодатчик 3 электрической машины подается постоянный ток величиною до 3 от номинального тока обмотки по цепочке: обмотка дросселя фильтра 7, шунт 4 и обмотка термодатчик 3. Для измерения постоянного тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, параллельно шунту 4, дополнительный дроссель 5 подключена первичная.обмотка трансформатора постоянного тока 6. Наличие дополнительного дросселя 5 обеспечивает прохождение по первичной обмотке трансформатора 6 только постоянного тока и одновременно ограничивает величину тока четных гармоник в первичной обмотке трансформатора 6. Это способствует получению высокой точности измерения постоянного тока. Нагрузка вторичной цепи трансформатора постоянного тока вьпюлнена из двух идентичных резисторов: осно ного 1I и дополнительного 12. Измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке-термодатчике 3 производится нулевым методом, т.е. путем сравнения измеряемой величины с известной с использованием указателя нулевого уровня, например индикаторного прибора 27 или гальнанометра. В качестве известной величины в устройстве используется напряжение, снимаемое с основного резистора 11. Для сравнения падения напряжения на обмотке-термодатчике 3 с напряжением на основном резисторе 11 параллельно обмотке-термодатчи ку 3 через ограничительный дроссель 19 и резистор 20 подключают разделительный кодденсатор 21 и измеритель ную обмотку 22 балансного трансформатора 26. Таким образом, напряжение на разделительном конденсаторе 24 равно падению напряжения на обмотке термодатчика 3. Напряжение на разделительном конденсаторе 24 сравнивается с напряжением на основном резисторе II, изменение напряжения на котором производится дополнительной обмоткой 15. Работа трансформатора постоянного тока 6 основывается на законе уравновешивания ампервитков в сердечнике, следовательно, ток во вторичной обмотке трансформатора 6 строго пропорционален результирующему току первичной обмотки и обмотки 15, т.е. изменением тока в. обмотке 15 обеспечивается пропорциональное изменени тока во вторичной цепи трансформатор постоянного тока при -гальванической развязке между цепями. Обмотка уравновешивания 15 через измерительный прибор 16 присоединена к источнику постоянного напряжения. Если величина резистора 18 выбрана обратно пропорциональной коэффициенту передач между вторичной обмоткой и обмоткой уравновешивания трансформатора посто янного тока 6, то изменение напряжения на резисторе 18 соответствует изменению напряжения на основном рёзистор(е 11. Определение тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, производится с помощью дополнительной обмотки уравновешивания 15 дополнительного резистора 12 и ключа 14. При этом фиксируют показания (гальванометра) индикаторного прибора 27. При отсут- 776 ствии тока в обмотке уравновешивания 15 переводом ключа 14 в рагчомкнутое состояние увеличивают сопротивле11ие нагрузки вторичной цепи трансформатоРз постоянного тока 6 (при равенстве значений сопротивления резистора 1I и 12) в два раза. Изменением величины тока обмотки уравновешивания 15 добиваются показаний индикаторного прибора 27, соответствующих показаниям при замкнутом ключе 14 и отсутствию тока в обмотке уравновешивания 15. Измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке-термодатчике 3 производится аналогичным способом но при нулевом показании индикаторного прибора 27. Сопротивление обмотки-термодатчика 3 или ее превьш1ение относительно заданного уровня находят по отношению указанных напряжений. где Do - значения напряжения на розисторе 1 при измерении напряженияJ и - значение напряжения на резисторе II при измерении тока п - коэффициент передачи по току гпт - , первичной обмотки трансфор - матора постоянного тока 6. При этом точность измерения сопротивления зависит только от чувствительности индикаторного 27 и измерительного 16 приборов. Измерение падения напряжения на обмотке 3 нулевым способом возможно только при условии отсутствия в цепи индикаторного прибора 27 переменной составляющей тока. Ограничение переменной составляющей тока в цепи канала измерения напряжения осуществляется ограничительным дросселем 19. Полная компенсация переменной составляющей производится с помощью балансного трансформатора 26, измерительная 22 и компенсирующая 23 обмотки которого вместе с последовательно включенным в цепь каждой обмотки конденсатором 21,24 и резисторами 23 и 20 образуют симметричную мостовую схему уравновешивания переменного тока с взаимоиндуктивной связью, условие равновесия которой определяется пропорциональным отношением числа витков оботок 22 и 25 балансного трансформатора 26 к величине сопротивления резисторов 20 и 23. Измерительная 22 и кo a eнcиpyющaя 25 обмотки балансн го трансформатора 26 вьтолнены бифи парным способом. Для полного уравно вешивания мостовой схемы резистор 23 может быть выполнен переменным. Использова1тем симметричной мост вой схемы уравновешивания с тесной индуктивной связью для-компенсации переменного напряжения в канале измерения напряжения обеспечивается нечувствительностью устройства к пе .реходным процессам в цепи питания обмотки исследуемой машины. Использование балансного трансформатора, разделительных конденсаторов и дополнительной обмотки урав новешивания трансформатора постоянного тока, подключаемой через измерительный прибор к.источнику постоя ного напряжения, позволяет повысить точность измерения температуры, быстродействие и помехозащищенность устройства за счет снижения чувствительности устройства к переходным процессам в электрической цепи и исследуемой электрической машины ка гармо1гаческого, так и аппериодического характера. Формула изобретения . Устройство для измерения темпера туры обмотки электрической машины переменного тока, содержащее термод чик выполненный в виде обмотки машины, один вывод которой через шунт .соединен с силовым проводом, источник постоянного тока, подключенный через дроссель фильтра к силовому проводу и точке соединения обмоток машины, трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого че рез дополнительный дроссель соедине на с выводами шунта, а вторичная об мотка через выпрямитель - с сетью переменного тока и первым выводом основного резистора, индикаторный прибор, соединенный одним выводом с вьтрямителем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры, в него введены ограничительный дроссель, дополнительный резистор, подключенный к второму выводу основного резистора и выводу выпрямителя, ключ, включенный парапл.ельно дополнительному резистору, дополнительная обмотка трансформатора постоянного тока, соединенная через измерительШ)1Й прибор с дополнительным источником напряжения, два конденсатора, два резистора и балансный трансформатор с измерительной и компенсирующей обмотками, первые выводы которых соединены с точкой соединения обмоток машины, причем второй вывод компенсирующей обмотки соединен с точкой соединения дополнительного резистора с выпрямителем и через последовательно соединенные первый конденсатор и резистор - с первьм выводом ограничительного дросселя, второй вывод коаорого подключен к обмотке машины, а второй вывод измерительной обмотки через второй конденсатор соединен соответственно с вторым выводом индикаторного прибора и через резистор - с первым выводом ограничительного дросселя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 600.655, кл. 6 01 К 7/16, 1976, 2.Авторское свидетельство СССР № 569878, кл. Q 01 К 13/08, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 596838, кл, а 01 К , 13/08, 1976 (прототип).