Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины, преимущественно переменного тока Советский патент 1981 года по МПК G01K13/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО Изобретение относится к термометрии, а именно к измерению температуры обмоток электрических машин, находящихся непосредственно под нагруз кой. Известно устройство для измерения обмотки электрической машины преимущественно переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде одной из обмоток электрической машины, источник постоянного тока, измерительный трансформатор с дросселем, включенный в цепь термодатчика, измерительный прибор OJОднако известное устройство облад ет большими габаритами из-за наличия дросселя, выбираемого из условий допустимой индуктивности и требуемого значения измерительного тока, ко торый в 2-10 раз увеличивает габариты и .вес устройства в зависимости от подаваемого на обмотку напряжения. На1:более близким по технической сущности к предлаглемому является ус ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ройство для измерения температуры обмотки электрической машины преимущественно напряжения, содержащее термодатчик, выполненный в виде одной из обмоток электрической мащины, один вывод которого через общую точку соединения обмоток подключен к источнику постоянного тока, другой вывод термодатчика подключен через щунт к силовому проводу, к которому через последовательно включенную индуктивность подсоединен противоположный полюс источника постоянного тока, трансформатор постоянного тока, первичная обмотка которого через дроссель подключена параллельно шунту, а вторичные обмотки трансформатора постоянного тока через измерительный блок подсоединены к переменному резистору и сети переменного тока, а параллельно термодатчику включены через индуктивность конденсатор и измерительный прибор Г2. Однако известное устройство такжр 3 имеет значительны© габариты и инврционность, обусловленные наличием дро селя фильтря и ограниченного дрос селя, которые заиимйют 30-60% поппо го объема устройства в эалиеимости от СХИМЫ соадкиемня обмоток. Целью изобретения янляатся сш-швииа Hti©p,noHJtocTH при одловремекиом умеиьшамии габаритов, Эта цель достигайтся там, что ка дая индуктивность ипполлена в виде балансного трансформатора с уравнительным дросселем, при этом в кажду из двух обмоток бапансных транс форматоров, соединенных меладу собой параллельно и встречно включено по дополнительному конденсатору, общие точки соединения которых подсоединены к общей точке соединения обмоток электрической машины, а параллельно ковденсаторам цепи обмоток балансного трансформатора, включенного параллельно термодатчику через уравнительный дроссель и индикаторный прибор, подсоединен переменный резистор вторичной ц пи трансформатора постоянного тока. Кроме того, обмотки балансных трансформаторов выполнены на общей магнитной системе. На чертеже схематически представ лено предлагаемое устройство. . Устройство содер;кит обмотки I и 2 электрической машины, обмотку 3 электрической машины, служащую одновременно термодатчиком, шунт 4,об мотки 5 и 6 балансного трансформатора 7, уравнительньй дроссель 8, источник 9 постоянного тока, конденсаторы 10 и П, дроссель 12, тра форматор 13 постоянного тока, выпря мительный блок 14, переменный резистор 15, обмотки 16 и 17 балансного трансформатора 18, конденсатор 19 и 20, уравнительный дроссель 21, Индикаторный прибоо 22. Устройство работает следующим об разом-. От источника 9 постоянного тока в обмотку-термодатчик 3 электрической машины подается постоянный ток величиной до 3% от номинального ток нагрузки обмотки по цепочке: обмотк уравнительного дросселя 8, обмотки 5 и 6 балансного трансформатора 7, а также обмотка дросселя 12 и первичная обмотка трансформатора 13 по стоянного тока, параллельно которым подключен шунт 4 и обмртка-термодатчик 3 , Использование балансного трансформатора в сочетании с уравкиталькым дросселем позволяет полностью скомпенсировать постоянную составляющую магнитного потока а сердечнике балансного трансформатора 7 (т.е. габариты сердечника магнитной системы балансного трансформатора 7 определяются только по величине переменного тока) и уменьшить габариты узла эа11Ц1ТЫ более чем в 5 раз при одновременном уменьшении цепи индуктивности более чем в 2 раза. В магнитной системе уравнительного дросселя 8 постоянная составляющая магнитного потока также отсутствует так как число обмотки и ик магнитные потери равны между собой и направлены встречно. Следовательно, габариты уравнительного дросселя 8 и габариты балансного трансформатора 7 определяются, в основном, размерами обмоток. Величину тока, протекающего по обмотке-термодатчику 3, измеряют трансформатором 13 постоянного тока, вторичные обмотки которого через выпрямительное устройство 14 соединены с регулируемым резистором 15. Наличие -дросселя 12 ограничивает прохождение по первичной обмотке трансформатора 13 постоянного тока переменной составляющей тока и тока четных гармоник трансформатора 13, что способствует получению высокой точности измерения постоянного тока. Измерение падения напряжения постоянного тока на обмотке-термодатчике 3 производится компенсационным методом, т.е. путем сравнения с использованием индикаторного прибора напряжения на обмотке-термодатчике 3 с напряжением, снимаемым с регулируемого резистора 15, пропорциональным постоянному току в исследуемом объекте (термодатчике 3). Для осуществления сравнения падения напряжения постоянного тока на обмоткетермодатчике 3 с постоянным напряжением на регулируемом резисторе 15 параллельно обмотке-термодатчику 3 через обмотки 16 и 17 балансного трансформатора 18 подключены конденсаторы 19 и 20, т.е. напряжение на конденсаторах 19 и 20 равно падению напряжения на обмотке-термодатчике 3. 5 Для сравнения напряжения на конденсаторах 19 и 20 с постоянным напряжением Hia регулируемом резисторе 15, средний вншод последнего через индикаторный прибор 22 и сред НИИ вывод обмотки уравнительного дросселя 21 соединен с конденсаторами 19 и 20. При этом точность измерения напряжешя по компенсационному методу зависит только от порога чувствительности индикаторного прибора 22. Использованием балансного трансформатора 18 с встречно включенными обмотками 16 и 17 в сочетании с уравнительным дросселем 21 обеспечивается полная компенсация постоянной составляющей магнитного потока как в магнитном сердечнике трансформатора 18, так и в сердечни ке уравнительного дросселя 21, что исключает возможность возникновения явления намагничивания сердечника и более чем в 2 раза снижа,-;, ет габариты узла ограничения переменной составляющей тока в цепи индикаторного прибора 22 при измерении компенсационным и логометрическим методами. Ограничение переменной составляющей тока нагрузки в цепи индикаторного прибора 22 производитсй. ;е п мощью индуктивности уравнительного дросселя 21 и конденсаторов 19 и 20 которые в сочетании с обмотками 16 17 балансного трансформатора 18 образуют шестиплечную схему уравновешивания переменного тока. При уравновешивании падения напряжения на обмотке-термодатчике 3 напряжением на регулируемом резисторе 15 с помощью индикаторного при бора 22 происходит автоматическое деление падения напряжения на обмот ке 3 на величину постоянного тока, протекающего по ней. Выходной величиной этой делительной схемы является величина сопротивления регулируемого резистора 15. Для дальнейшего уменьшения габаритов предлагаемого устройства обмо ки 5 и 6 балансного трансформатора 7 и обмотки 16 и 17 балансного тран форматора 18 целесообразно располагать на одной магнитной системе, т. использовать в устройстве балансный трансформатор с двумя сдвоенными между собой обмотками. При этом для обеспечения высокой точности 84 измерения обмотки 16 и 17 выполнять из термостабильного материала, если измерение падения напряжения на обмотка-термодатчике производится не нулевым методом. Использование новых элементов балансных трансформаторов с уравнительными дросселями - выгодно отличает предложенное устройство от из Явстных, так как значительно (бо;1ее :чвм в 5 раз) уменьшаются габариты устройства, что делает его портативным. Предложенное устройство обладаг ет лучшими динамиче.скими характеристиками за счет снижения индуктивностей балансных трансформаторов и является более универсальным, так как обеспечивает измерение обмоток электрических машин без заметного увеличения габаритов, а также допускает использование в качестве балансных трансформаторов серийно изготовленные силовые и измерительные трансформаторы. При этом в устройстве полностью исключено намагничивание сердечников балансных трансформаторов и уравнительных дросселей, что обеспечивает высокую точность измерения температуры обмоток электрических машин как нулевым, так и компенсационно-мостовым и логометрическим методами. Кроме того, возможно выполнение общего балансного трансформатора с четырьмя обмотками, число витков которых попарно равно между , собой. Предлагаемое устройство снижает электроопасность обслуживания, так как обеспечивается многократное шунтирование обмоток балансных трансформаторов с общей точкой соединения обмоток электрической машины. Формула изобретения 1. Устройство для измерения температурЦ обмотки электрической машины преимущественно переменного тока, содержащее термодатчик, выполненный в виде одной 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 включенную индуктивность подсоединен противоположный полюс источника