Калориметрический способ измерения потерь энергии Советский патент 1982 года по МПК G01R21/02 

(5«) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначен для измерения электрических и магнитных потерь энергии калориметрическим способом. Известен калориметрический способ измерения мощности электромагнитных потерь путем помещения испытуемого объекта (ферритового сердеч ника с намагничивающей обмоткой) в сосуд с калориметрической жидкост и теплоизоляционной оболочкой и непрерывного отвода тепла с помощью конденсатора, расположенного с зазо ром над поверхностью калориметрической жидкости. Об искомой величине судят по расходу протекающей через конденсатор воды и ее температурам на входе и выходе конденсатор Через намагничивающую обмотку пропу кают высокочастотный ток.,Измерения проводят в стационарном теплово режиме In. Недостатком способа является то что измеряются суммарные потери энергии в обмотке и в сердечнике. В данном способе невозможно раздельно определить электрические и магнитные потери. Кроме того, требование стационарного теплового режима усложняет способ, увеличивает время измерения. Известен также калориметрический способ измерения потерь энергии в объекте J21, состоящем из феррома нитного сердечника и охватывающей его намагничивающей обмотки, включающий помещение указанного объекта з адиабатный калориметр, пропускание по намагничивающей обмотке импульсного несинусоидального тока и изме- рение времени пропускания тока, измерение приращения средней температуры внутри адиабатного калориметра и вычисление потерь энергии по формуле ,..АГ ,,, РС А 3 где P - магнитные потери (потери от гистерезиса и вихревых токов). А - постоянная калориметра; йУ/Д-Ь - изменение среднего значения температуры калориметрической жидкости за время д1; 3 - действующее значение тока R - активное сопротивление об мотки. Недостатком является низкая точность при намагничивании объекта несинусоидальным током. Цель изобретения - повышение точ ности. Поставленная цель достигается тем, что в калориметрическом способе измерения потерь энергии в объекте, состоящем из ферромагнитного сердечника и охватывающей его на магничивающей обмотки, включающем помещение указанного объекта в адиа батный калориметр, пропускание по н магниЧивающей обмотки импульсного несинусоидального тока и измерение времени пропускания тока, измерение приращения средней температуры внут ри ад1 абатного калориметра, в адиабатный калориметр помещают первый нагреватель, представляющий собой обмотку, идентичную обмотке испытуемого объекта и соединенную с ней последовательно, после пропускания импульсного несинусоидального тока и измерений, первый нагреватель отключают и, не вынимая его из калориметра , последовательно с намагничивающей обмоткой подключают нагреватель, находящийся вне калориметра и идентичный первому нагревателю, повторяют операции пропускания тока и измерений, причем в об их случаях пропускают одинаковые то ки .за равные промежутки времени, и вычисляют потери энергии по формуле.1 с.п.Гг %. где Wj. , WQ п - потери энергии в сердечнике и в нам гничивающей обмотк за один импульс; е.,©оприращения средней температуры в первом vt втором измерениях;постоянная системы калоримётр-испытуемый об.ъект; продолжительность пропускания тока; число импульсов тока в секунду; активные сопротивОБ и ления намагничивающей обмотки и нагревателя, измеренные на постоянном токе. Кроме того, систему калориметриспытуемый объект - нагревательохлаждают до темпера-туры окружающей среды. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реализации калориметрического способа измерения потерь энергии. Устройство содержит источник 1 питания, вольтметр 2, ваттметр 3 амперметр , первый нагреватель 5 первый ключ 6, второй нагреватель 7, второй ключ 8, испытуемый объект 9, намагничивающую обмотку 10, измерительные обмотки 11 и 12. Калориметрический способ измере-i ния потерь энергии реализуется следующим образом. В первом опыте в калориметр совместно с испь1туемым объектом помег щен нагреватель 5. образующий с; намагничивающей обмоткой 10 последовательную электрическую цепь, которая подключена к источнику 1 питания. Нагреватель 5 представляет собой обмотку, полностью идентичную обмотке испытуемого объекта, но не содержащую внутри ферромагнитного сердечника. Обмотка наматывается либо на каркас, либо на диэлектрический немагнитный сердечник, идентичный по форме и размерам ферромагнитному сердечнику испытуемого объекта. По цепи пропускают переменный ток. При такой конструкции нагревателя его активное сопротивление изменяется в течение импульса (или периода) тока подобно изменению активного сопротивления намагничивающей обмотки, т.е. отношение этих сопротивлений есть величина постоянная и равная отношению сопротивлений, измеренных на постоянном токе. Затем 5 . измеряют cpe ;|нeё приращение температуры §, , системы и времени t опыта. Затем питание выключают, на греватель , находящийся в калоримет отключают или закорачивают и, не вынимая его из калориметра, последовательно с намагничивающей обмот кой включают второй нагреватель 7 имеющий точно такое же активное со противление, как и первый нагреватель 5. Электрическую цепь обмотка 10 - нагреватель 7 вновь подключаю к источнику 1 питания и пропускают такой же переменный ток, как и в п вом опыте, т.е. создается электром нитный режим, идентичный режиму в первом опыте. Продолжительности оп тов одинаковы. Измеряют приращение температуры Qr во втором опыте. Пос ле окончания первого опыта систему рекомендуется охладить до температуры окружающей среды. В этом случае точность измерений несколько повышается. Второй опыт возможно проводить без предварительного охлаждения системы. Потери энергии за один цикл перемагничивания (за один импульс переменного импульсного тока или за один период переменного периодического тока) опредеяяются последующим формулам:-, магнитные и электрические потери за один цикл перемаг ничивания; число импульсов тока в секунду; продолжительность пропускания тока; активное сопротивление на постоянном токе намагничизаюшей обмотки; активное сопротивление на постоянном токе нагревателя; постоянная системы калориметр-испытуемый объект, опре-, деленный как 9 где WrenA- выделившаяся внутри калориметра тепловая энергия; приращение средней температуры: в первом измерении; 6fl - приращение средней температуры во втором измерении. Использование предлагаемого способа измерения потерь энергии обеспечивает повышение точности за счет того, что не требуется .измерять активное сопротивление обмотки на переменном несинусоидальном токе и действую1щее значение этого тока, так как оно связано со значительными погрешностями. Формула изобретения 1. Калориметрический способ измерения потерь энергии в объекте, состоящем из ферромагнитного сердечника и охватывающей его намагничивающей обмотки, включающий помещение указанного объекта в адиабатный калориметр, пропускание по намагничивающей обмотке импульсного несинусоидального тока и измерение времени пропускания тока, измерение приращения средней температуры внутри адиабатного калориметра, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности, в адиабатный калориметр помещают первый нагреватель, представляющий собой обмотку, идентичную обмотке испытуемого объекта и соединенную с ней последовательно, после пропускания импульсного несинусоидального тока и измерений первый нагреватель отключают и, не вынимая его из калориметра, последовательно с намагничивающей обмоткой подключают второй нагреватель, находящийся вне калориметра и идентичный первому нагревателю, повторяют операции пропускания тока и измерений, причем в обоих случаях пропускают одинаковые токи за равные промежутки времени и вычисляют потери энергии по формуле .п.ПЧVr,:4)4-Fr. где , , - потери,энергии ь сердечнике и в намагничивающей обмотке за один импульс0, приращение средней температуры в первом и втором измерениях; с - постоянная системы калориметр-испытуемый объект; t - продолжительность пропускания тока; f - число импульсов тока в секунду; об н активные сопротивления намагничиваюgz8 щей обмотки и нагревателя, измеренные на постоянном токе. 2. Способ по п. 1, ртл.ичаю.щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, систему калориметриспытуемый o6iieKT-нагреватель охлаждают до температуры окружающей среды. Истоуники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №2630 0, кл. G 01 R 33/12, 2.Измерительная техника, 11, с. 30-32 (прототип).