(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ
1
Известно устройство для измерения постоянной времени вихревых токов электрической машины постоянного тока, содержащее измеритель тока обмотки возбуждения при ее отключении от сети 1.
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения и автоматического допускового контроля постоянной времени вихревых токов магнитной системы электрической машины постоянного тока.
Недостаток известного устройства - малая точность определения постоянной времени.
Известно также устройство для измерения постоянной времени вихревых токов в магнитной системе электрической машины, содержащий блок коммутации, предназначенный для подключения к обмотке возбуждения, блок регистрации, блок задержки начала интегрирования, выход которого подключен к управляющему входу ключа, и интегратор, вход которого соединен с выходом ключа 2.
Однако известное устройство имеет недостаточную точность, поскольку при его реализации необходимо измерять и стабилизировать как ток обмотки возбуждения, так и ЭДС обмотки якоря, что увеличивает число па10раметров, влияющих на искомую величину TK и снижающих точность ее определения. Поскольку исследование машины производят при вращающемся роторе, то в применяемом сигнале
15 присутствует помеха, пропорциональная продольной гармонической фиксируемой величины, что также снижает точность.
20
Устройство не позволяет снять зависимость постоянной времени от тока возбуждения, что также снижает его функциональные возможности. Цель изобретения - повышение точ ности и .расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым интегратором и схемой сравнения, выход второго интегратора соединен со схемой сравнения, а его вход с выходом первого интегратора , и др гим входом схемы сравнения, выход которой подключен к второму управляющему входу ключа, вход ключа соединен с клеммой, предназначенной для подключения к обмотке возбуждения машины, а блок регистрации выпо ,нен в виде двухвходового время-импульсного преобразователя, к входам которого подключены выходы схемы сравнения и блок задержки. На фиг. 1 показана схема замещения-обмотки возбуждения; на фиг. 2 блок-схема устройства; на фиг. 3 временные диаграммы его работы. Устройство содержит буферный кас кад 1 (например масштабный усилитель) , вход которого является входо схемы, а выход через управляемый ключ 2, интеграторы 3 и t подключен к первому входу схемы сравнения 5. Второй вход схемы сравнения 5 поД ключен к выходу интегратора 3i а ее выход - к входу время-импульсного преобразователя 6 и управляющему входу ключа 2, соединенного с клеммой для подключения к обмотке возбуждения машины. Другой вход времяимпульсного преобразователя 6 и клю ча 2 подключен к выходу схемы задерж ки 7. На схеме замещения обмотки возбуждения обозначены коммутирующий элемент 8, напряжение питания обмотки возбуждения Uq, активное сопротивление этой обмотки Rtt, активное сопротивление эквивалентного контура вихревых токов Rj, индуктивность рассеяния 1, индуктивность намагничивания Lj, ток возбуждения ip,, ток намагничивания i., эквивалентный вихревой ток Лц. Зависимости ЭДС от времени E(t) соответствует позиция 9 а напряжениям интеграторов 3 и i - Ц/t) и U/t) соответственно позиции 10 и 11 Устройство работает следующим образом. Для определения постоянной времени вихревых токов Тц электрическую машину постоянного тока переводят в генераторный режим с независимым возбуждением. Затем отключают обмот ку возбуждения от сети, а скорость вращения |эотора поддерживают постоянной. После окончания горения дуги на контактах блока 8 при отключении обмоток возбуждения от сети Дифференциальное уравнение изменения тока и ЭДС обмотки возбуждения запишется, как (2) откуда ЭДС обмотки возбуждения f(0-,v. где Е - амплитудное значение ЭДС обмотки в момент окончания горения дуги Ьл1 После окончания горения дуги в течение времени t г производятся операции: интегрирования и двойного интегрирования E(t). Время задержки t устанавливается больше времени горения дуги. Через время tjf выходной сигнал схемы задержки 7 запускает время-импульсный преобразователь 6;открывает ключ 2, а интеграторы 3 и интегрируют напряжение E(t). В момент времени t, когда напряжения и и и равны, выходной сигнал схемы сравнения 5 останавливает время-импульсный преобразователь б и закрывает ключ 2. Искомая постоянная времени Т определяется по уравнению iu.H/() r, где Ср, - постоянная времени интегратора 4. Как видно из уравнения (1), в результат преобразования не входят t, следовательно, для точного определения постоянной времени вихревых токов не требуется жесткая стабилизация этих параметров. Допускобый контроль Тц таким образом осуществляется автоматически путем сравнения t, с граничными значениями допуска. Определение Тц. по уравнению (1) может осуществляться методом перебо ра, по графику решения этого уравнения или|; автоматически, если выход время-импульсного преобразователя 6 подключить на вход вычислительного устройства, в алгоритм которого заложено уравнение (1). Погрешность преобразователей, реализующих данный метод, соответст вует погрешности современных pиpykэщиx приборов постоянного тока и определяется десятыми-сотыми долями процента. В связи с тем, что в процессе преобразования сравниваются две интегральные функции от исследУемог процесса, предлагаемое устройство обладает повышенной помехоустойчивостью. Независимость результата преобра зования от величины задержки начала преобразования относительно начала переходного процесса при Т, const позволяет применить данное устройст во для исследования функций Т| f(t), причем эти исследования легко автоматизируются. Гарантия того, что определение постоянной времени Т, производится на линейном участке кривой, намагни чивания машины определяется соответ ствующей установкой величины тока возбуждения. Следует отметить, что далеко не всегда требуется определя постоянную времени Т на линейной части кривой намагничивания. Так при релейных и импульсных способах регулирования тока возбуждения маши ны эту постоянную определяют на раб чем участке кривой намагничивания машины, который в большинстве случаев расположен на ее нелинейной части. В известных устройствах для определения постоянной времени вихревых токов, соответствующей нелинейной кривой намагничивания машины, используются осциллографиче кие и графоаналитические операции, недостатки которых известны. Предложенное устройство исключает эти недостатки и позволяет автоматизировать весь процесс преобразования. При малых задержках и постоянных времени интегрирования относительно 3 длительности переходного процесса постоянная времени определяется на начальном участке этого процесса. При малых задержках и постоянных времени интегрирования, сравнимых с длительностью исследуемого переходного процесса, определяется усредненная постоянная времени аналогичная по физической сущности постоянной, определяемой известным устройством. При малых постоянных времени и регулируемой задержке может быть снята характеристика Т, (t) а, если изменять ток возбуждения, то имеется возможность снять семейство характеристик Тц (1д t), Таким образом, устройство, наряду с повышенной точностью, обладает более широкими функциональными возможностями. Формула изобретения Устройство для измерения постоянной времени вихревых токов в магнитной системе электрической машины, содержащее блок коммутации, предназначенный для подключения к обмотке возбуждения, блок регистрации, блок задержки начала интегрирования, выход которого подключен к управляющему входу ключа, и интегратор, вход которого соединен с выходом ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено вторым интегратором и схемой сравнения, выход второго интегратора соединен со схемой сравнения, а его выход - с выходом первого интегратора и другим входом схемы сравнения, выход которой подключен к второму управляющему входу ключа, вход ключа соединен с клеммой, предназначенной для подключения к обмотке возбуждения машины, а блок регистрации выполнен в виде двухвходового времяимпульсного преобразователя, к входам которого подключены выходы схемы сравнения и блока задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Японии № k8-267S(, кл. 001 И 27/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 157729, кл. Н 02 К 15/00, 19б2.
Кб
8
LO
