УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ


RU (11) 2017091 (13) C1

(51) 5 G01K13/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1994.07.30 
(21) Регистрационный номер заявки: 4942746/10 
(22) Дата подачи заявки: 1991.04.03 
(45) Опубликовано: 1994.07.30 
(56) Аналоги изобретения: 1. Авторское свидетельство СССР N 1108337, кл. G 01K 13/08, 1984. 2. Авторское свидетельство СССР N 1126820, кл. G 01K 13/08, 1984. 
(71) Имя заявителя: Белорусская государственная сельскохозяйственная машиноиспытательная станция 
(72) Имя изобретателя: Ефимов А.Д.; Иванов Ю.К.; Лабко С.Л. 
(73) Имя патентообладателя: Ефимов Алексей Дмитриевич; Иванов Юрий Климович; Лабко Семен Леонидович 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ 

Использование: в термометрии. Сущность изобретения: устройство для измерения температуры обмотки электрической машины содержит обмотки термодатчика, источник постоянного тока, два фильтра низких частот, сумматор, измерительный прибор, два усилителя, источник управляющего напряжения, диодный ограничитель, четыре резистора и два конденсатора. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к термометрии, в частности к измерению температуры рабочей обмотки электрической машины или аппарата переменного тока, находящихся под напряжением.

Известно устройство для измерения превышения температуры обмотки [1], содержащее подключенные последовательно обмотку-термодатчик, блок введения постоянного измерительного тока и шунт. Параллельно шунту подключен блок измерения величины постоянного тока, а параллельно обмотке-термодатчику - блок измерения величины падения напряжения постоянного тока. Выходы блока измерения величины постоянного тока и блока измерения величины падения напряжения постоянного тока подключены к измерительному прибору (логометру).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерений вследствие влияния устройства на работу электрической машины: блок введения постоянного измерительного тока и шунт имеют конечное сопротивление для переменного тока нагрузки. Кроме того, для различных электрических машин необходимы различные шунты и требуется регулировка блока введения постоянного измерительного тока.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для измерения температуры обмотки электрической машины, описанное в [2].

Устройство содержит обмотку-термодатчик, источник постоянного тока, фильтр низкой частоты и измерительный прибор. Источник постоянного тока выполнен на базе усилителя, охваченного 100%-ми отрицательными обратными связями по постоянному и переменному току, что позволяет включить его непосредственно в рассечку фазы электрической машины или аппарата.

Недостатком данного устройства является искажение результата измерения на период завершения электромагнитных процессов, вызванных влиянием низкочастотных и высокочастотных сетевых помех.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем снижения влияния помех на результат измерения.

Цель достигается тем, что устройство для измерения температуры обмотки электрической машины, содержащее термодатчик в виде обмотки электрической машины, измерительный прибор, фильтр низкой частоты, источник управляющего напряжения, три резистора, два конденсатора, усилитель с независимым инвертирующим и неинвертирующим входами и диодный ограничитель, соединенный последовательно с термодатчиком, снабжено вторым усилителем с независимыми инвертирующим и неинвертирующим входами, сумматором, резистором и вторым и третьим фильтрами низких частот, подключенными входами к термодатчику, а выходами через сумматор - к первому входу измерительного прибора, второй вход которого подключен к выходу первого фильтра, при этом первый полюс диодного ограничителя соединен с инвертирующим входом первого усилителя, через первый резистор - с выходами второго усилителя и первым входом первого фильтра, через первый конденсатор - с выходом усилителя, а через второй конденсатор - с неинвертирующим входом усилителя, который через второй резистор соединен с выходом усилителя, второй полюс диодного ограничителя соединен с инвертирующим входом второго усилителя и вторым входом первого фильтра, а через третий резистор и последовательно соединенные источник управляющего напряжения и четвертый резистор соединен соответственно с выходом второго усилителя и неинвертирующим входом первого усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения температуры обмотки трехфазной электрической машины.

Устройство для измерения температуры обмотки электрической машины содержит обмотку-термодатчик 1, источник 2 постоянного тока, фильтры низких частот 3 и 6 с идентичными фазочастотными характеристиками, сумматор 4, измерительный прибор 5 (логометр), усилители 7 и 8, источник 9 управляющего напряжения, диодный ограничитель 10, резисторы 11-13, конденсаторы 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

По обмотке-термодатчику 1 протекает переменный ток (ток нагрузки электрической машины). Одновременно по обмотке-термодатчику 1 и обмоткам источника переменного напряжения (на чертеже не показаны) протекает постоянный ток источника 2 постоянного тока, величина которого не превышает 3% тока нагрузки. Протекающий постоянный ток создает на обмотке-термодатчике 1 падение напряжения, пропорциональное омическому сопротивлению термодатчика, которое выделяется фильтрами 3 и через сумматор 4 поступает на измерительный прибор 5. Одновременно с образцового резистора источника 2 постоянного тока фильтром 6 выделяется напряжение, пропорциональное величине протекающего по термодатчику постоянного тока, которое также поступает на измерительный прибор 5. Результат измерения, как частное от деления падения напряжения на обмотке-термодатчике 1 и напряжения, пропорционального протекающему по термодатчику постоянному току, представляет собой омическое сопротивление обмотки-термодатчика 1, соответствующее температуре обмотки электрической машины и регистрируемое измерительным прибором 5 (логометром). Измерительный прибор 5 осуществляет измерение отношения двух постоянных напряжений, падения напряжения на термодатчике 1 и напряжения, пропорционального протекающему по термодатчику 1 постоянному току.

При наличии в питающей сети источника помех (например, источник, генерирующий постоянный ток любой длительности и формы) действие помехи на результат измерения температуры существенно снижается. Измерительный прибор 5 зарегистрирует мгновенное значение температуры как частное от деления падения напряжения постоянного тока в обмотке электрической машины на постоянный ток, вызвавший это падение напряжения, вне зависимости от того, что является источником постоянного тока, источник 2 постоянного тока или источник помех.

Действие помехи снижается также благодаря выполнению источника 2 постоянного тока на базе двух усилителей. Действие импульсной помехи с широким частотным спектром не выводит усилитель 8 из линейного режима вследствие выполнения усилителя по схеме повторителя. Усилитель 7, задающий постоянный ток в обмотку электрической машины, для импульсных помех включен по схеме интегратора, что обеспечивает помехоустойчивость.

По постоянному току усилитель 7 охвачен 100%-ной обратной связью посредством резистора 11, что превышает источник 2 постоянного тока в генератор постоянного тока. При этом на образцовом резисторе 13 поддерживается напряжение, равное напряжению, поступающему на неинвертирующий вход усилителя 7 от источника управляющему напряжения 9 через резистор 14. Постоянное напряжение на инвертирующем входе усилителя 7 равно его выходному напряжению вследствие того, что величина сопротивления резистора 11 много меньше входного сопротивления усилителя. При этом баланс наступает только при условии, что напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах усилителя 7 равны. В свою очередь, для этого необходимо, чтобы напряжения источника 9 равнялось падению напряжения на резисторе 13.

Постоянный ток протекает по цепи: резистор 13, обмотка-термодатчик 1, обмотка источника переменного напряжения (на чертеже не показана), усилитель 8. Величина постоянного тока не зависит от сопротивления обмотки электрической машины, обмотки источника переменного напряжения, других потребителей электроэнергии, подключенных к данной сети.

Усилитель 8 с большим коэффициентом усиления по току, охваченный отрицательной обратной связью на частоте питающей сети посредством конденсатора 16 и соединения его инвертирующего входа с выходом через резистор 13, представляет собой повторитель напряжения. Особенностью такой схемы является свойство умножения емкости, т.е. для переменного тока нагрузки электрической машины источник 2 постоянного тока представляет собой емкость величиной С = КС18, где К - коэффициент усиления по току усилителя 8; С18 - емкость конденсатора 18. Практически такая схема обеспечивает нулевое сопротивление источника 2 переменному току сети. Резистор 14 и конденсатор 15 обеспечивают развязку входных цепей усилителя 7 по постоянному току. Диодный ограничитель 10 предназначен для защиты источника 2 от перегрузок, например, при пуске электрической машины, когда пусковой ток превышает максимально возможный выходной ток усилителя 8. По окончании пуска диодный ограничитель 10 не влияет на характеристики схемы, так как в линейном режиме напряжение на выходе источника 2 не превышает напряжения отпирания диодов. То есть, напряжение на диодах существенно меньше напряжения их отпирания и ток через диодный ограничитель 10 не протекает. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащее термодатчик в виде обмотки электрической машины, подключенной выводами к соответствующим фазам (кроме первой), переменного тока, усилитель, первый, второй и третий резисторы, первый и второй конденсаторы, источник управляющего напряжения, измерительный прибор, фильтр низких частот, выполненный с возможностью подключения к выводам обмотки электрической машины и диодный ограничитель в виде параллельно соединенных диодов во встречном включении, выполненный с возможностью подключения первым выводом к обмотке электрической машины, при этом выход усилителя через последовательно соединенные первый резистор и первый конденсатор подключен к инвертирующему входу усилителя, соединенного неинвертирующим входом через второй резистор с первым выводом источника управляющего напряжения, подключенного вторым выводом к первому выводу диодного ограничителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены второй усилитель, второй фильтр низких частот, выполненный с возможностью подключения к выводам обмотки электрической машины, третий фильтр низких частот, сумматор и четвертый резистор, включенный между выходом второго усилителя и инвертирующим входом первого усилителя, соединенным с выходом первого усилителя через второй конденсатор, при этом второй вывод первого резистора соединен с неинвертирующим входом второго усилителя, подключенного выходом к своему инвертирующему входу через третий резистор, соединенный вторым выводом с первым выводом диодного ограничителя, подключенного вторым выводом к первой фазе сети переменного тока, выполненной трехфазной, и к инвертирующему входу первого усилителя, выходы первого и второго фильтра низких частот соединены с соответствующими им входами сумматора, подключенного выходом к первому входу измерительного прибора, первый и второй выводы третьего резистора подключены к соответствующим входам третьего фильтра низких частот, соединенного выходом с вторым входом измерительного прибора.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru