Способ определения гармоник магнитной индукции и датчик магнитного поля для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1404(р 4 С 01 к 33/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Ъ цтр У й орныи инсти.8)троение и эл1 2, Тех ни ка ктро,всех ромеханика,Эле 75. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАРМОНИК МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ И ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытаниям электрических машин (ЭМ) переменного тока. Способ определения гармоник магнитной индукции (МИ) реализован датчиком магнитного поля. Измерительную обмотку (ИО) из одина - ковых витков 1 разбивают на группы 2 по числу гармоник МИ. Количество витков в каждой группе равно (2 К+1)Й/ /Ъ, где К - О, 1,2, ,; 11 - порядковый номер гармоники; Г - полюсное деление ЭМ. Витки должны распоУ лагаться симметрично продольной осий0 0 . Располагают и закрепляют ИО на внутренней поверхности статора таким образом, чтобы контактные лепестки 3 витков находились за пределами магнитопровода статора, Шаг обмотки Ь =2 Ь где Ь, - ширина витка ИО. Рассчитывают значения коэффициентов избирательности групп витков К, и чувствительности витка К дляЬ Ь ,К зп 1 Я /зп 1 К 1 Ч2 о 12-1 =в 1 п --/1 --где Ы - число27 2 Г витков в группах. Формируют квадратную матрицу К;К;, ра змер ность ко- а торой равна числу гармоник, подлежа - щих определению в ЭМ. Вводят ЭМ в рабочий режим, выделяют сигнал с угловой частотой гармоник й,), Определяют амплитуды гармоник В; из решения матричного уравнения В=(1/Б ы ) К) х Е;, где Б - площадь витка ИО;К) - обратная матрица коэффициентов К Г; - матрица-столбец электро - ф движущей силы группы витков. Способ юр имеет повышенную точность измерений. р 2 с. и 1 з.п, ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к областииспытаний электрических машин переменного тока и предназначено для определения амплитуд пространственныхгармоник магнитной индукции, наблюдаемых, преимущественно, в воздушномзазоре этих машин.Цель изобретения - расшир.ение функ.циональных воэможностей и повышение 10точности измерений.На чертеже изображена измерительная обмотка и схема ее подключенияк измерительным приборам.Изеерительную обмотку, состоящую 15из одинаковых последовательно соединенных витков 1 разбивают на отдельные группы 2 витков (пунктиром вьделена одна группа). Число групп принимают равным числу гармоник магнитной индукции, которые наблюдаютсяв воздушном за.зоре электрической машины и амплитуды которых необходимоопределить. Количество витков в каждой группе принимают равным целой 25части числа, найденного по выражению(2 К+1)Тгде К=0,1,2,;С - полюсное деление основной гармоникиЬ., - шаг обмотки;- порядковый номер гармоники.Для основной гармоники Я =1)считают К=О, что позволяет разместитьвсю измерительную обмотку на протяжении одного полюсного деления этойгармоники. Для остальных, высших, гармоник Я1) значение коэффициента Кпринимают таким, чтобы получить примерно равномерную разбивку измерительной обмотки на группы витков. Расположенные вблизи оси симметрии обмоткивитки могут входить в состав нескольких групп. Витки, входящие в состав 45групп выбирают так, чтобы они былирасположены симметрично относительноПпродольной ося 0 0 измерительной обмотки, для чего число витков в группах принимают одновременно четным илинаоборот, нечетным.50Располагают и закрепляют измерительную обмотку на внутренней поверхности статора так, чтобы контактные лепестки 3 витков находились запределами магнитопровода статора.С помощью выводных проводников 4контактные лепестки соединяются склеммником 5,Рассчитывают значения коэффициен -1 тов избирательности групп витков К,1 и чувствительности витка К, обмотки для всех порядковых номеров 4 гармоник, подлежащих определению, соответственно по формуламЬ)зп 1 еы 2Кзп11 Ь,з 1 п27,К М , 11 Ь, е2 ь где Ь - шаг измерительной обмотки;Я, - число витков в группах;Ъ, - ширина витка.формируют квадратную матрицу К,1, элементы которой определяют по формулеК,=К ,К 1Размерность матрицы равна числугармойик, подлежащих определению вданной электрической машине.Вводят испытуемую машину в рабочий режим, выцсляют с помощью фильтра 6 сигнал определенной частоты ц,.Измеряют прибором 7 амплитуды ЭДС.Е, всех выбранных групп витков, изкоторых формируют вектор-столбец ЕАмплитуды гармоник магнитной индукции В определяют из решения матричного уравнения1В = -- К 1 еБ 1 Ягде Б - площадь витка измерительной обмотки;КД - обратная матрица коэффициентов,К,",Решение матричного уравнения осуществляют с помощью ЭВМ.Измерительная обмотка состоит изодинаковых последовательно соединенных витков шириной Ь 1, выполненныхс шагом Ь и снабженных контактнымилепестками 3. Шаг Ь принимают, с одной стороны, минимально возможным потехнологическим соображениям, чтообеспечивает максимальное значениекоэффициента избирательности длягармоник магнитной индукции с наибольшими порядковыми номерами (последние имеют незначительные амплитуды). С другой стороны, шаг принимают не меньшим 20-кратной толщины привода обмотки. Вызвано это необходи14049 10 Формула изобретения Составитель А.Дивеев Редактор В.Петраш Техред М,Дидык Корректор О,КравцоваЗаказ 3100/50 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 мостью исключить погрешность от неопределенности шага при малой его величине, сравнимой с толщиной проводаобмотки.Значение ширины витка Ъ, практически не сказывается на чувствительности обмотки. Принимают Ь, =0,5 Ъ,Длину обмотки 1 выбирают не большедлины магнитопровода статора,1 Предлагаемую обмотку целесообразно изготавливать фотоспособом из фольгированных эластичных материалов по технологии, применяемой для изготовления фольговых тензорезисторов,15 1. Способ определения гармоник 20магнитной индукции электрических ма"шин переменного тока, заключающийсяв измерении ЭДС, последовательно соединенных витков измерительной обмотки, распределенных на внутренней поверхности статора, во введенной врабочий режим электрической машине,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, .с целью расширения функциональныхвозможностей и повышения точности из1мерений, измеряют ЭДС, наводимую магнитным полем в отдельных группах витков измерительной обмотки, расположенных симметрично относительно еепродольной оси, причем число такихгрупп принимают равным числу определяемых гармоник, и определяют амплитуды гармоник из решения матричного,уравнения-ф 1 гВ = -- КД Е40Ве 4 914где В - матрица-строка амплитуд гар 1моникБ - площадь витка измерительнойобмотки;Я - угловая частота гармоник;Е, - матрица-столбец ЭДС группвитков;К- обратная матрица коэффициентов, элементы которой рас"считывают по формуле- з 1 п 1 Я;2 Гк) ( )где- порядковый номер гармоникиполя;Ь, - ширина витка измерительнойобмотки;г- полюсное деление машины;Ъ - шаг обмотки;Я; - число витков в группе,2. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния избирательности, число витков вгруппах принимают равным целому числу, ближайшему к значениюС 2 К+1) Г4;Ьгде К=0,1,2,3. Датчик магнитного поля дляопределения гармоник магнитной индукции, содержащий измерительную обмотку, состоящую из последовательносоединенных витков, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что все витки снабжены контактными лепестками, а шаг обмотки выбирают из соотношенияь,=гьгде Ь - пырина витка измерительнойобмотки,