Способ определения потерь мощности в электрической машине и устройство для его реализации

ии нсб вн(22) Заявлено 1602,79 (2 ) 2725525/18-10с присоединением заявки Йо(51)М. Кл 3013/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 07180(72) Автор изобретения Н. П. Мартинович Специализированное проектно-конструкторское бюроДонецкого областного управления грузового автотранспорта(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Изобретение относится к измери- . тельной технике и может быть использовано при испытаниях электрических машин постоянного тока без применения специальных испытательных стендов.Известный способ определения потерь мощности в электрической машине постоянного тока, заключающийся в том, что развиваемый двигателем вращающий момент и соответствующую ему отдаваемую 6 мощность определяют при помощи тормозного устройства, а подводимую электрическую мощность - электрическими измерительными приборами, не позволяет определить суммарные потери 5 мощности 13 .Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения потерь мощности в электрической машине, заключающийся 20 в определении суммарных потерь в стали и механических потерь в ненагруженном режиме путем измерения тока, электрической мощности и частоты вращения якоря 21 .25Цель изобретения - повышение точности определения потерь мощности,Достигается это за счет того, что в нем измеряют величину мощности на 30якоре без учета основных потерь в егс обмотках и иереходных контактах щеток и по величине этой мощности в ненагруженном режиме. определяют величину суммарных потерь в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря затем регистрируют разность величин мощности якоря и мощности на нем без учета основных потерь в его обмотках и переходных контактах щеток и определяют величину основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, регистрируют результат алгебраического суммирования мощности на якоре беэ учета основных потерь в нем н суммарных потерь в стали и механических потерь и определяют величину механической мощности электрической машины.Известное устройство ддя осуществления способа определения потерь мощности в электрической машине т содержащее измеритель мощности на якоре, датчики и измерители тока яко" ря частоты его вращенияи измерительную схему, соединенную с обмотками якорей цепи электрической машины не обеспечивает требуемой точности определения.Предлагаемое устройство обеспечивает более точное определение мощнос. ти за счет того, что измерительная схема выполнена в виде прибора измерения основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, измерителя мощности,на якоре без учета основных потерь в его цепи, прибора измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря, прибоРа измерения механической ф мощности на валу машины, датчика электродвижущей силы якоря, блока определения разности величин мощностей, блока алгебраического суммирования и блока нелинейности, вход которого электри Я чески соединен с выходом датчика частоты вращения, а к выходу подключены прибор измерения .суммарных потерь мощности в стали и механических потерь и один вход блока алгебраическо О го суммирования, к выходу которого пдключен прибор измерения механической мощности, а другой вход соединен с выходом измерителя мощности на якоре без учета основных потерь в его цепи и с одним из входов блока определения разности величин мощности, другой вход которого соединен с выхо- дом измерителя мощности на якоре, а к выходу подключен прибор измерения основных потерь в обмотках якорной це пи и переходных контактах щеток, один вход измерителя мощности на якоре без учета основных потерь соединен с датчиком тока, а другой вход его подключен к выходу датчика электродви жущей силы, вход которого соединен с обмотками якорной цепи электрической машины.Предлагаемый способ определения потерь мощности в электрической машине тока поясняется схемой устройства для его осуществления.Это устройство содержит измеритель 1 мощности якоря электрической маши-, ны 2, выполненный, например, в виде Функционального преобразователя 3, выходной сигнал которого пропорционален измеряемой электрической мощности.и измерительного прибора 4, соединенного с его выходом. Один вход функционального преобразователя 3 (по току) соединен с датчиком 5 тока, а другой вход(по напряжению) соединен с якор. ной цепью электрической машины 2,Б,датчику 5 тока подключен прибор б измерения тока. якорной цепи машины 2. Датчик 7 частоты вращения якоря механически соединен (условно не показано) с якорем (валом) машины 2, а электрически - с измерительным прибором 8 частоты вращения якоря и с . бО входом блока 9 нелинейности. Выход же блока нелинейности 9 электрически соединен с прибором 10 измерения суммарных потерь мощности в стали имеханических потерь в зависимости от 65 частоты вращения якоря и с одним входом блока 11 алгебраического суммирования. К выходу блока 11 подключен прибор 12 измерения механической мощности на валу, а другой его вход соединен с выходом измерителя 13 мощности на якоре без учета основных (тепловых) потерь в его цепи с одним входом блока 14 определения разности величин мощности. Измеритель 13 мощности, как и измеритель 1, также может быть выполнен в виде функционального преобразователя 15 и измерительного прибора 16, соединенного с выходом преобразователя 15, входы которого соединены соответственно с датчиком 5 тока и с выходом датчика 17 электродвижущей силы, вход которого соединен с якорной цепью машины 2, Выход преобразователя 3 измерителя 1 мощности якоря соединен с вторым входом блока 14, к выходу которого подключен прибор 18 измерения основных (тепловых) потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток.В режиме ненагруженной электрической машины осуществляют вращение якоря испытуемой электрической машины 2. Изменяя величину подведенного напряжения к обмотке возбуждения (условно не показанной) или к якорю электрической машины 2, изменяют и частоту вращения якоря, изменяемую прибором 8.Датчиком 17 определяют электро- движущую силу испытуемой электрической машины 2 и умножают на преобразователь 15 ее величину на величину тока якорной цепи. На выходе преобразователя 15 прибором 16 измеряют электрическую мощность Р без учета основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток,В режиме ненагруженной электрической машины мощность Р, регистрируемаяприбором 16, затрачивается только напреодоление суммарных механическихпотерь и потерь в стали при любыхзначениях установившейся частоты вращения вала машины. Поэтому по показаниям измерительного прибора 16 приразличных значениях частоты вращения-вала машины настраивают выходной сигнал блока 9 нелинейности, измеряемыйприбором 10. Показания приборов 16 и10 в режиме ненагруженной электрической машины всегда равны между собойпри одном и том же значении частотывращения вала и равны суммарным потерям в стали и механическим потерям, ана выходе блока 11 алгебраического суммирования сигнал, измеряемый прибором12, всегда равен нулю в таком режимеработы машины,Основные потери в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток,измеряемые прибором 18, в двигательном режиме при любых нагрузках равныразности между мощностью якоря (подводимой к машине), регистрируемой измерителем 1 и мощностью на якоре беэ учета основных потерь в его цепи, измеряемой прибором 16, Величина разности этих мощностей определяется блоком 14 и измеряется прибором 18. А отдаваемая двигателем мощность при любых нагрузках и частоте вращения якоря определяется вычитанием на блоке 11 алгебраического суммирования из мощности, регистрируемой прибором 16, величины суммы потерь в стали и механических потерь при данной частоте вращения вала машины, регистрируемой прибором 10. Мощность на валу двигателя измеряют прибором 12. 151В генераторном режиме работы испытуемой машины определяют величину основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, ;щ мощность, подведенную к валу генератора и электрическую мощность, развиваемую генератором (мбщность якоря).Величину суммы потерь в стали и механических потерь определяют в зависимости от частоты вращения вала при работе испытуемой машины в режиме ненагруженного двигателя.Мощность на якоре без учета основ-. ных потерь в его обмотках и переходных контактах щеток - полная .злектри- ЗО ческая мощность 1 Э, развиваемая генератором и регистрируется прибором 16.Основные потери в обмотках якор,ной цепи и переходных контактах щеток генератора, как и в двигательном Ре жиме, измеряют прибором 18 и определяют вычитанием на блоке 14 из полной электрической мощности Р, развиваемой генератором и регистрируемой прибором 16, величины электрической щ мощности якоря, регистрируемой измерителем 1 и отдаваемой генератором в цепь его нагрузки.Мощность, подводимую к валу генератора при любых нагрузках и частоте вращения якоря, определяют суммирова- ф 5 нием на блоке 11 алгебраического суммирования мощности на якоре беэ учета основных потерь в его цепи, регистрируемой прибором 16, и суммы потерь в стали и механических потерь соот ветствующей данной частоты вращения вала и регистрируемой прибором 10, Мощность, подводнмую к валу генератора,. измеряют прибором 12.Настоящий способ позволяет осу ществлять определение и измерение потерь мощности в электрических машинах постоянного тока при любых режимах их работы без применения специальных тарированных нагрузочных машин.формула изобретения1. Способ определения потерь мощности в электрической машине, эаключающийся в определении суммарных потерь в стали и механических потерь в ненагруженном режиме, путем измерения тока, электрической мощности и частоты вращения, якоря, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью по,вышения точности определения, в нем измеряют величину мощности на якоре без учета основных потерь в его обмотках и переходных контактах щеток и по величине этой мощности в не- нагруженном режиме определяют величину суммарных потерь в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря, затем регистрируют разность величин мощности якоря и мощности на нем беэ учета основных потерь в его обмотках и переходных контактах щеток и определяют величину основных потерь в обмотках якорной це. пи и переходных контактах щеток, регистрируют результат алгебраического суммирования мощности на якоре без учета основных потерь в ием и суммарных потерь в стали и механических потерь и определяют величину механической мощности электрической машины.2. Устройство для реализации спа соба по п.1, содержащее измеритель мощности на якоре, датчики и измерители тока якоря, частоты его вращения и измерительную схему, соединенную с обмотками якорной цепи электрической машины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что измерительная схема выполнена в .виде прибора измерения основных потерЬ в обмотках якорной цепИ и переходных контактах щеток, измерителя мощности на якоре без учета основных потерь в его цепи, прибора измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь в зависимости от частоты вращения якоря, прибора измерения механической мощности на валу машины, датчика электродвижущей силы якоря, блока определения разности величин мощности, блока алгебраического суммирования и блока нелинейности, вход которого электрически соединен с выходом датчика частоты вращения, а к выходу подключены прибор измерения суммарных потерь мощности в стали и механических потерь и один вход блока алгебраического суммирования, к выходу которого подключен прибор измерения механической мощности, а другой вход соединен с выходом измерителя мощности на якоре без учета основных потерь в его цепи и с одним входом блока определения разности величин мощности, другой вход которого соединен с выходом измерителя мощности на якоре, а к выходу подключен прибор измерения основных потерь в обмотках якорной цепи и переходных контактах щеток, один вход измерителя мощности на якоре беэ учета основных потерь соединен с датчиком тока, а другой7656 д Ю вход его подключен к выходу датчикаэлектродвижущей силы, вход которогосоединен с обмотками якорной цепиэлектрической машины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Составитель А. Новиковедактор Е. Гончар ТехредА.Цепанская Корректор С. Шекм 019 Под венного комитета СС етений и открытий 5, Раушская наб., д Заказ 8 но 4/ ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная Ф 2 Тираж ВНИИПИ Государпо делам изо 035, Москва, Б 1. Патент Франции е 20 б 4031,кл. С 015/00, опублик. 20.08. 71.2. ГОСТ 11828-75. Иашины электрические вращающиеся, Общие методы испытаний- И.; "Госстандарт", 1975,с. 13-14 (прототип),