Устройство для измерения постоянной времени вихревых токов

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 943613 61) Дополнительное к авт, сеид-ву(5 )М. Кл,( 01 й 31/34 Н 02 К 15/00 3 Ьвударстеаеый квинтет СССР ае делам кэееретеккй н открыткй(72) Автор изобретения Ю.Н.ФедоренкоНаучно-исследовательский институт аауоматикии электромеханики при Томском институте автоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ВИХРЕВЫХ ТОКОВ Известно устройство для измерения постоянной времени вихревых токов электрической машины постоянно"го тока, содержащее измеритель токаобмотки возбуждения при ее отключе 5нии от сети 1.Изобретение относится к электроизмерительной технике и может бытьиспользовано для определения и автоматического допускового контроляпостоянной времени вихревых токовмагнитной системы электрической машины постоянного тока,Недостаток известного устройства - малая точность определения 15постоянной времени,Известно также устройство для измерения постоянной времени вихревыхтоков в магнитной системе электрической машины, содержащий блок коммутации, предназначенный для подклю.чения к обмотке возбуждения, блокрегистрации, блок задержки началаинтегрирования, выход которого подключен к управляющему входу ключа,и интегратор, вход которого соеди"нен 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 обмот. ки якоря что увеличивает число параметров, влияющих на искомую вели" чину Т, и снижающих точность ее определения. Поскольку исследование машины производят при вращающемся роторе то в применяемом сигнале присутствует помеха, пропорциональная продольной гармонической фиксируемой величины, что также снижает точностьУстройство не позволяет снятьзависимость постоянной времени оттока возбуждения, что также снижаетего Функциональные возможности.Т -44 ткИ Ф к 3 94Цель изобретения - повышение точности и,расширение функционаНьных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым интегратором и схемой сравнения, выход второго интегратора соединен со схемой сравнения, а его входс выходом первого интегратора, и дру" гим входом схемы сравнения, выход которой подключен к второму управ" ляющему входу ключа, вход ключа соединен с клеммой, предназначенной для подключения к обмотке возбуждения машины, а блок регистрации выпол,нен в виде двухвходового время-им" пульсного 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 1 на фиг. 3- временные диаграммы его работы.Устройство содержит буферный каскад 1 (например масштабный усилитель), вход которого является входом схемы, а выход через управляемый ключ 2, интеграторы 3 и 4 подключен к первому входу схемы сравнения 5. Второй вход схемы сравненияподключен к выходу интегратора 3, а ее выход " к входу время-импульсного преобразователя 6 и управляющему входу ключа 2, соединенного с клеммой для подключения к обмотке воз" буждения машины. Другой вход время- импульсного преобразователя 6 и клю" ча 2 подключен к выходу схемы задержки 7На схеме замещения обмотки возбуждения обозначены коммутирующий элемент 8, напряжение питания обмотки возбундения 13 активное сопро" тивление этой обмотки КВ активное сопротивление эквивалентного контура вихревых токов К индуктивность рассеяния 1. индуктивность намагничивания 1 ток возбуждения 1 ток намагничивания 3 эквивалентный вихревой токЗависимости ЭДС от времени Е(1) соответствует позиция 9 а напряжениям интеграторов 3 и 4 - ЦС) и 0(й) соответственно позиции 1 О и 1 1,Устройство работает следующим образом.Для определения постоянной времени вихревых токов Тк эпектрическую машину постоянного тока переводят в 3613 фгенераторный режим с независимымвозбуждением. Затем отключают обмотку возбуждения от сети, а скоростьвращения ротора поддерживают постоянной.После окончания горения дуги наконтактах блока 8 при отключенииобмоток возбуждения от сетик,ц (1)Дифференциальное уравнение изменения тока и ЭДС обмотки возбуждениязапишется, как д к1 зЬ,"-1 сВк ЕЮ (2)откуда ЭДС обмотки возбужденияеЮ=в е" Р)где Е, - амплитудное значение ЭДСобмотки в момент окончаниягорения дугиЬЗ После окончания горения дуги втечение времени 1 = 1- С производятся операции; интегрирования идвойного интегрирования Е(т), Времязадержки С, устанавливается больше Зв времени горения дуги, Через времявыходной сигнал схемы задержки 7запускает время-импульсный преобразователь 6 открывает ключ 2, а интеграторы 3 и 4 интегрируют напряжеэ 5 ние Е (1) .В момент времени, когда напряжения И и 04 равны, выходной сигналсхемы Сравнения 5 останавливает.время-импульсный преобразователь 6 40 и закрывает ключ 2.Искомая постоянная времени Тц определяется по уравнению где 7 - постоянная времени интегратора 4.Как видно из уравнения (1) в рео зультат преобразования не входятЕ и 1 следовательно, для точногоМопределения постоянной времени вихревых токов не требуется жесткаястабилизация этих параметров.Допусковый контроль Т таким образом осуществляется автоматическипутем сравнения йи с граничнымизначениями допуска.9436Определение Т по уравнению (1)может осуществляться методом перебора, по графику решения этого уравнения или, автоматически, если выход1время-импульсного преобразователя 6подключить на вход вычислительногоустройства, в алгоритм которого заложено уравнение (1) .Погрешность преобразователей,реализующих данный метод, соответст 10вует погрешности современных интегрирующих приборов постоянного токаи определяется десятыми-сотыми долями процента,В связи с тем, что в процессе : 1 зпреобразования сравниваются двеинтегральные функции от исследуемогопроцесса, предлагаемое устройствообладает повышенной помехоустойчивостью, 20Независимость результата преобразования от величины задержки началапреобразования относительно началапереходного процесса при Т, = сопятпозволяет применить данное устройст" 25во для исследования функций Тк == Г(й), причем эти исследованиялегко автоматизируются,Гарантия того, что определениепостоянной. времени Тк производится зфна линейном участке кривой, намагничивания машины определяется соответствующей установкой величины токавозбуждения. Следует отметить, чтодалеко не всегда требуется определйтьзпостоянную времени Тк на линейнойчасти кривой намагничивания. Такпри релейных и импульсных способахрегулирования тока возбуждения машины эту постоянную определяют на рабо-рчем участке кривой намагничиваниямашины, который в большинстве случаев расположен на ее нелинейнойчасти. В известных устройствах дляопределения постоянной времени вихревых токов, соответствующей нелинейной части кривой намагничиваниямашины, используются осциллографические и графоаналитические операции,недостатки которых известны. Предложенное устройство исключает этинедостатки и позволяет автоматизировать весь процесс преобразования.При малых задержках и постоянныхвремени интегрирования относительно 13 6длительности 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 Тк = К(С) а, если изменять ток возбуждения, то имеется возможность снять семейство характе" ристик Тк = Е(1 о с). Таким образом, устройство, наряду с повышенной точ" ностью, обладает бояее широкими функциональными возможностями,Формула изобретенияУстройство для измерения постоян"ной времени вихревых токов в магнитной системе электрической машины,содержащее блок коммутации, предназначенный для подключения к обмоткевозбуждения, блок регистрации, блокзадержки начала интегрирования, вы"ход которого подключен к управляющему входу ключа, и интегратор, входкоторого соединен с выходом ключа,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и расширения Функциональных возможностей, оноснабжено вторым интегратором и схемойсравнения, выход второго интеграторасоединен со схемой сравнения, а еговыход - с выходом первого интегратора и другим входом схемы сравнения,выход которой подключен к второмууправляющему входу ключа, вход ключасоединен с клеммой, предназначеннойдля 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 экспертизе1, Заявка Японии Г 48-26796,кл, 601 8 27/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССРй 157729, кл. Н 02 К 15/00, 1962.