Układ do pomiaru rezystancji urządzeń elektrycznych prądu
advertisement
rusKt RZECZPOSFILITA LUDOWA OPIS PATENTOWY 87186 PATENTU TYMCZASOWEGO Patent tymczasowy dodatkowy MKP GO 1r 27/16 do patentu Zgłoszono: 08.04.74 (P. 170183) Pierwszeństwo: • RZĄD PłlElIOWT Zgłoszenie ogłoszono: 02.06.75 Int. Cl.2 G01R 27/16 CZYTELNIA PRL Opis patentowy opublikowano: 30.11.1976 N Twórcy wynalazku: Edmund Markowski, Władysław Jędrzejewski Uprawniony z patentu tymczasowego: Wyższa Szkoła Morska, Gdynia (Polska) Układ do pomiaru rezystancji urządzeń elektrycznych prądu przemiennego Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru rezystancji urządzeń elektrycznych prądu przemiennego. Wynalazek dotyczy pomiarów laboratoryjnych i przemysłowych dokonywanych najczęściej dla określenia temperatury pracujących uzwojeń maszyn elektrycznych prądu przemiennego, przy czym urządzenia wielofazo¬ we mogą być połączone w trójkąt, zygzak lub gwiazdę z dostępnym lub niedostępnym punktem zerowym. Układ ma na celu określenie rezystancji lub temperatury pracujących urządzeń prądu przemiennego. Pomiar rezystancji urządzeń elektrycznych stanowi dotychczas najlepszy sposób określania temperatury pracujących uzwojeń lub elementów grzejnych. Znane są i stosowane w praktyce układy do pomiaru rezystancji urządzeń elektrycznych, działające w oparciu o mostek Thomsona lub Wheatstone'a. Między innymi znany jest układ według opisu patentowego polskiego nr 43 719, który stanowi zmodyfikowany mostek Thomsona, włączony na stałe do obwodu badanego. Rezystancja porównawcza w tym rozwiązaniu jest tak wkomponowana w układ pomiarowy, że umożliwia jej włączanie tylko na czas wykonywania pomiaru, co stanowi istotę modyfikacji mostka w tym rozwiązaniu. Wadą tego rozwiązania jest fakt, że węzły, do których dołączony jest galwanometr z filtrem wykazują duże napięcie w stosunku do ziemi, co jest niepożądane ze względu na bezpieczeństwo i dokładność pomiaru. Zjawisko to wywołane jest istnieniem w układzie dławików o impedancji Zq. Inne znane układy według polskich opisów patentowych nr 50 129 i 59 024 stanowią zmodyfikowany kompensator prądu stałego. Rezystancja porównawcza rozwiązania według opisu patentowego nr 50 129 jest włączona szeregowo z rezystancją mierzoną i zbocznikowana łącznikiem, który umożliwia jej włączanie na czas pomiaru. W układzie tym zastosowane są również kondensatory Cg o wielkiej pojemności połączone szeregowo t rezystancją mierzoną każdej fazy badanego urządzenia. W rozwiązaniu według opisu patentowego dodatkowego nr 59024 oprócz wyżej wymienionych elementów zastosowane są jednobiegunowo uziemione kondensatory doł* Czone do zacisków wejściowych kompensatora. Zasadniczą wadą układów jest potrzeba stosowania kondensato¬ rów C$ o wielkiej pojemności. Elementy te, włączone szeregowo w przewody zasilające obiekt badany, muszą przepuszczać duże prądy robocze przy małym spadku napięcia. Przykładowo dla spadku napięcia 6V przy prądzie 100 A i częstotliwości 50 Hz potrzebna pojemność wynosi 53100mF. Rezygnacja z zastosowania konden- 87186 2 satorów C powoduje gwałtowne zmniejszenie czułości. Układ z opornikiem znajdującym się poza obwodem roboczego napięcia przemiennego, stanowiący inne wykonanie według opisu patentowego nr 59 024, daje abso- lutnie błędny wynik pomiaru w przypadku, gdyby kondensatory C$ nie były zastosowane. Wszystkie przedstawione układy wymagają przeprowadzania manipulacji pomiarowych (równoważenie) i z tego względu nie nadają się do stosowania w warunkach przemysłowych ani też nie są przydatne dla budowy zabezpieczeń temperaturowo-przeciążeniowych. Układ według polskiego opisu patentowego nr 83 681 stanowi rozwinięcie odchyłowego mostka Wheatsto- ne'a, przy czym jedną gałąź mostka stanowi równoległe połączenie uzwojeń obiektu badanego, drugą gałąź równoległe połączenie dławików D, a pozostałe dwie gałęzie są rezystancjami. Układ ten nadaje się jedynie do badania obiektów posiadających dostępny punkt zerowy. Celem wynalazku jest wyeliminowanie wskazanych wad znanych układów do pomiaru rezystancji. Dalszym celem wynalazku jest zaprojektowanie układu umożliwiającego dokonanie pomiaru rezystancji urządzeń elek¬ trycznych jednofazowych lub wielofazowych z dostępnym lub niedostępnym punktem zerowym w sposób ciąg¬ ły lub okresowy bez konieczności wyłączania tych urządzeń z sieci prądu przemiennego. > Wskazany cel został spełniony przez układ według wynalazku dzięki zastosowaniu w nim logometryczne- . go urządzenia pomiarowego, którego odchylenie jest proporcjonalne do stosunku prądów stałych tych obwodów logometru, przy czym jeden z prądów jest proporcjonalny do prądu płynącego przez badane urządzenie, nato¬ miast drugi prąd uzależniony jest od wartości napięcia stałego zasilającego układ pomiarowy. Zasilanie układu prądu przemiennego ze źródła prądu stałego odbywa się przez filtry, które charakteryzują się dużą impedancją a małą rezystancją. Prąd stały płynie przez badane urządzenie oraz przez pozostałe elementy obwodu prądu przemiennego. Ta część prądu stałego, która płynie przez badane urządzenie wywołuje spadek napięcia na rezystancji dodatkowej układu pomiarowego. Dla uzyskania symetrii zasilania badanego urządzenia wielofazowe¬ go w pozostałych fazach można włączyć szeregowo rezystancje o wartości równej rezystancji dodatkowej ukła¬ du pomiarowego. Przedmiot wynalazku spełni założone cele i wykazuje wiele korzystnych zalet technicznych itechnicz- ncHiźytkowych. Układ pomiarowy umożliwia w sposób ciągły lub okresowy pomiar rezystancji wybranego urządzenia prądu przemiennego. Parametry pozostałych urządzeń prądu przemiennego nie wpływają na wynik pomiaru rezystancji urządzenia badanego. Dzięki zastosowaniu filtrów obwód pomiarowy prądu stałego i obwód prądu przemiennego w minimalnym stopniu wpływają na siebie. Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia schemat elektryczny układu do pomiaru rezystancji jednofazowych urządzeń elektrycznych prądu przemien¬ nego, fig. 2 — schemat elektryczny filtru tego układu, fig. 3 - schemat elektryczny do pomiaru rezystancji wielo¬ fazowych urządzeń prądu przemiennego i fig. 4 - schemat elektryczny filtru dla układów wielofazowych. Układ do pomiaru rezystancji jednofazowych urządzeń elektrycznych w przykładowym wykonaniu składa się z badanego urządzenia M, rezystora dodatkowego Rd, źródła prądu stałego E, filtrów F,,, F12, F13 oraz logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Filtry Ft t I Ft 2 zaciskami 1 i 2 podłączone są do przewodów a i b obwodu prądu przemiennego. Do zacisków 3 i 4 filtru Ft t podłączone są bieguny dodatni i ujemny źródła prądu stałego E, natomiast do zacisków 3 i 4 filtru Ft2 podłączony jest pierwszy obwód logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Filtr Ft 3 zaciskami 1 i 2 podłączony jest do rezystora dodatkowego Rd, zaciskami 1 do punktu o potencjale wyższym dla prądu stałego, przy czym rezystor Rd włączony jest w obwód prądu przemiennego między urządzeniem badanym M a zaciskiem 2 filtru Ft i. Do zacisków 3 i 4 filtru F13 podłączo¬ ny jest drugi obwód logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Filtry Ft t, Fi 2, Fi 3 składają się z dławika D i kondensatora C. Zacisk 1 filtrów połączony jest z początkiem cewki dławika D, koniec cewki dławika D połączony jest z jednym zaciskiem kondensatora C, natomiast drugi zacisk kondensatora C połączony jest z zaciskami 2 i 4 filtrów, przy czym zacisk 3 połączony jest z wyprowadzeniem cewki dławika D w takim miejscu, by między zaciskami 3 i 4 zachodziła równość reaktancji indukcyjnej i pojemnościowej dla prądu przemiennego. Układ do pomiaru rezystancji wielofazowych urządzeń elektrycznych w przykładowym wykonaniu składa się z badanego urządzenia M, rezystora dodatkowego Rd, źródła prądu stałego E, filtrów F21, F22, F13 oraz logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Filtry F2I i F22 zaciskami 11, 12 i 2 podłączone są do przewodów a,' b i c obwodu prądu przemiennego. Do zacisku 3 filtru F21 podłączony jest biegun dodatni, natomiast do zacisku 4 biegun ujemny źródła prądu stałego E. Do zacisków 3 i 4 podłączony jest pierwszy obwód logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Filtr F| 3 zaciskami 1 i 2 podłączony jest do rezystora Rd, zaciskiem 1 do punktu o potencjale wyższym dla prądu stałego, przy czym rezystor Rd włączony jest w obwód prądu przemiennego między urządzeniem bada¬ nym M a zaciskiem 2 filtru F2 x. Do zacisków 3 i 4 filtru Ft 3 podłączony jest drugi obwód logometrycznego 87186 3 urządzenia pomiarowego ML. Filtry F2J i F22 składają się z dławików Di, D2, D3 i kondensatora C. Zaciski 11, 12 i jeden zacisk kondensatora C podłączone są z początkami cewek dławików D1# D2 i D3, których końce połączone są z zaciskiem 3 filtru. Drugi zacisk kondensatora C połączony jest z zaciskami 2 i 4 filtru, przy czym dławik D3 i kondensator C mają jednakowe reaktancje dla prądu przemiennego. Filtr F, 3 w układzie do pomiaru rezystancji wielofazowych urządzeń elektrycznych zbudowany jest podobnie jak filtr F, 3 dla urządzeń elektryce nych jednofazowych. Układ do pomiaru rezystancji jednofazowych urządzeń elektrycznych działa w ten sposób, że prąd z do datniego bieguna źródła E płynie przez część uzwojenia dławika D i poprzez zacisk 1 filtru F, t do przewodu a obwodu prądu przemiennego, gdzie rozgałęzia się płynąc przez urządzenie badane M oraz pozostałe urządzenia obwodu prądu przemiennego do zacisku 2 filtru Fi 1 i poprzez zacisk 4 do bieguna ujemnego źródła E. Część prądu stałego, która płynie przez urządzenie badane M wywołuje na rezystorze Rd spadek napięcia zależny od mierzonej rezystancji; ten spade.k napięcia wywołuje przepływ prądu w drugim obwodzie logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Prąd stały płynący w pierwszym obwodzie logometrycznego urządzenia pomiaro¬ wego ML jest proporcjonalny do napięcia stałego zasilającego urządzenie badane M. Zmiana rezystancji urządza nia badanego M powoduje zmianę wartości prądu stałego przepływającego przez rezystor dodatkowy Rd powo¬ dując zmianę odchylenia logometrycznego urządzenia pomiarowego ML. Działanie układu do pomiaru rezystancji wielofazowych urządzeń elektrycznych jest podobne, różni się jedynie sposobem połączenia bieguna dodatniego źródła prądu stałego z obwodem prądu przemiennego. Zastrzeżenia patentowe 1. Układ do pomiaru rezystancji urządzeń elektrycznych prądu przemiennego wykorzystujący logom* tryczne urządzenie pomiarowe, źródło prądu stałego, filtry elektryczne i rezystancję porównawczą szeregowo połączoną z rezystancją mierzoną, znamienny tym, że źródło prądu stałego (E) jednym biegunem jest połączone poprzez filtr (Ft 1) z jednym z przewodów zasilających jednofazowego obwodu prądu przemiennego i dalej poprzez rezystor dodatkowy (Rd) z urządzeniem elektrycznym (M), następnie poprzez drugi przewód obwodu prądu przemiennego i filtr (F,,), do drugiego bieguna źródła prądu stałego (E), natomiast logometrycz* ne urządzenie pomiarowe (ML) jednym obwodem jest połączone poprzez filtr (F,2( z przewodami prądu prze¬ miennego zasilającymi urządzenie elektryczne (M), a drugi obwód logometrycznego urządzenia pomiarowego (ML) jest połączony poprzez filtr (F, 3) z zaciskami rezystora dodatkowego (Rd). 2. Układ do pomiaru rezystancji urządzeń elektrycznych prądu przemiennego wykorzystujący logom* tryczne urządzenie pomiarowe, źródło prądu stałego, filtry elektryczne i rezystancję porównawczą szeregowo połączoną z rezystancją mierzoną, znamienny tym, że źródło prądu stałego (E) jednym biegunem jest połączone poprzez filtr (E2,) z jednym z przewodów zasilających wielofazowego obwodu prądu przemiennego, w którym znajduje się rezystor dodatkowy (Rd) i dalej poprzez rezystor dodatkowy (R^) z urządzeniem elek¬ trycznym (M), następnie poprzez pozostałe przewody.obwodu prądu przemiennego i filtr (F2i) do drugiego bieguna źródła prądu stałego (E), natomiast logometryczne urządzenie pomiarowe (ML) jednym obwodem jest połączone poprzez filtr (F22) z przewodami prądu przemiennego zasilającymi urządzenie elektryczne (M) a drugi obwód logometrycznego urządzenia pomiarowego (ML) jest połączony poprzez filtr (Fs 3) z zaciskami rezystora dodatkowego (Rd). I 87 186 0« ] ^ ' r* ' 11 M ^—1\ W7 #/. f/g. / fig, 2 e*. w I fal żl lll«l M '*f 7u TT~5\ yi ML fig.t 11 11 -Y—Y n A L ty* Skład - Prac. Poligraf. UP PRL Druk - WOSI „Wspólna Sprawa" rCffnót A4. nidkioii 120 + 13. CftOd »0zł M
