УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОТЕРЬ В МАГНИТОПРОВОДЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА С ОДНОЙ НЕНАГРУЖЕННОЙ ОБМОТКОЙ

Полезная модель относится к области электромеханики, а именно к применению средств обработки информации в электромеханике, и может быть использована для определения магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой.
Не известны устройства для определения магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой.
Задачей полезной модели является создание устройства для определения магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой.
Поставленная задача достигается тем, что к объекту контроля последовательно подключены коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и блок приведения, связанный с блоком вычисления разности и блоком интегрирования. При этом блок вычисления разности и блок интегрирования связаны с блоком определения потерь.
Благодаря тому, что описываемое устройство содержит блок приведения, блок вычисления разности, блок интегрирования и блок определения потерь, оно позволяет определять магнитные потери в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой.
На фиг.1 - представлена аппаратная схема устройства для определения магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой.
Устройство для определения магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой (фиг.1) содержит блок приведения 1(БПр), блок вычисления разности 2(БВР), блок интегрирования 3(БИнт) и блок определения потерь 4(БОП).
Соответствующие выходы блока приведения 1(БПр) соединены с входом блока вычисления разности 2(БВР) и входом блока интегрирования 3(БИнт). Выходы блока вычисления разности 2(БВР) и блока интегрирования 3(БИнт) соединены с соответствующими входами блока определения потерь 4(БОП).
Блок приведения 1(БПр), блок вычисления разности 2(БВР), блок интегрирования 3(БИнт) и блок определения потерь 4(БОП) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53.
1
ВХ
2
H
0
1
2
0
На первичную обмотку W трехобмоточного однофазного трансформатора подают входное напряжение u(t) с частотой f и периодом Т, одну из вторичных обмоток W подключают к нагрузке Z, а третью обмотку трансформатора W оставляют ненагруженной. При этом по первичной обмотке трансформатора протекает ток i (t), по вторичной - ток i (t), а напряжение на ненагруженной обмотке равно u (t).
Перечисленные токи и напряжение через коммутатор поступают на АЦП (на чертеже не показано), где их оцифровывают с дискретностью по времени Δt, что соответствует числу отсчетов на периоде
.
1
j
2
j
0
j
Далее полученные массивы мгновенных значений входного тока |i(t)|, выходного тока |i(t)| и напряжения на ненагруженной обмотке |u(t)| поступают на вход блока приведения 1(БПр) (фиг.1). Здесь
.
В блоке приведения ЦБПр) вторичный ток и напряжение на ненагруженной обмотке приводят к первичной цепи
,
.
1
j
2
j
0
j
Затем одновременно массивы мгновенных значений входного тока |i(t)| и приведенного выходного тока |i'(t)| поступают на вход блок вычисления разности 2(БВР), и массив мгновенных значений приведенного напряжения на ненагруженной обмотке |u'(t)| поступает на вход блока интегрирования 3(БИнт).
В блоке вычисления разности 2(БВР) вычисляют массив мгновенных значений тока намагничивания трансформатора
.
0
j
0
j
j
В блоке интегрирования 3(БИнт) определяют массив мгновенных значений интеграла |u'(t)dt| численным интегрированием массива |u'(t)|. Для этого сначала находят промежуточный массив |m(t)| значений интеграла в точках 1...N, постоянная
1
j
составляющая которого не равна нулю. Для этого принимают, что |m(t)|=0. Значения |m(t)| в остальных точках рассчитывают по формуле:
.
0
j
j
Этот массив имеет некоторую постоянную составляющую. Поэтому далее находят массив значений интеграла |u'(t)dt| в точках 1...N, вычитая из массива |m(t)| его постоянную составляющую М:
,
j
где  - среднее за период значение массива |m(t)|.
0
j
Далее одновременно массив |i(t)| с блока вычисления разности 2(БВР) и массив  с блока интегрирования 3(БИнт) поступают на вход блока определения потерь 4(БОП).
В блоке определения потерь 4(БОП) рассчитывают площадь характеристики зависимости , получаемую на одном периоде питающей сети. Для определения этой площади используют формулу площади многоугольника, заданного координатами вершин
.
Эта площадь соответствует потерям энергии в магнитопроводе трансформатора за время, равное одному периоду питающей сети. Для того чтобы определить мощность магнитных потерь в магнитопроводе эту площадь делят на период питающей сети:
.
0
Таким образом, на выходе блока определения потерь 4(БОП) имеем значение магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора с одной ненагруженной обмоткой Р.