Способ определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря синхронной машины (его варианты)

Способ определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря синхронной машины (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ определения индуктив ных сопротивлений обмотки якоря синхронной машины путем измереии1Г параметров обмотки в генераторном режиме при вращении ротора с индукторЪм и последующих вычислений, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности определения сопротивлений, каждую фазу обмотки якоря подключают к одинаковым тарированным активным сопротивлениям. при трех разных значениях активных сопротивлений измеряют напряжения |фаз обмотки якоря, после чего опре деляют путем вычислений индуктивные сопротивления из системы уравнений Щ. при 1 1,2,3 :гдеА ,{ НКф4К„,(я.р,.по выражениям . ,,(X.l y-xlRt,(X.R,) HR.RH U RZ K-JMH-IC R. коэффициенты которых определяют по уравнению АХ +2ХВ+С 0, дeA..,, R,.(,jRj4 eH7f;R5 lR4+RHi ;KrxjR,R iRj-R,V,m..R,).,, k,(-Rj), - активное сопротивление нагрузки в цепи фазы обмотки якоря; АЛ - активное сопротивление фа . зы обмотки якоря; п - частота вргицения ротора. 0-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И/

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3СЮ R

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,Ц

МВЯ м:,.„

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:коэффициенты которых определяют по уравнению

AX +2ХВ+С = 0

У е гдеА.к»ш»» >са к+а,п».а, а а,к+а,п)»а,»

» (М (н f / i(R iR»» p; аЗ R > Rg ) С и. "=" анРнЖ а)))п» "г "ьR»»)(R «};=

2 7 1

= " ан»анз(а» а.Ь

R»», — активное сопротивление нагрузки в цепи фазы обмотки якоря;

Й вЂ” активное сопротивление фазы обмотки якоря;

n - частота вращения ротора.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН» ЫТИЙ (21) 3365659/24-07 (22) 16 12.81 (46) 07.01 ° 84. Бюл. У 1 (72) B.B Жуловян, Г.A. Шаншуров и А.В. Комаров (71) Новосибирский электротехничес- . кий институт (53) 621.313 ° 322(088.8) (56) 1. Губенко Т.П °, Губенко В.T.

Векторные диаграммы и построение статических характеристик синхронных машин. M.-Л., Энергия, 1966, с. 64-73.

2. Андрианов В.Н. и др. Практикум по электрическим машинам и аппаратам.

М., Колос, 1967, с. 137-140. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКТИВНЫХ

СОПРОТИВЛЕНИЙ ОБМОТКИ ЯКОРЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (ЕГО ВАРИАНТЫ) ° (57) 1. Способ определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря синхронной машины путем измерений параметров обмотки в генераторном режиме при вращении ротора с индук-. . тором и последующих вычислений, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьыения точности определения сопротивлений, каждую фазу обмотки якоря подключают к одинаковым тарированным активным сопротивлениям, при трех разных значениях активных сопротивлений измеряют напряжения фаз обмотки якоря, после чего опре деляют путем вычислений индуктивные сопротивления из системы уравнений

0»

К = — = С С„ при» 1,2,3 где С;."нВ И р» "н » ) tX

1065788

2..Способ определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря синхрон ной машины путем измерений параметров обмотки в генераторном режиме при вращении ротора с индуктором и последующих вычислений, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения сопротивлений, каждую фазу обмотки подключают к одинаковым тарированным активным сопротивлениям, при трех .разных ,значениях частоты вращения ротора измеряют напряжения фаз обмотки якоря, после чего определяют путем вычислений индуктивные сопротивления из системы уравнений и;

К = —, К.А при = 1 2 3 и- n; - а

1 I где A=f

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при испытаниях синхронных электрических машин различной мощности и различных назначений: дви- 5 гателей, генераторов, тахогенераторов и т.д. особенно при испытаниях машин .малой мощности и с постоянными магнитами.

Известны способы определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря синхронной машины пуьем измерения и последующих вычислений параметров синхронной электрической машины.

Для этой цели при постоянной частоте 15 вращения нагрузкой машины добиваются обеспечения определенного фазового сдвига между ЭДС холостого хода и током обмотки якоря, измеряют величины токов, напряжений и активных 20 мощностей, величину ЭДС холостого хода определяют из предварительно построенной опытным путем характеристики холостого хода и последующими вычислениями определяют величину 25 синхронных индуктивных сопротивлений обмотки якоря. Это метод прямого опыта и его модификации fl) .

Указанные способы не учитывают активного сопротивления обмотки якоря, что вносит погрешность.в определение параметров. Погрешность за счет активного сопротивления обмоток якоря в сильной степени возрастает с уменьшением мощности машин. (ali Wp) (. ;)(° И(Ь ; Х,) = 2iif gg коэффициенты которых определяют по уравнению х (Ае,ве,.ce,)+ õ(äå,+se,.ce,pip, всо. где А = К, (n>1 пг);

8 = К (п4 зг) г

C=K(n-n); г

3 г

8„= n (R +Н„)

К,= f/n — коэффициент редукции; f — частота напряжения фазы;

n — частота вращения ротора;

R — активное сопротивле-, И ние нагрузки в цепи фазы обмотки якоря;

R+ — активное сопротивление фазы обмотки якоря, Наиболее близким. к предлагаемому является способ определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря синхронной машины путем измерений параметров обмотки в генераторном режиме при вращении ротора с индуктором и последующих вычислений f2) .

Недостатком такого способа является то, что он не учитывает активного сопротивления обмотки якоря.

Кроме того, в эксперимент вносят погрешности короткозамкнутые контуры ротора.

Цель изобретения — повышение точности определения индуктивных сопро.тивлений.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения индуктивнйх сопротивлений обмотки якоря синхронной машины путем измерений параметров обмотки в генераторном режиме.при вращении ротора с индуктором и последующих вычислений, каждую фазу обмотки якоря подключают к одинаковым тарированным активным сопротивлениям, при трех различных значениях активных сопротивлений измеряют напряжения фаз обмотки якоря, после чего определяют путем вычислений индуктивные сопротив ления из системы уравнений и; — npH L 1,2,3

n - е где

С;=Rq;fgqiy@qg,P) (Х )(,1 (Р + „.)) ;

1065788 по выражениям

X< =(K, К Х+Р,) -KzR„,(X+ g ) )»

"КR

C=R,к+а,m а

7, i=H. .,> и =(.,l ;R>=« <.,)

2 2 2

">"н " нз "i " }

R . .— активное сопротивление наи; грузки в цепи фазы обмотки якоря;

Rg) — активное сопротивление 20 фазы обмотки якоря;

n — частота вращения ротора».

Согласно второму варианту способа каждую фазу обмотки подключают к одинаковым тарированным активным сопро- 75 тивлениям, при трех- разных значениях частоты вращения ротора измеряют напряжения фаз обмотки якоря, после чего определяют путем вычислений индуктивные сопротивления иэ системы уравнений и;

К; = "- К A „п Ри 1 -- 1 2 3, i где <=t-"+14 ""ГМ t." "Ч" а (КЕ) «1 35 по выражениям ц -(ДЯК 1 р . } )

1 4 че,)) (И1КР б:W< 9ufL< "д Qiif8 40

) коэффициенты которых определяют по уравнению х (ae,tse tce }+ях(ле,ts e ce,)twtstc=o, А й,(->,);

Е„., 1--, <р 50

К -f(n — коэффициент редукции;

f — частота напряжения фаэыу и - частота вращения ротора;

R> — активное сопротивление нагрузки в цепи фазы обмотки якоря;

R< - активное сопротивление фазы обмотки якоря.

На фиг. 1 показана схема измерения; на Фиг. 2-5 - графики,.поясняющие схему измерения. 60

Схема измерения параметров (фиг. 1), необходимых для определения синхронных индуктивных сопротивлений, состоит иэ исследуемой синхронной Злектрической машины 1 и исполнительного двигателя 2, задающего требуемую частоту вращения. Валы 3 электрических машин 1 и 2 жестко соединены.

Синхронная электрическая машина 1 имеет электромагнитное возбуждение или возбуждение от постоянных магнитов. Каждую фазу 4 обмотки якоря синхронной машины 1 подключают к тарированному сопротивлению и нагрузки 5, одинаковому по величине для каждой фазы 4. К зажимам 4 обмотки якоря подключают вольтметр б для измерения напряжения U и частотоМ мер 7 для измерения частоты .вращения п, которая в синхронных, машинах жестко связана с частотой f напряжения и тока якоря

f и

Кр где Кр - коэФфициент редукции, апределяемый отношением частоты напряжения и тока. якоря к частоте ротора

Для синхронных машин традиционного исполнения коэффициент редукции равен числу пар полюсов Р обмотки якоря

Kp = Р, а для синхронных машин с электромагнитной редукцией частоты числу зубцов ротора 2

KP = Е2

На фиг. 4 и 3 показаны зависимости 8 и 9 напряжений Б; при изменении частоты вращения и соответственно на холостом ходу и под нагрузкой.

Величина сопротивлений Rit„ обеспечивается при разомкнутых контактах

10 и 11 и замкнутых контактах 12 в цепи якоря синхронной машины 1. Величина сопротивления ВН обечпечивается замыканием контактов 10, а

Rit — замыканием контактов 10 и 11.

Величину В„, = оо получают, разомкнув контакты 12 в цепи обмотки якоря 4.

При постоянстве потока возбуждения синхронной машины 1, приводимой. во вращение исполнительным двигателем 2, жестко связанным валом 3, действующее значение 8 напряжения

П, индуктируемого в обмотке якоря на холостом ходу Z> =Со, изменяется от частоты вращения п по линейному закону.

При включении в цепь якоря тарированных сопротивлений Rz, нагрузки 5 по обмотке якоря протекает ток, вызывающий падение напряжения как .на активном сопротивлении R обмотки якоря, так и на индуктивйых сопротивлениях Х, Х или Х . В синхронных машинах при изменении частоты вращения меняется частота напряжений П; и тока в обмотке якоря, 1065788 что приводит к изменению индуктивных сопротивлений Х, Х< или Х . .)то определяет нелинейно характер (9) изменения U, (фиг. 2 и 3). От величины сопротивления нагрузки R зависит и наклон характеристик 9 и степень отклонения от их линейного закона

К = - -. = СеС; при 1 = 1ф2р3, U

U<

К; = — =С -М при i = 1,2,3

Ф

Коэффициенты нелинейности C„" и

N, определяются из уравнений электрического равновесия, в которое и входят параметры обмотки якоря Х> или Х = Xg X< с„=РН1(х, (й,р н„1 ) (y y p(g р кн11 1 7

"1="н1(" р 1"q ""нй 1

Если синхрояная машина 1 явноПолюсная, то при трех значениях сопротивления нагрузки якоря R>, .замерают соответственно три значения (фиг.2) напряжения U c помощью вольтметра б, а частоту вращения фиксируют при этом, например, с помощью частотомера 7. Путем последующего расчета по соотношениям, полученным из уравнения электрического равновесия, рассчитывают синхронные индуктивные сопротивления обмотки якоря из системы уравнений

К = — = Се С при 1 = 1,2,3

1 = и по выражениям

-4 коэффициенты которых определяют по уравнению

AX +2XB+C = О, В=В„К+К тЕ,, С=й1К Я2Щ+Я Г а R„=(R+ R„,1, К2=(Р,,+Р„2 ); R>-(R+> gz>)

„К= К, .,R„,ß2-R,1; =К,Н „„Кн2,(-,);.=

2 2 2

Ъ И1 Н2 % 2).

Расчетную часть и экспериментальную часть можно упростить.

Для этого измерения U, т.е. пер. вое измерение, выполняют при разомкнутом контакте 12 на холостом ходу (Rq; = О2 ). Параметры синхронной машинй расчитывают по выражениям =(дщ) ((х р р„ ) коэффициенты которых определяются уравнением

2 2 2 2 2

3 Н2КЗ "2 <н K2 О °

В случае неявнополюсной машины синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки якоря Х =ХА = Х определяют, проведя измерения выходного напряжения обмотки якоря Uj npu двух различных значения нагрузки Н, расчетным путем из системы уравнений где "1=ОН,(Х (асср "н, P) по выражению)(=(ц (q + } ц (Р } )

В этом случае расчет и эксперимент могут быть упрощены, если первое измерение фазного напряжения U, выполняют йа холостом ходу при

R = oo, а параметры расчитывают по

Н1 выражению

Напряжение фазы изменяется под нагрузкой от частоты вращения n„ не по линейному закону (фиг, 4 и 5) характеристика 9

Ui

К = — = К Ли. и 2 при i = 1,2,3

35 — — К ° В и и

Коэффициент нелинейности A . .и В; .определяется из уравнения электрического равновесия, в которое входят параметры обмотки якоря Ь,), L или L> ;= „,L "" "" „,L ""Р " 2 (a 2«Kp y aia

Если синхронная машина 1 явнополюсная при трех значениях частоты вращения n,, обеспечиваемых исполнительным двигателем 2 по второму варианту способа замеряют соответственно три значения (фиг. 2) напряжения

U с помощью вольтметра 6, а частоту вращения фиксируют при этом, например, с помощью частотомера 7. Путем последующего расчета по соотношениям, полученным из уравнения электрического равновесия, расчитывают синхронные индуктивности обмотки якоря из системы уравнений

K; =-+ = К ° Л; при j. = 1,2,3.

1 по выражениям

1065788

e = const коэффициенты которых определяют по уравнению х (Ае „веф+се, +ах(де,+ее,.ce,)+p в+с.о, 2 2 2, где Д g (Tl -ь у

В.k (< h>) > я г

С= К (п - и, ) ;. n 0 р "н1

В случае неявнополюсной синхронной машины синхронную индуктивность

L+ = Lg Ь<.определяют, проводя измерения вйходного напряжения odмотки 4 якоря U при двух значениях частоты вращения (фиг..5, характеристика 9), расчетным путем из системы уравнений.

Способ определения синхронных индуктивных сопротивлений предполагает, что величина сопротивления нагрузки 5 тарирована предварительно.

Однако возможно определение величины сопротивления нагрузки 5 н непосредственно в опыте. Для этого в йепь обмотки якоря 4 необходимо включить амперметр (не указан) и расчетным путем определить сопротивление нагрузки В„;

Rt11 = U4 iZ4 °

Способ определения индуктивных сопротивлений обмотки якоря применим

)O для синхронных машин как с обмоткой возбуждения, так и с постоянными магнитами и позволяет учитывать aicтивное сопротивление как явнополюсных, так и неявнополюсных синхрон- . ных машин, повьыая точность определения.

Предлагаемый способ может найти применение и для различных электрических машин двойного питания. Для этого одну обмотку подключают к источнику постоянного тока, а другую используют как якорную и .наоборот.

1065788

с>

Составитель В. Трегубов

Редактор Е. Кривина ТехредМ.Гергель .,Корректор Л. Патай. г

Заказ 11036/46 Тираж 716 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патеит, r. Ужгород, УЛ. Проектная, 4