Способ измерения синхронных индуктивных сопротивлений явнополюсного синхронного генератора

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИНХРОННЫХ индактивных СОПРОТИВЛЕНИЙ явно- . полюсного СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА по его продольной и поперечной осям при подключении генератора через выпрямитель к регулируемой нагрузке. заключающийся в подключении обмотки возбуждения к ис1точнику питания, приведении ротора генератора во вращение , измерении частоты вращения ротора, а также тока обмотки возбуждения , фазного тока и напряжения якорной обмотки при двух различных значениях сопротивления нагрузки , стабилизации напряжения на нагрузке и вычислении искомых индуктивных с опротивлений по измеренным параметрам, отличающийся :тем, что, с целью повышения точности при одновременном упрощении способа и снижении расхода электроэнергии на проведение испытаний, ток возбуждения поддерживают постоянным, замеV ры характеристик генератора производят поочередно при трех различных частотах вращён1 я, две из которых соответствуют двум различным сопротивлениям нагрузки, а третья частота вращения - холостому ходу генератора . f эо

В

09) 118

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ШВСВС

РЕСПУБЛИН

3150 . 0 01 В 31/34

В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

k ABTOPCkOMV СВИСВСВВЬСТВВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н0МНТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБ Ч:-тКНИй И ОтНРЫтВй

В (21) 3482821/24-07 (22) 24.08 ° 82 (46 ) 30.12 ° 83. Бюл. 9 48 (72) Э.A ° Бауман (71) Московский завод автотракторного электрооборудования АТЭ-1 (53) 621.313 (088.8) (56 ) 1. Харламов Е.Ф. Определение частотных характеристик по осям .d и о из опыта скольжения.. -.

В кн.: Теория, расчет и исследова- ние высокоиспользованных электричес ких машин. N.-JI., "Наука", 1965, с. 95-.1,08.

2. Авторское свидетельство СССР

М 501450, кл. Н 02 К 15/00, 1973. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИНХРОННЫХ ИНДУКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЯВНО- .

ПОЛЮСНОГО СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА по его продольной и поперечной осям при подключении генератора через выпрямитель к регулируемой нагрузке, заключающийся в подключении обмотки возбуждения к иСточнику питания, приведении ротора генератора во вращение, измерении частоты вращения ротора, а также тока обмотки воз-.

:буждения, Фаэного тока и напряжения якорной обмотки при двух различных значениях сопротивления нагрузки, стабилизации напряжения на нагС рузке и вычислении искомых индуктивных Сопротивлений по измеренным параметрам, отличающийся

:тем, что, с целью повышения точности при одновременном упрощении способа и снижении расхода электроэнергии на проведение испытаний, ток возбуж дения поддерживают постоянным, заме- Щ ры характеристик генератора производят поочередно при трех различных частотах вращения, две из которых соответствуют. двум различным сопротивлениям нагрузки, а третья частоР В та вращения — холостому ходу гене- Я ратора.

1064248

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам переменного тока, и может быть использовано для определения синхронных индуктивных.сопротивлений явнополюсных синхронных генераторов по продольной и поперечной осям, преимущественно синхронных генераторов, для автономных объектов, например автомобнльных и других транспортных генераторов, работающих при переменной частоте вращения.

Известен Способ измерения синхронных индуктивных сопротивлений явнополюсной синхронной машины, заключающийся в подключении якорной обмотки к сети переменного тока, приведении ротора во вращение с постоянным скольжением и измерении фаэного тока, напряжения и,мощности обмотки якоря Г11 .

Способ сложен в реализации и дает малую точность определения индуктивных сопротивлений. Наиболее близким к предлагаемому является, способ измерения синхронных индуктивных сопротивлений явнополюсного синхронного генератора по его продольной и поперечной осям при подключении генератора через выпрямитель к регулируемой нагрузке, заключающийся в подключении обмотки возбуждения к источнику питания; приведении ротора генератора во вращение, измерении частоты вращения ротора, а также тока обмотки возбуждения, фазного тока и напряжения якорной обмотки при двух различных значениях сопротивления нагрузки, стабилизации напряжения на нагрузке и вычислении искомых индуктивных сопротивлений по изме-. ренным параметрам.

Согласно способу электрическую машину подключают через выпрямитель к регулируемой нагрузке, устанавливают одно значение нагрузки и замеряют угол коммутации, затем устанавливают другое значение нагрузки и замеряют угол коммутации при том же -йапряжении на зажимах . якорной обмотки, после чего опреде. ,ляют искомые параметры иэ системы ! уравнений, Условием однозначности, искомых индуктивных сопротивлений из уравнений является одинаковое магнитное состояние машины по пути замыкания результирующего магнитного пото. ка (2).

Однако при измерениях постоянство напряжения при разных нагрузках поддерживают изменением тока возбуждения, тем самым изменяя магнитное состояние машины, что обусловливает появление при известном способе неопределенной погрешности.

Помимо того, не учитывается влияние падения напряжения на активном сопротивлении якорной обмотки, из-эа чего при постоянстве напряжения на клеммах якорной обмотки не может. быть достигнута та же величина результирующего магнитного потока.

Это особенно важно в малых машинах со значительной величиной активйого сопротивления якорной обмотки. Цель изобретения — повышение точ10 ности измерения синхронных индук50. Е ф (!Э Л Ф (Л +Ë б 9 ? (3 (P ? Й Я - 3 фЛ Ь Л И Л Л)

Зал Зф2(%ля 2 Ялй Щ g)

ЕфуЯЛИ ? - 1(р? К, ), Ьк х

ЬК Ъ 3925.29

60 где и„, и„, и частоты вращения генератора при холостом ходе и в первом и втором нагрузочных режимах тивных сопротивлений синхронного генератора по его продольной и поперечной осям при одновременном упрощении способа и снижении расхода

35 электроэнергии на проведение испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения синхронных индуктивных сопротивлений явнополюсного синхронного. генератора по его продольной и поперечной осям при подключении генератора через выпрямитель к регулируемой нагрузке, заклЮчающемуся в под25 ключении обмотки возбуждения к источ. нику питания, приведении ротора генератора во вращение, измерении частоты вращения ротора, а также тока обмотки возбуждения, фазного тока и напряжения якорной обмотки при двух различных значениях сопротивления нагрузки,-стабилизации при этом напряжения на нагрузке и вычислении искомых индуктивных сопротивлений по измеренным параметрам, ток возбуждения поддерживают постоянным, замеры характеристик генератора производят поочередно при трех различных частотах вращения, две из которых соответствуют двум

40 различным сопротивлениям нагрузки, а третья частота вращения — холостому ходу генератора.

Искомые индуктивные сопротивления Х и Х находят иэ системы уравнений, полученных из векторной диаграммы синхронной явнополюсной машины

1064248 соответственно, мин

В, и,ц, — напряжения на е Ч 1 фазах генератора при холостом ходе, а также первом и втором нагрузочных режимах, В, „,Dye- токи фаз генера тора в первом и втором нагрузочных режимах, A„ .!

R — активное сопро- . тивление фазы, Ом, . t5 („, - векторные углы между ЭДС Фазы и током фазы в первом и втором нагрузочных режимах

Х „,Х „ - синхронные индуктивные сопротивления фаэ по

" поперечной про- 25 долькой осям при частоте вращения ng .

На фиг. 1 показана электрическая схема осуществления способа на фиг. 2 - характеристика генератора с нагрузочными режимами для измерения: параметров, используемых для операции вычисления, на фиг.3— векторная диаграмма напряжений синхронного генератора.

Пример. Производят определение синхронных индуктивных сопротивлений по продольной и попереч ной осям опытного автомобильного @) синхронного генератора с номинальным напряжением 14 В и мощностью

1,5 кВт с когтеобразным индуктором (на базе генератора Г287)..С этой целью генератор с якорной обмоткой

1 и обмоткой 2 возбуждения устанавливают на стенд. Якорную Ьбмотку 1 через выпрямитель 3 присоединяют к регулируемой нагрузке 4, а обмотку, 2 возбуждения — к аккумулятору 5..

Для контроля и поддержания постоянства тока возбуждения в цепь возбуждения включают амперметр 6 и реостат 7. Напряжение на нагрузке, измеряемое вольтметром 8, выбирают равным б В, т.е. ниже номинального.В . 55 цепь нагрузки включают амперметр 9 и выключатель 10. Измерение тока.

Фазы производят амперметром 11, а

Фаэного напряжения — вольтметром 12.

Реостатом 7 устанавливают ток воз- 60 буждения и поддерживают его равными

3,5 A. приводят во вращение ротор генератора и при разомкнутом выключателе 10 повышают частоту вращения б5 до тех пор, пока напряжение на клеммах выпрямителя 3, -показанное вольтметром 8, не достигнет величины б В. Этому режиму соответствует частота вращения и> холостого хода, равна* в данном случае 410 мин и

ЭДС фазы, измерения по вольтметру

12, ЕР„ = 2,76 В.

Затем замыкают выключатель 10 и, меняя сопротивление нагрузки 4, увеличивают ток нагрузки, поддерживая выпрямленное напряжение (показание вольтметра 8) равным б В увеличением частоты вращения генератора. В этом (первом) нагруэочном режиме ток фазы 3 по амперметру 11 равен 51,8 A., Фазное напряжение по вольтметру 12 U < = 4,64 В, а частота вращения п = 1212 мин", -Ф

Затем процесс повторяют для следующего { второго) нагруэочного режима и получают параметры: 3yz =

81,4 A Uy = 5,12 В,п 3090 мин,", Измерения на этом прекращают, а результаты измерений используют в последующей операции вычислениЯ по указанным формулам с применением графоаналитического метода.

Зависимости тока нагрузки генератора от частоты его вращения при .постоянных тока возбуждения и напряжения нагрузки показаны на фиг.2: одна кривая приведена при номинальном напряжении нагрузки Оно = 14 Bi другая — при напряжении U = б В, принятом для проведенных испытаний.

Определив с помощью измерений и последующих вычислений величины и

Х „ соответствующие разбросу,равному нулю, определяют синхронное индуктивное сопротивление генератора по продольной оси

Х =0,041818 Ом при n=n =410 мин р

Х „=.0,031363 Ом при n=n„=410 мин .

По этим данным, учитйвая прямую пропорциональность величины индуктивного сопротивления частоте, определяют величины синхронных индук. тивных сопротивлений для любой час тоты как координаты характеристики генератора при номинальном напряжении.

Расчетную характеристику при номинальном напряжении сравнивают с опытной. Расхождение не превышает 4%, что вполне допустимо,так как производительный. разброс параметров значительно больше (10+12%)

При определении синхронных индуктивных сопротивлений по предлагаемому способу при пониженном на-. пряжении нагрузки значительно снижаются энергоэатраты на проведение испытаний. Так, в приведенном примере генератор для достижения установившегося теплового состояния выдерживают в каждом нагруэочном

1064248

ВНИИПИ

Тираж 710

Заказ 10527/48

Подписное фиг,3 режиме 2 ч, с учетом КПД = 0,25, способ позволяет сократить расход электроэнергии на один генератор на 11,52 кйт-ч.

При увеличении номинальной мощности генератора увеличивается и эконрмия электроэнергии, обеспечиваемая применением предлагаемого способа.

Предлагаемый способ определения синхронных индуктивных сопротивлений проще способа-прототипа и других известных способов, поскольку для его осуществления не требуется никаких других приборов и оборудования, кроме используемых для опре деления соответствия характеристик генератора требованиям технического задания при номинальном напряжении.

Увеличение числа приборов и сложности схемы приводит зачастую не к повьиаению точности, а к накоплению возможной ошибки, что исключг1ется при использовании предлагаемого способа..

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Использование предлагаемого способа определенйя, синхронных индуктивных сопротивлений генератора по сравнению с известными обеспечивает высокую точность, что свя5 вано с опредени величин по результатам измерений в схеме определения рабочих характеристик генератора, возможность применения способа вне зависимости, от конструкции полюсов и наличия демпферной обмотки а также экономию энергоресурсов на проведение испытаний, что особенно важно при накоплении статистических данных по результатам испытаний пар-!

5 тий генераторов.

Укаэанные преиму цества позволяют без существенных затрат определить синхронные индуктивные сопротивле,ния большого числа типов генерато2О ров в самых разных режимах насыщения и тем самым повысить точ ность анализа и синтеза параметров генераторов и, соответственно, технический уровень автомобильных. синхронных генераторов.