Способ измерения синхронных индуктивных сопротивлений явнополюсного синхронного генератора Советский патент 1983 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, в ч.астности к электрически машинам переменного тока, и может быть использовано для определения синхронных индуктивных сопрютивленийявнополюсных синхронных генераторов по продольной и поперечной осям, преимущественно синхронных ченераторов, для автономных объектов например автомобильных 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, прведении ротора во вращение с постоянным скольжением и измерении фазного тока, напряжения и.мощности обмотки якоря р-З .

Способ сложен в реализации и дае малую точность определения индуктивных сопротивлений. Наиболее близким к предлагаемому являeтcяJ способ измерения синхронных индуктивных сопротивлений явнополюсного синхронного генератора по его продольной и поперечной осям при подключении генератора через выпрямитель к регуЛируеьюйнагрузке, заключающийся в подключении обмотки возбуждения к источнику питанияприведении ротора генератора во вращение, измерении частоты враще ния 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 кэмеренным 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 напряжении на зажимах якорной обмотки, после чего опреде,ляют искомые параметры из системы уравнений.

Условием однозначности .искомых индуктивных сопротивлений из уравнений является одинаковое магнитное состояние машины по пути замыкания результирующего магнитного потока 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 тогог не учитывается влияние

падения напряжения на активном сопротивлении якорнс|й обмотки, из-за чего при постоянстве напряжения на клеммах якорной обмотки не может быть достигнута та же величина результирующего магнитного потока. Это особенно важ-нй в малых машинах со значительной величиной активйого сопротивления якорной обмотки

Цель изобретения - повышение тоности измерения си|нхронных индуктивных сопротивлен ий синхронного генератора по его продольной и попречной осям при одновременном упрощении способа и снижении расхода электроэнергии на проведение испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что согласно {способу измерени синхронных индуктийных сопротивлений явнополюсного синхронного генератора по его продольной и поперечной осям при подкл очении генератора через выпрямите|пь к регулируемой нагрузке, закл1оча1бщемуся в подключении обмотки в|эзбуждения к истонику питания, приведении ротора генератора во вращение, измерении частоты вращения ротора, а также тока обмотки возбуждения, фазного тока и напряжения якорной обмотки при двух различных зна-Нениях сопротивления нагрузки,; стабилизации при этсям 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 различным сопротивлениям нагрузки, а третья частота вращения - холостому ходу генератора.

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

4f.4f

п,

х , |U(p

U,

тг.

Хс хЕорх5 ПУу д у Ц7(.1у79лп Уа- Уч У У

5 X

V (,)

..,

HX, п;,,. nj : частоты враще; ния Генератора при холостом ходе и в первом и втором нагрузочных режимах

соответственно,

E-j, , Um, rUftj - напряжения на фазах генератора при холостом ходе, а также первом и втором нагрузочных режимах, в;

Зф, ,3ф7- токи фаз генератора в первом и втором нагрузочных режимах. At R(p- активное сопротивление фазы. Ом,

ве1кторные углы между ЭДС фазЬг и токсм фазы в первом и втором . нагрузочных режимах) ЛАсинхронные ийЧ«дykтивныe coiippтивления фаз по поперечной про, дольной осям :

при 4actOTe вращения П)( .

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.З векторная диаграмма напряжений синхронного генератора.

Пример. Производят опреде)пение синхронных индуктивных сопротивлений по продольной и попереч-; ной осям опытного автомобильного синхронного генератора с HONmHcUibным напряшением 14 В и мощностью 1,5 кВт с когтеобразным индуктором (на базе генератора Г287). .С этой целью генератор с якорной обмоткой

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

2возбуждения - к аккумулятору 5, Для контроля и Поддержания постоянства тока возбуждения в цепь возбуждения включают амперметр 6 и реО.стат 7. Напряжение на цагрузке, измеряемое вольтметром 8, выбирают равным 6 В, т.е. ниже номинального.В цепь нагрузки включают амперметр 9

и выключатель 10. Измерение тока фазы производят амперметром 11, а фазного напряжения - вольтметром 12 Реостатом 7 устанавливают ток возбуждения и поддерживают его равным 3,5 А.

Приводят во вращение ротор генератора и при разомкнутом выключателе 10 повышают частоту вращения

до тех пор, пока напряжение на клеммах выпрямителя 3, показанное вольтметром 8, не достигнет величины 6 В. Этому режиму соответствует частота вращения п холостого хода, 5 равнай в данном случае 410 мин и ЭДС фазы, измерения по вольтметру 12, Еф, 2,76 В.

Затем замыкают выключатель 10 и, меняя сопротивление нагрузки 4, уве10 личивеиот ток нагрузки, поддерживая выпрямленное напряжение (показание вольтметра 8) равным б В увеличением частоты вргицения генератора. В этом (первом) нагрузочном режиме

5 ток фаз1 Зф по амперметру 11 равен 51,8 А, фазное напряжение по вольтметру 12 иф4 4,64 В, а частота вращения п 1212 мин, Затем процесс повторяют для

0 следующего (второго) нагрузочного режима и получают параметры: Зфу 81,4 А,ифг 5,12 В,п 3090 MHHJ Измерения на этом прекращают, а результаты измерений используют в

5 последующей операции вычислений по указанным формулам с применением графоаналитического метода. , Зависимости тока нагрузки генератора от частоты его вращения при

0 постоянных тока возбуждения и напряжения нагрузки показаны на фиг.2: одна кривая приведена при номинальном напряжении нагрузки ицом 14 В, другая - при напряжении U 6 В,

с принятом для проведенных испытаний.

Определив с помощью измерений и последующих вычислений величины ( и Хп)( соответствующие разбросу,равному нулю, опре деляют синхронное индуктивное сопротивление генератора

0 по продольной оси

Хо 0,041818 Ом при

,Х( 0,031363 Ом при 410 мин.

По этим данным, учитывая прямую

пропорцконашьность величины индук5 тивного сопротивления частоте, определяют величины синхронных индуктивных сопротивлений для любой час тоты как координаты характеристики генератора при номинальном напря0 жении.

Расчетную характеристику при номинальном напряжении сравнивают с опытной. Расхождение нё превышает 4%, что вполне допустимо,так

5 как производительный разброс параметров значительно больше (104-12%) При определении синхронных индуктивных сопротййлений по предлагаемому способу при пониженном на0 пряжении нагрузки значительно снижаются энергозатраты на проведение испытаний. Так, в приведенном примере генератор для достижения установившегося теплового состояния

5 выдерживают в каждом нагрузочном

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