Способ определения добавочных потерь в якорной обмотке электрической машины постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электрическим мэшинам, а именно к испытаниям и исследованиям электрических машин постоянного ток а

Известен способ определения добавочных потерь в якорной обмотке, согласно которому экспериментально измеряют магнитные потери холостого хода, а добавочные потери при нагрузке определяют .как долю магнитных взависимости от отношения тока якоря к номинальному , l .

Недостаток способа заключается в том, что он учитывает приближенно потери в якорной обмотке от магнитного поля, входящие.в состав магнитных потерь холостого хода.

Наиболее, близким по технической сущности и достигаемому результату

к предлагаемому является способ определения добавочных потерь в я кордной обмотке электрической машины постоянного TipKa путем измерения потерь холостого хода магнитных потерь от вихревых токов при температуре окружающей среди на обмотанном и необмотанном якорях 2j .

Недсхзтатками известного способа являются повышеннае трудоемкость и длительность испьгааний, а также пониженная точность, так как требуется посадить на аеобмотанный подшипники и собрать якорь в магнитную систему, после испытаний необходимо разобрать якорь и снять подшипники, после чего выполняется намотка секций, пропитка и сушка якоря. Повторные испытания возможны не ранее чем через 3-4 дня. Из-за разрыва во .времени и разных условий охлаждения тепловое состояние сердечника может быть разным для обмотанного и необмотанного якорей. Учет температур сердечника и обмотки в результатах замеров не предусмотрен. Поэтому разброс в результатах испытаний велик и требуется повторять измерения на большем числе якорей.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности определения добавочных потерь.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения добавочных потерь в якорной обмотке электрической машины постоянного тока путем магнитных измерений потерь холостого хода и потерь от вихревых токов при т пературе окружакяцей среды i ( , якорь с обмоткой нагревают до номинального режима температуры ,2 измеряют магнитные холостого хода, по каждому из этих значений определяют, например путем построения графика долю потерь, вызванных вихревыми токами, соответственно Р и добавочные

потери в якорной обмотке определятери в якорной ют по выражению

о Рь. - Ptt (

(1) ёг (о,-Лс)()

Pt, и Pjj - потери на вихревые токи в обмотанном якоре при темпера 1 и ig ;

туре

Л;ц и «с - температурные коэффициенты удельных электрических сопротивлений меди и стали соответственно. На фиг. 1 изображена схема измерения омического сопротивления обмотки якоря; на фиг. 2 - схема испы таний серйесных двигателей постоян ного тока; на фиг. 3 - кривые завц.симости магнитных потерь, отнесенных к частоте вращения, от частоты вращения..

Определение добавочных потерь в . 0 якорной проводят в следующей последовательности.

Измеряют электрическое сопрютивление якорной обмотки при тетлпературе окружающей среды и магнитные по 5 тери холостого хода при холодном якоре при температуре окружающей среды ti . Для этого могут быть применены известные методы тарированного двигателя, измерение мощности Q двигателя в режиме хЬло.стого хода, самоторможение и прочие. Мгняину нагревгиот до рабочих температур, причем нагрев может быть осуществлен за счет пролуркания тока через обмотки-, а такйсе с помсяцью внешних

нагрев ательнЕхк -устройств.

: Повторно измеряют магнитные потери холостого- хода при горячем якоре. С помощью графических построений иа магнитных потерь владеляют потери на вихревые токи при холодном и горячем якорях. Находят добавочные . потери в якорной обмотке по выражению (1) . Электрическое сопротивление обмотки коря измеряют. Например, методом вольтметра - амперметра по схеме, приведенной на фиг. 1. Для этого на коталекторкые пластины 1 устанавливают щупы 2 и 3, через которые к обмотке 4 подводятГ. посто явный ток, измеряемый шперметром 5 Падение напряжения на записанной ,части обмотки 4 измеряют вольтметром ;6. Сопротивления измеряют при температуре окружанвдей среды и после замеipOB потерь холостого ода.

Магнитные потери холостого хода определяют способом тарированного двигателя по схеме, приведенной на фиг. 2. В качестве тарированного двигателя 7 (ТД) используют двигатель 8 того же типа, что и испытуемый двигатель 8 (ИД).

Рубильник 9 устанавливают в нейтральное положение О, при котором ИД 8 оказывается обесточенным. Рубильники 10 и 11 замыкают в положение 1 , что обеспечивает включение ТД 7 на независимое возбуждение. С помощью генератора 12 устанавливают по с мперметру 13 в обмотке 14 возбуждения тарированного двигателя 7 (ОВТД) ток/ величину которого поддерживают постоянной при дальнейших испытаниях..

Плавно повышают напряжение генератора 15, измеряемое воль тметром 16 при этом двигатели 8 (ИД) и 7 (ТД) приводят во вращение с номинальной частотой. Такой режим работы вьадерживают с целью прогрева подшипниковых узлов обоих-двигателей 7 и 8.

Для тарировки двигателя 7 (ТД) с помощью генератора 15 устанавливают несколько значений частоты вращения в требуемом диапазоне работы двигателя 8 ИД. При каждом режиме работы измеряют амперметром 17 ток, потребляемый двигателем 7 (ТД), и вольтметром 16 - напряжение на его якоре

В цепи обмотки возбуждения 18 двигателя 8 (ИД) с псшсиоью генератора 19 и амперметра 20 устанавливают номинальный ток возбуждения, для чего рубильник 9 включают в положение I.

При тех же значениях частоты вращения амперметром 17 и вольтметром 16 измеряют ток и напряжение, характеризующие мощность, потребляемую двигателем 7 (ТД). После проведения замеров двигателя 7 и 8 останавливают и выполняют замер сопротивления , обмотки якоря испытуемого двигателя 8, по которому определяют температуру обмотки якоря.

Для нагрева двигателя 8 (ИД) до равочих температур оба двигателя 8 (ИД) и 7 (ТД) испытывают в режиме взаимной нагрузки. Необходимое измерение силовой схемы осуществляют включением рубильников 9-11 в Положение 2 (фиг. 2). С помощью генераторов 12 и 15. устанавливают номинальный длительный режим. После окончания отключения двигателей 7

и 8 и установки рубильников 9-11 в нейтральное положение О испытуемый двигатель 8 (ИД) теплоизолируют для выравнивания температуры и измеряют сопротивление обмотки якоря

После проведения режима выравнивания температуры в якоре рубильники 9-11 включают в положение Ч. На двигателях 7 (ТД) и 8 (ИД) устанавливают по амперметру 13 и 20 токи возбуждения и повторно измеряют с помощью амперметра 17 и вольтметра 1 мощность, подводимую к тарированному двигателю 7..

После выполнения замеров двигатели останавливают и замеряют сопротивление обмотки якоря, по которому определяют температуру обмотки якоря.

По результатам замеров, приведенных для каждой частоты вращения, выполняют расчет магнитных потерь холостого хода РМЯГ Потери Рмаг относят К соответствующей частоте и строят график -i(ti) (фиг. 3), экстрполяция которого на ось координат позволяет определить потери на гистерезис Рр за один оборот двигателя. Затем для каждой частоты вращения и двух температур якоря ti .рассчитывают потери на вихревые токи

; РЬ P«o,f - Pr-h

По выражению для Pg определяют . искомую величину добавочных потерь в якорной обмотке при температуреij.

Описанные действия позволяют упростить технологию проведения испытаний, поскольку отпадает необходимость установки термопар для замера температурного поля в стали сердечника якоря.

Использование предлагаемого способа определения добавочных потерь в якорной обмотке обеспечивает по сравнению с известными снижение себестоимости и трудоемкости исследования и повышает точность измерений.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОБАВОДНЫХ ПОТЕРЬ В якорной ОБМОТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАГаИНЫ постоянного ТОКА путем магнитных измерений потерь холос-Ш го Яояа и потерь от вихревых токов при температуре окружающей среды 1 , отлич аюцийся тем, что, с mT --frr1 Тт I .1 I -V.I I I ч Iцелью уменьшения трудоемкости и по1вышения точности определения доба вочных потерь, якорь с обмоткой нагревают до температуры рабочего номинального режима 2 измеряют магнитные потери холостого хода, по каждому из этих значений 9пределяют, например путем построения графика, долю потерь, вызванных вихревыми токами, соответственно f и РЬ, , а добавочные потери в якорной обмотке определяют по выражению Р JVNt - cli2-iO . ёз («X.M-ocKti-L V i, i« - температура окружаюгде I щей среды; - температура номиналь(П ного режима работы; т с температурные коэффициенты удельных электрических сопротивлений меди и стали соответственно. О СП / I I .L-J . I 1.1 :о 4 it.l