Способ настройки коммутации электрической машины постоянного тока с короткозамкнутыми витками на главных полюсах Советский патент 1984 года по МПК H02K13/14 

Изобретение относится к электромашиностроению и касается способов настройки коммутации коллекторных электрических машин постоянного тока, предназначенных для работы в условиях колебания питающего напряжения, и может быть использовано в машинах последовательного возбуждения с многовитковыми обмотками главных полюсов и многовитковыми секциями якоря, у которых трансформаторная ЭДС в коммутируемых секциях превышает во время переходных режимов реактивную ЭДС, например, в высоковольтных вспомогательных машинах магистральных электровозов постоянного тока с номинальным напряжением 3000 В, мощностью 20-50 кВт. Известен способ настройки коммутации электрической машины постоянного тока последовательного возбуждения в переходных режимах путем ступенчатого регулирования параметров машины с помощью шунта, подключенного параллельно одной из обмоток, наблюдения за искрением посредством прибора 1. Недостатком известного способа является то, что он не позволяет уменьщить трансформаторную ЭДС в коммутируемых секциях машины, которая вызывается изменяющимся во времени потоком главных полюсов. Эта ЭДС обусловливает в машинах последовательного возбуждения интенсивн ую вспышку на коллекторе, разрушающую коллектор и щетки. Наиболее близким к предлагаемому является способ настройки коммутации электрической машины постоянного тока последовательного возбуждения с.короткозамкнутыми витками на главных полюсах в переходных режимах путем ступенчатого регулирования параметров машины с помощью шунта, подключенного параллельно одной из обмоток, наблюдения за искрением посредством прибора, при этом при каждой ступени производят отключение и включение напряжения, измеряют интенсивность искрения при включении напряжения и определяют оптимальное сопротивление резистора по минимуму искрения 2. Недостаток указанного способа заключается в том, что снижается КПД машины изо о ОТ-Т riQ П CTIfVItt llVftfl n Tf 11ГТ ТЧ|1ГЪ-17Т ЧТ11 Ч за выделяющихся в шунтирующем резисторе потерь при работе в продолжительном режиме. Цель изобретения - повыщение КПД машины за счет уменьшения электрических потерь. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу настройки коммутации электрической машины постоянного тока с короткозамкнутыми витками на главных полюсах путем ступенчатого регулирования сопротивления резистора, включенного параллельно обмотке возбуждения, измерения интенсивности искрения при включении напряжения и определения оптимального сопротивления по минимуму искрения, ступенчато регулируют сопротивление короткозамкнутых витков, при этом на каждой ступени регулирования указанного сопротивления при варьировании сопротивления резистора производят серию режимов отключения и включения, а заканчивают регулировку сопротивления короткозамкнутых витков на ступени, при которой достигается минимальное искрение с разомкнутым резистором. На фиг. 1 показан полюс электрической машины с короткозамкнутым витком, поперечный разрез; на фиг. 2 - электрическая схема машины, согласно которой реализуется предлагаемый способ; на фиг. 3 - У-образные зависимости степени искрения от величины сопротивления короткозамкнутых витков. На сердечнике 1 (фиг. 1) главного полюса машины размещен короткозамкнутый виток 2, расположенный между катущкой возбуждения и наконечником полюса и выполненный из электропроводного материала, например алюминия. Параллельно обмотке возбуждения 3 (фиг. 2) подключен резистор 4 с регулируемым сопротивлением г. Способ осуществляется следующим обС начальным сопротивлением короткозамкнутого витка Si ступенчато 6-8 раз регулируют сопротивление резистора, провЬдят режимы отключения и включения питающего напряжения при каждой ступени сопротивления, резистора. Опыт проводят при максимально возможном напряжении сети. При этом измеряют интенсивность искрения при включении напряжения. Первый режим «Отключение - включение проводят при сопротивлении резистора 2 «N (обрыв в цепи шунтировки). Перед каждым последующим режимом ступенями уменьшают г так, что последний из 6-8 режимов проводят при величине z: г, определяемой максимально допустимой интенсивностью искрения, например, 3 балла шкалы ГОСТ 183-74. Промежуток времени между обрывом и восстановлением питания должен быть одинаковым во всех режимах в пределах 0,2-1 с. В каждом режиме в момент восстановления напряжения измеряют класс коммутации, например, индикатором искрения и замеряют величину сопротивления резистора. Далее уменьшают сопротивление короткозамкнутых витков до величины Sz путем увеличения сечения или применения материалов с меньшим удельным сопротивлением, при этом снова ступенчато регулируют сопротивление резистора и проводят серию режимов отключения и включения питающего напряжения при каждой ступени сопротивления резистора. Затем вновь уменьшают несколько раз сопротивление короткозамкнутых витков до величин Sj и

84 с-последующим повторением перечисленных выше операций и заканчивают регулировку сопротивления короткозамкнуты) витков и ступени, при которой достигается минимальное искрение с разомкнутым резистором. Используя полученные данные,, строят зависимости класса коммутации от величины ft p-j-p -, где Го сопротивление обмотки возбузадения (кривые 1, 2, 3, 4 на фиг. 3). Оптимальным сопротивлением короткозамкнутых витков 5з явля,ется такое их сопротивление, при котором минимальное искрение достигается при разомкнутом резисторе, т.е. при 1 (кривая 3 на фиг. 3). Регулировочный резистор 4 после настройки отключают. Минимум искрения при j3 1 с короткозамкнутыми витками с сопротивлением Si объясняется тем, что именно при сопротивлении Sj обеспечивается оптимальное соотношение между всеми ЭДС в коммутируемых секциях, а небалансная ЭДС при

этом близка к нулю. При сопротивлениях короткозамкнутых витков Si и Sj оптимум соотношения ЭДС в коммутируемых секциях достигается лишь при совместном действии короткозамкнутых витков и регулировочного сопротивления 4. Наконец, при слишком малом сопротивлении короткозамкнутых витков S4 искрение в переходных режимах вновь усиливается за счет преобладания

реактивной ЭДС над трансформаторной . Ускорять процесс настройки коммутации за счет того, что снимать только точки ai, аз, аз, а (при разомкнутом резисторе изменять сопротивление короткозамкнутых витков) нецелесообразно, так как по одной точке трудно оценить требующееся количественное изменение сопротивления короткозамкнутых витков для получения оптимальной настройки коммутации в точке а , в которой наблюдается наименьшее искрение.

СПОСОБ НАСТРОЙКИ КОММУ ТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА С КОРОТКОЗАМКНУТЫМИ ВИТКАМИ НА ГЛАВНЫХ ПОЛЮСАХ в переходных режимах путем ступенчатого регулирования сопротивления резистора, включенного параллельно обмотке возбуждения, измерения интенсивности искрения при включении напряжения и определения оптимального сопротивления по минимуму искрения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД машины за счет уменьшения электрических потерь, ступенчато регулируют сопротивление короткозамкнутых витков, при этом на каждой ступени регулирования, указанного сопротивления при варьировании сопротивления резистора производят серию режимов отключения и включения, а заканчивают регулировку сопротивления короткозамкнутых витков на ступени, при которой достигается минимальS ное искрение с разомкнутым резистором. (Л 00 со 1чЭ со IN3

+ 0

- о

1,0 J

Фмг. 3