Способ измерения коэффициента воздушного зазора асинхронной электрической машины Советский патент 1986 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромагнитным измерениям в электрических машинах, и может быть ислользовано для измерения коэффициентов воздушного зазора электрических машин, имеющих асимметрию магнитной проводимости по различным оспм, например в однофазных асинхронных машинах с явновы- раженными полюсами, магнитопроводы статора и ротора которых имеют зубцы.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента воздушного зазора.

На фиг. 1 представлена магнитная система проверяемого однофазного асинхронного микроэлектродвигателя с асимметричньп магнитопроводом статора (АДА)j на фиг. 2 - развертка из- 20 | мерительных датчиков на поверхности статора проверяемой машины.

На чертежах обозначены широкая спинка 1, узкая спинка, 2, магнитный шунт 3 статора 4, короткозамкнутый 5 ротор 5, обмотка 6 возбуждения по i п родольной оси, размещенная на широких полюсах 7 статора 4, вспомогательная обмотка 8 возбуждения по поперечной оси, размещенная на узких 30 полюсах 9 статора 4, вспомогательная обмотка 10 на узких спинках 2, измерительный датчик 11 магнитной

индукции в магнитопроводе узкой спин- е равен I, ки 2, измерительный датчик 12 на по- 35 верхности статора 4 проверяемой машины, Н и К - начало и конец датчика 12 измерения, Ь - ширина, Е - высота датчика, D - внутренний диаметр пакета статора 4. Датчики 12 измерения 40 изготавливаются одновитковыми или многовитковыми , число датчиков вы- брано равным 36, высота измерительного датчика берется равной длине пакета статора. Статор 4 проверяемо- 45 го двигателя снабжен обмоткой 6 возбуждения, а обмотки 8 и 10 на узких полюсах 9 и на узких спинках 2 необходимы дпя реализации способа. Обмотки 10 на узких спинках 2 являются 50 пспомогательньши.

Способ осуществляют следующим образом.

На расточке статора 4 явнополюс- ной асинхронной машины с асимметрич- 55 ным магнитопроводом статора распола- 36 датчиков 12 магнитного поля. К зажимам обмотки 6 статора 4 по про2495992

дольной оси подключают источник постоянного напряжения фиксированной величины, обеспечивающий ток в об- мотке статора Ij. С помощью датчиков

5 12 магнитного поля измеряют максимальное значение индукцьи в воздушном зазоре между зубцом ротора 5 и расточкой статора 4 Bj . Постоянный ток статора 4 далее повышают, до

10 такого значения, при котором в узкой спинке 2 статора 4 достигается насыщение, соответствующее режиму короткого замыкания. Измеряют ток в обмотке статора 4 1. Измеряют магнитный

15 поток в воздушном зазоре на протяжении полюсного шага (,094 м) и

определяют среднее значение магнитг-.-

-

о

ной индукции В - iB(x)dx. Определяют коэффициент воздушного зазо-| ра по продольной оси по формуле

К ,d . . |АмалЕ ..

I, В. I ЗА ОСР

Укладывают дополнительную обмотку 8 возбуждения на узкие полюсы 9 по поперечной оси, зажимы которой подключают к источнику постоянного напряжения такой величины, при-которой все элементы магнитной системы электричес 1. ай машины находятся в ненасыщенном состоянии, а ток в обмот V,

Измеряют максимальное

значение магнитной индукции в воздушном зазоре между зубцом ротора 5 и расточкой статора 4 с минимальным воздушным зазором В„ .

Укладывают обмотки 10 возбуждения на узкие спинки 2 статора 4 таким образом, чтобы НДС их секций бьши равны между собой и направлены согласно. Данную обмотку 10 питают постоянным током такой величины, ,при которой насыщение узких спинок достигает значения, соответствующего режиму короткого замыкания. Ток в обмотке 8 возбуждения по поперечной оси повьщгают до такого значения,при котором насыщение узких полюсов 9 становится равным насыщению этих полюсов в режиме короткого замыкания,

т.е. до 1- . Измеряют магнитный поЧгток воздушного зазора на протяжении

полюсного шага и определяют среднее значение магнитной индукции Б

т; i В (x)dx. Определяют коэффици- о

|

определяют среднее г-.-

-

ной индукции В |

деляют коэффициент воздушного зазо-| ра по продольной оси по формуле

К ,d . . |АмалЕ ..

I, В. I ЗА ОСР

Укладывают дополнительную обмотку 8 возбуждения на узкие полюсы 9 по поперечной оси, зажимы которой подключают к источнику постоянного напряжения такой величины, при-которой все элементы магнитной системы электричес 1. ай машины находятся в ненасыщенном состоянии, а ток в обмот е равен I,

V,

Измеряют максимальное

значение магнитной индукции в воздушном зазоре между зубцом ротора 5 и расточкой статора 4 с минимальным воздушным зазором В„ .

Укладывают обмотки 10 возбуждени на узкие спинки 2 статора 4 таким образом, чтобы НДС их секций бьши равны между собой и направлены согласно. Данную обмотку 10 питают постоянным током такой величины, ,при которой насыщение узких спинок достигает значения, соответствующего режиму короткого замыкания. Ток в обмотке 8 возбуждения по поперечной оси повьщгают до такого значения,при котором насыщение узких полюсов 9 становится равным насыщению этих полюсов в режиме короткого замыкания,

т.е. до 1- . Измеряют магнитный поЧгток воздушного зазора на протяжении

полюсного шага и определяют среднее значение магнитной индукции Б

т; i В (x)dx. Определяют коэффици- о

ент воздушного зазора по поперечной оси

Кп . .4f..

HI В,

ч, V

В результате измерений получают, что коэффициент воздушного зазора по поперечной оси значительно больше коэффициента воздушного зазора по продольной оси, что не представляется возможным учесть с помощью известного способа, который не приспособлен для определения коэффициентов воздушного зазора для насыщенных систем с неравномерной структурой зубцовой зоны.

Обмотка 10 является подмагничи- вающей обмоткой, с помощью к оторой насьш1ение узких спинок 3 доводится до значения, равного значению магнитной индукции в узкой спинке 2 при заданном режиме работы электрической машины. Магнитная индукция в узкой спинке 2 находится на одном и том же уровне при определении коэффициента воздушного зазора по продольной и поперечной осям.

Регулирование тока в обмотке 10 осуществляется по величине индукции в узких спинках 2, которая определя ется с помощью измерительной обмот- ки 11.. . . Величина тока в обмотке 8 подбирается по величине магнитной индукции в узких полюсах 9 (полюсах по поперечной оси ), которая измеряется с помощью измерительной обмотки ( не показано).

Измерение магнитной индукции в воздушном зазоре производят с помощь 36 датчиков 12 магнитного поля, расположенных на расточке статора 4, следующим образом. К зажимам каждого датчика 12 поочередно подключается микровеберметр, с помощью которого измеряется магнитный поток, пронизывающий измерительную обмотку датчика. Разделив измеренный магнитный поток на площадь, охватьшаемую измерительной обмоткой 11, получают среднюю индукцию под датчиком. Количество датчиков может быть и другим, однако точность измерения повышается с увеличением числа датчиков.

С помощью обмотки I1 измеряют магнитную индукцию в узкой спинке, применяются те же средства измерения, что и дпя перечисленных 36 датчиков 12 - микровеберметр.

/49599 .

Использование предлагаемого способа определения коэффициентов воздушного зазора дпя явнополюсных асинхронных машин с резко неравномер- 5 ной зубцовой зоной и сильно насьш1ен- ным магнитопроводом дает возможность по сравнению с известным способом более точно определять электромагнит- ,ные параметры электрических машин 10 (электромагнитные параметры ветвей намагничивания схем замещения по продольной и по поперечной осям).

)5 Формула изобретения

Способ измерения коэффициента воздушного зазора асинхронной электрической машины по продольной и

20 поперечной осям преимущественно дпя однофазной электрической машины с явновыраженньгми полюсами на статоре с широкими полюсами по продольной оси и узкими полюсами по поперечной

25 оси, соединенными между собой узкими и широкими спинками,.содержащей обмотку возбуждения по продольной оси и зубцы на статоре и короткозамк- нутом роторе, путем измерения макJQ симального значения индукц -ч в воздушном зазоре и его среднего значе- ния, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности из-. мерения, запитывают обмотку возбуждения по продольной оси постоянным током, измеряют значение этого тока , Ij и соответствующее ему значение индукции в узкой спинке статора посредством измерительной обмотки, намотанной на спинку, и при этом .значении тока определяют максимальное значение индукции в воздушном зазоре BJ , затем увеличивают ток

макс

в обмотке возбуждения вплоть до насыщения узкой спинки статора, измеряют при этом ток обмотки возбуждения I 1 и распределение индукции по

i

расточке статора посредством измерительных витков, размешенных на расточке статора, определяют среднее значение указанной индукции Bj , далее отключают o6MOtKy возбуждения по продольной оси и на узких полюсах электрической машины размещают дополнительную обмотку возбуждения, а на

35

0

5

0

5

узкие спинки статора помещают секции вспомогательной обмотки возбуждения, соединенные согласно, и подключают указанные обмотки к источнику постоянного тока, регулируя ток в указанных обмотках, добиваются номинального значения индукции в узкой спинке статора и фиксируют при этом ток TQ в поперечной обмотке возбуждения и максимальное значение индукции в воздушном зазоре В , далее увеличивают ток в поперечной обмотке возбуждения и в обмотке на узких спинках статора вплоть до насыщения узких спинок статора, измеряют ток I в поперечной обмотке и распреде- 1ение индукции по расточке статора

посредством измерительных витков, размещенных на расточке статора, определяют среднее значение указанной индукции , а коэффициент воздушного зазора по продольной и поперечной осям определяют по формулам ..

к- ZJi . . Kj - .

лл т в во, Т Я Уа I, BJ. J-a, °а.а

Ср

Я1 V

,Я

fff

Изобретение относится к электромагнитным измерениям в электрических машинах, имеющих асимметрию магнитной проводимости по различным осям. Целью изобретения является повьш1е- .ние точности определения коэффициента воздушного зазора. Способ включает измерение максимального и среднего значений индукции в воздушном зазоре. Предварительно запитывают об- мотку возбуждения по продольной оси постоянным током, измеряют значение тока и максимальное значение индукции в зазоре, увеличивают ток в обмотке возбуждения до насыщения спинки статора, определяют среднее значение индукции. Отключают обмотку возбуждения по продольной оси. Секции вспомогательной обмотки возбуждения запитывают постоянным током, регулируя ток в обмотке, добиваются номинального значения-индукции в узкой спинке статора и фиксируют ток в поперечной обмотке возбуждения и максимальное значение индукции в зазоре, а-коэффициент воздушного зазора определяют по отношению величин максимальной индукции к средней индукции по продольной и поперечной осям. 2 ил. о S (I с N 4 СС О- ее ее

нк

Редактор В.Петраш

Составитель В.Никаноров

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

.Заказ 4334/54 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул,. Проектная, 4

нк