Способ определения активного,индуктивного сопротивлений и ЭДС асинхронного двигателя по высшим гармоникам Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 

.„

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к определению их параметров на частотах высших гармоник, и может быть использовано при выборе параметров фильтров, ог- раничивающих высшие гармоники напряжения в автономных системах электроснабжения до требуемого уровня, при оценке качества электроэнергии в автономных системах электроснабжения, при проектировании асинхронных двигателей, при проектировании приемников электроэнергии, чувствительных к высшим гармоникам в напряжении питания.

Цель изобретения - повьшение точности измерения параметров.

На фиг.1 изображена схема замещения асинхронного двигателя для п-й гармоники; на фиг,2 - схема экспериментальной установки для определения параметров асинхронного двигателя на исследуемой гармонике для одной фазы; на фиг.З - типовая экс- периментальная зависимость тока исследуемой гармоники в асинхронный двигатель - корректирующая цепочка от величины емкости конденсатора в корректирующей ветви; на фиг.4 - кривые зависимости искомых параметров асинхронного двигателя на седьмой гармонике от мощности Р на его валу (расчетные и экспериментальные зависимости напряжения седьмой гармоники U, в функции моод- ности на валу двигателя при подключеных на его зажимы фильтрах седьмой гармоники).

Для асинхронного двигателя 1 как источника ЭДС высшей гармоники (порядок ft) с внутренним сопротивлением Z jx, нагруженного внешним нагрузочным устройством 2 (фиг.),

о

искомыми параметрами являются ЭДС Е„ индуктивное сопротивление активное сопротивление г ®. п

Схема экспериментальной устаноЕ:ки (фиг.2) для определения искомых па- раметров асинхронного двигателя 1, нагруженного внешним нагрузочным устройством 2, включает корректирующую цепочку 3, состоящую из последовательно включенных параллельного контура 4 L, - С, настроенного в резонанс токов на частоте основной гармоники, конденсатора 5 переменной емкости С и регистра 6, а также параллельный

JO

5 15

2025ЗОг40

контур 7 L - С„ , настроенный в резонанс токов на частоте исследуемой гармоники, и конденсатор 8 емкостью С,,.

Параллельный контур 4 корректирующей цепочки 3, настроенный в резонанс токов на частоте основной гармоники, исключает воздействие корректирующей цепочки на режим работы асинхронного двигателя 1 по основной гармонике, являясь фильтром-пробкой по этой гармонике.

Параллельный контур 4, настроенный в резонанс токов на частоте исследуемой гармоники, развязывает асинхронный двигатель 1 как источник исследуемой высшей гармоники с питающей сетью, являясь фильтром- пробкой по высшей гармонике.

Конденсатор 8 служит для компенсации результирующего индуктивного сопротивления параллельного контура на частоте основной гармоники, что необходимо для поддержания неизменного Напряжения на -зажимах асинхронного двигателя 1 в рабочих и пусковых режимах. Величина емкости конденсатора 8 определяется из выражения

Л

с, -pjinfj. - С„(п .-„, („

где f - частота основной гармоникиi п - порядок высшей гармоники,

В случае использования источника питания регулируемого напряжения установка конденсатора 8 не обязательна о

Условием максимума: тока исследуемой гармоники 1. в контуре асинхронный двигатель - корректирующая цепочка является

36 9К& , С«п СО

(2)

5к8

где - эквивалентное емкостное сопротивление параллельного контура L, - С, на частоте п-й гармоники,

- емкостное сопротивление конденсатора 5 на частоте п-й гармоники..

Эквивалентное емкостное сопротивление параллельного контура 4 на час- .тоте п-й гармоники определяется из выражения (при неучете потерь в L,,- и

со

9кб 21Г, nL, ,

снп 4jr n«f7L7c7-T

(3)

Емкостное сопротивление конденсатора 5 на частоте п-й гармоники

1

27tf, пС

(4)

Изменением емкости конденсатора 5 добиваются максимума тока , фиксируемого гармоническим анализатором 9, подключенным параллельно резистору 6. Искомое значение индуктивного сопротивления х асинхронного двигателя определяется из выражения (2) подстановкой в него значения емкости конденсатора 5, соответствующего максимуму напряжения и, исследуемой гармоники на резисторе 6.

Искомая действующая величина ЭДС

Е

ал

„ асинхронного двигателя l замеряется гармоническим анализатором 10 при отключенной корректирующей цепочке 3.

Искомое активное сопротивление г асинхронного двигателя I определяется из выражения

Ь

ае

- и

St.

at,

(- - П

Vy f,

гп

где и, - максимальное действующее значение напряжения на резисторе 6 корректирующей цепочки 3, взятое из опыта по определению параметра х асиихронного двигателя.

Подключают асинхронный двигатель I к питающей сети 11 и нагружают его с помощью нагрузочного устройства 2; настраивают контуры в резонанс токов } контур 4 - на частоту основной гармоники, а контур 7 - на частоту п-Й исследуемой гармоники} подключают корректирукнцую цепь 3, изменяя емкость конденсатора 5 корректирующей цепочки 3, добиваются максимального действующего значения на пряже- ния исследуемой гармоники на резистор 6, используя для регистрации напряжения и гармонический анализатор 9. Затем фиксируют емкость кондеи- сатора 5, соответстэующую максимальному действующему значению напряжения и, на резисторе 6, а также величину напряжения отключают корректирующую цепочку 3 с помощью гар- монического анализатора 10, подключенного к клеммам асинхронного двигателя 1, производят замер действукще

to

15

20

25

30

35

404550 к55зв

го значения искомой ЭДС Е тоте исследуемой гармоники; мулам (2) и (5)

.дв

на час- по фор- искомые исслерассчитывают

/Эй

параметры и г на частоте дуемой гармоники.

Предлагаемый способ определения индуктивных, активных сопротивлений по высшим гармоникам апробирован на авиационном трехфазном асинхронном двигателе МГТ-750К мощностью 750 Вт. Максимальное относительное расхождение расчетных и зксперимен- тальных кривых U f(F ) не пре- вьшавг 10%, что не превосходит погрешности используемого в эксперименте гармонического анализатора (фиг,4)|

Изобретение позволяет обосновать выбор параметров фильтров, ограничи- вающих высшие гармоники напряжения в автономных системах электроснабжения до требуемого уровня, оценить качество электроэнергии в автономных системах электроснабжения при работе мощных асинхронных двигателей, обосновать технические задаш.я для приемников электроэнергии, чувствительных к высшим гармоникам в напряжении питания, улучшить условия работы для приемников электроэнергии, чувствительных к высшим гармоникам, использовать полученные результаты при проектировании асинхронных двигателей, оценить величины ЭДС высших гармоник и сопротивлений асинхронных двигателей иа частотах высших гармоник в зависимости от питающего иапряжения, а также оценить потери активной мощности в асинхронных двигателях от токов высших гармоник.

Формула изобретения

Способ определения активного, индуктивного сопротивлений и ЭДС асинхронного двигателя по высшим гармоникам, заключающийся в подключении электрической машины к сети и в нагружеиин ее по осиовной гармонике от холостого хода до номинальной мощности, включении на зажимы фаз электрической машины корректирующей цепочки, состоящей из фильтра-пробки по осиовиой гармонике с лоследовательио включенными с ним конденсатором переменной емкости и калиброваниьм резистором, измеиеиии емкости указанного кон51

денсаторй до получения максимального тока исследуемой высшей гармоники, измерении емкости конденсатора, соответствующей максимуму тока, отключении корректирующей цепочки и измерении напряжения исследуемой высшей гармоники, вычислении искомых параметров по измеренным величинам, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, включают последовательно между клеммой источника питания и

2953476

фазами двигателя фильтр-пробку на частоте исследуемой высшей гармоники и регулируемые конденсаторы, измеряют максимальное значение напря- 5 жения на калиброванном резисторе на 4actoTe исследуемой высшей гармоники, а после отключения корректирующей цепочки напряжение на частоте высшей гармоники измеряют на fO выходе фильтра-пробки, настроенного на частоту высшей гармоники.

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к способам определения параметров асинхронного двигателя по высшим гармоникам. Цель изобретения - повьшёние точности измерения. На выходе асинхронного двигателя устанавливают фиксированную нагрузку и подключают параллельно каждой фазе корректирующие цепочки, состоящие из фильтра- пробки по основной гармонике с последовательно включенными к ним конденсаторами переменной емкости. Изменяя емкость конденсаторов, добиваются максимума тока исследуемой гармоники, фиксируемого по максимуму напряжения исследуемой гармоники на калиброванном резисторе. Фиксируют значение емкости конденсатора, соответствующее максимуму тока исследуемой гармоники, отключают корректирующую цепочку и измеряют величину ЭДС исследуемой гармоники. По измеренным параметрам рассчит{ шают индуктивное и активное сопротивления на частоте исследуемой гармоники. Изобретение позволяет улучшить условия работы для приемников электроэнергии чувствительных к высшим гармоникам, и- оценить потери активной мощности в асинхронных двигателях от токов гармоник. 4 ил. с @ ю О1 со

Фи9.1

In

.as ,il f

n ЛП

cJLVf TJ

Ж

4

Фиг. 2

макс

1,25 1,50 1,76 2,Пв 2,г5 ,75 1,00 C,ff

иг.З

- 4 fi

12 11189- 8- 7 б . 5 4 5 2 1

W

25-

2015

10

Vi ОЯ

/ZfJ

Р.5

0.2

0,1

о т 200 т ш 500 воо т воо Р

ФигЛ

Редактор О.Бугир

Составитель В.Никаноров

Техред И.ПоповичКорректор Е.рошко

Заказ 614/53 Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного KOMiTeta СССР

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

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

f-m;

r/V/ / ,;

мКкнБмВаКЛВВмЗЕ ;