Способ измерения синхронных индуктивностей синхронной машины Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 

fO

11314289

Изобретение относится к испытанию и исследованию электрических машин, в частности к способам определения параметров синхронной майи- ны (СМ).

Цель изобретения - повышение точности измерения синхронных индук- тиёностей.

Способ осуществляют следующим образом.

При отсутствии допущений, приводящих к потерям в точности, в симметричном режиме и при любом магнитном состоянии (параметры соответствуют степени насыщения) СМ описывается известными дифференциальными уравнениями ее магнитосвязанных контуров (уравнениями Парка-Горева). Осуществление измерений согласно предлагаемому способу позволяет вычислить син- 20 хронные индуктивности из этих уравнений и тем самым исключить погрешности, связанные с указанными допуL .

Ч

Таким образом, измерив в любой момент времени мгновенные значения

5 фазных токов i

и

НИИ и«, и«, и и.

а

напряже- тока Lr обмот-с

f5

Н

фаз,

ки возбуждения и угла v поворота, и вычислив по известным соотношениям для этого момента значения ij и и и Uj при известных R и Lj, найдем Ьр( и LQ .

Активное сопротивление R и индуктивность LJ рассеяния измеряют известными способами. Для измерения угла на валу устанавливают специальный датчик, использующий механический, фотоэлектрический или электромагнитный принцип. Датчик формирует электрический сигнал всякий раз, когда например, магнитные оси обмотки возбуждения и фазы А совпадают , т.е. при у О. Углы V при

щениями. В установившемся режиме синх- положениях ротора будут также ронной работы дифференциальные уран- 25 определены, .поскольку скорость вра- равновесия статора по -« ротора в опыте постоянна.

нения d и q

и

и

где

осям приобретают следуювчий вид:

R-ic/ R-ia t

-%

, fd

30

4 4мгновенныезначения напряжения, тока и потоко- сцепления статора соответственнопо осям d и q

35

Для измерения мгновенных значений величин может быть использована их осциллографическая запись. Однако предпочтительнее искомые синхронные индуктивности вычислять непосредствен но в процессе измерения с помощью вычислительного устройства на базе микропроцессора. Реализовать в таком устройстве пересчет фазных величин к осям d и q (приняв , при j- 0 имеем: с t fe 50 Гц) и вычисление L , и Lrt по приведенным формулам не представляет трудности. Расчет ведется в относительных единицах. В состав измерительных трактов входят измерительные трансформаторы, калиброванные шунты, делители напряжения и аналого-цифровые преобразователи вычислительного устройства. I

Из-за отсутствия токов в пусковой (демпферной) обмотке или в массиве ротора выражения для потокосцеплений принимают следукхций вид:

l-rf j ad Ч

V

irf if)

.4

.

H

где L . и

dсинхронная индуктивность и взаимоиндуктивность по оси d, синхронная индуктив« ность по оси q. Отсюда для произвольного момент времени имеем:

-H3.i R:ijL:.LAi

+ ij

O

0

L .

Ч

Таким образом, измерив в любой момент времени мгновенные значения

5 фазных токов i

и

НИИ и«, и«, и и.

а

напряже- тока Lr обмот-с

Ч

f5

Н

фаз,

ки возбуждения и угла v поворота, и вычислив по известным соотношениям для этого момента значения ij и и и Uj при известных R и Lj, найдем Ьр( и LQ .

Активное сопротивление R и индуктивность LJ рассеяния измеряют известными способами. Для измерения уг ла на валу устанавливают специальный датчик, использующий механический, фотоэлектрический или электромагнитный принцип. Датчик формирует электрический сигнал всякий раз, когда например, магнитные оси обмотки возбуждения и фазы А совпадают , т.е. при у О. Углы V при

положениях ротора будут также 25 определены, .поскольку скорость вра- ротора в опыте постоянна.

положениях ротора будут также 5 определены, .поскольку скорость вра- ротора в опыте постоянна.

0

5

0

5

0

Для измерения мгновенных значений величин может быть использована их осциллографическая запись. Однако предпочтительнее искомые синхронные индуктивности вычислять непосредственно в процессе измерения с помощью вычислительного устройства на базе микропроцессора. Реализовать в таком устройстве пересчет фазных величин к осям d и q (приняв , при j- 0 имеем: с t fe 50 Гц) и вычисление L , и Lrt по приведенным формулам не представляет трудности. Расчет ведется в относительных единицах. В состав измерительных трактов входят измерительные трансформаторы, калиброванные шунты, делители напряжения и аналого-цифровые преобразователи вычислительного устройства. I

Пример. Предлагаемым способом были измерены синхронные индуктивности электродвигателя СДН-15-49-8 (1600 кВт, 750 об/мин). Значения тока возбуждения, а т-акже постоянных во времени в опыте синхронной работы СМ токов .и напряжений статора в осях d и q при R 0,108, 0,113 составили

5

Ы

d

N

ные тей

L

-1,601425, и

if 2,7681, -0,450947,

0,41571, Uc 1,00727. Получен- значения синхронных индуктивнос- соответственно равны L,

л 0,668. Угол у регистрировался

электромагнитным датчиком типа КВД-3-24.

Предлагаемый способ (по сравнению с известными) повышает точность измерения синхронных индуктивностей, которые используют при синтезе математических моделей СМ в ходе решения народнохозяйственных задач. Особенно важное значение имеет точность опреL- при анализе работы сисделения L,

сложных электроэнергетических тем, содержащих генераторы и двигатели большой мощности. Использование предлагаемого способа (по сравнению с известными) обеспечивает расхождение результатов математического моделирования работы СК и экспериментальных характеристик не более чем на 5-10%, что дает возможность разработки эффективных мероприятий повышению надежности.

Формула изобретения

25

Способ измерения синхронных индуктивностей синхронной машины путем вращения ротора с синхронной скоростью, измерения тока и напряжения обмотки статора в рабочем режиме, определения индуктивности рассеяния и вы-30 числения искомых синхронных индуктивностей по измеренным параметрам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют угол поворота ротора относительно мгновенное значение угла поворота тора, по датчику угла поворота фик- продольной оси ротора относительно сируют начальный момент времени, фазы А статора.

D(x) д COS V+ XjCos (-120°) +XpCo s(y+120 )J;

fy

Q(x)- (y-120) +Xj.sin( j--H20 )

- функции пересчета мгновенных ; значений токов ig, (при этом x и напряжений ид,,; (при этом к продольной и поперечной осям, Редактор А.Ревин Заказ 2210/47

Составитель Е.Никаноров

Техред В.Кадар Корректор С.Черни

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская ., д. 4/5

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

3142894

когда продольная ось ротора совпадает с осью одной из фаз обмотки статора, далее для каждого интервала времени измеряют одновременно мгновенные значения фазных токов и напряжений обмотки статора, ток в обмотке возбуждения и угол поворота ротора относительно исходного положения, а индуктивность по продольной и поперечной осям рассчитывают по формулам

R Q(О.-I

1

10

L,

Q(U) - R

(i)

{

где

R-D (i) - D-(U)

Ч

R и L. - активное сопротивление и индуктивность рассеяния обмотки статора,

мгновенное значение тока возбуждения.

If Ч

мгновенное значение угла поворота продольной оси ротора относительно фазы А статора.

9

D(x) д COS V+ XjCos (-120°) +XpCo s(y+120 )J;

fy

Q(x)- (y-120) +Xj.sin( j--H20 )

- функции пересчета мгновенных ;с значений токов ig, (при этом ) и напряжений ид,,; (при этом ) к продольной и поперечной осям,

Изобретение относится к испытанию и исследованию электрических машин, в частности синхронных. Цель изобретения - повышение точности измерения синхронных индуктивностей. Способ заключается в измерении в рабочем режиме мгновенных значений фазных токов, напряжений, тока возбуждения и угла поворота ротора относительно статора. Синхронные индуктивности находят из уравнений Парка- Горева. Повьш1ение точности измерений индуктивностей дает возможность разрабатывать эффективные мероприятия по повьшению надежности. (Л