Способ определения составляющих добавочных потерь электрических вращающихся машин Советский патент 1990 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к способам определения потерь в электрических вращающихся машинах„ а именно к измерению добавочных потерь, и может быть использовано- для экспериментального измерения отдельных составляющих добавочных потерь.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения потерь от поперечных токов, а также обеспечение возможности определения суммы поверхностных и пульсационных потерь„

На чертеже схематически представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит блок 1 питания, позволяющий регулировать частоту и амплитуду трехфазного напряжения, частотомер 2, амперметры 3 и 4, вольтметры 5 и 6, ваттметры 7 и 8, испытуемую электрическую машину 9, блок 10 измерения момента на валу ротора.

Режим работы электрической машины 9, выполненной в виде асинхронного электродвигателя, при заторможенном роторе характеризуется следующим. Мощность, потребляемая из сети (Р.г) , расходуется в этом случае на покрытие потерь в меди обмотки статора (Р), потерь в клетке ротора (Pfe ), потерь

СЛ

Ж 4

сл

стали (Рст) и потерь от поперечных токов (Рцк

.+PB«+P +P«w.(О

ЧКг -РАМ+Р р+РСГ+РЛ,Э

Суммарные потери в роторе складываются из мощности потерь в клетке ротора и потерь от поперечных токов

Если ритор заторможен, то в его обмотке протекает ток с ча#тотой питающей сети f c, тогда как в номиналь ном режиме при вращении ротора ток в его обмотке имеет частоту , где S - скольжение. Поэтому потери от поперечных токов при заторможенно роторе .(Ррко, в Формуле (1) не буду равны потерям от поперечных токов при нормальном режиме с вращающимся ротором (Р„нр). Чтобы РПКЭ стали равны Рпн , необходимо уменьшить частот питающего напряжения до частоты fp13 S-fc и одновременно уменьшить его амплитуду, чтобы величина магнитного потока в машине осталась неизменной, поскольку поток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален частоте.

Кроме того, поскольку потери в стали пропорциональны частоте и квад рату напряжения, то при пониженных напряжении и частоте этими потерями можно пренебречь. Тогда в режиме заторможенного ротора при питании напряжением пониженных частоты и амплитуды имеет место равенство

,р.р рпнр- 2)

В режиме заторможенного ротора

мощность потерь в клетке ротора равна

Р И.1пс 975

где М - момент, развиваемый заторможенным ротором;

п - скорость вращения магнитного поля, созданного обмоткой статора, 60- f f,

v-()

где f - частота питающего напряжения

f S fc; р - число пар полюсов машины.

v

(3)

Подставляя значение Рко из (3)

в (2),

получаем М.пс 75

кр.

Р Р + г ГДЛ

+Р

ПНР

(5)

Отсюда

).

(6)

Потери от поперечных токов в режиме работы асинхронного электродвигателя со скольжением S равны разности мощности, забираемой из сети, и суммы потерь в меди обмотки статора и мощности потерь в клетке эаторможенно- го ротора при питании электродвигателя напряжением с пониженными частотой ( -fc) и амплитудой.

При работе электрической машины 9 в номинальном режиме с вращающимся ротором в состав суммарных добавочных потерь () входят потери от поперечных токов (РПНО). поверхностные

рпнр / (Рпв) и пульсационные

рпнр +рпр +рос

(рпс

потери,

, пр -ос ()

Сумма поверхностных и пульсационных потерь определяется как разность суммарных добавочных потерь и потерь от поперечных токов, найденных в предыдущем опыте.

0 5

Q

5

0

5

0

5

т

+Р„

ZP

-р

дав гпнр

(8)

Раздельное определение составляющих добавочных потерь электрической машины 9 согласно способу осуществляется следующим образом.

На обмотки статора испытуемой электрической машины 9, ротор которой заторможен, подают трехфазное напряжение с частотой, пониженной до частоты скольжения в требуемом режиме , от блока 1 питания, одновременно понижают амплитуду этого напряжения, сохраняя неизменной величину магнитного потока. В этом режиме измеряют мощность, потребляемую из сети (например, ваттметрами 7 и 8), потери в меди обмотки статора (утроенное произведение фазного тока на активное сопротивление обмотки одной фазы Рм, ), мощность потерь в клетке заторможенного ротора /произведение статического момента на валу на угловую скорость вращения поля, созданного обмоткой статора « xVe C

60 fv nc -. Потери от поперечных токов

определяют как разность мощности, потребляемой из сети, и суммы потерь и меди обмотки статора и мощности потерь в клетке заторможенного ротора.

Сумму поверхностных и пульсационных потерь определяют как разность суммарных добавочных потерь (измеренных предварительно любым известным способом) при работе машины в требуемом режиме с вращающимся ротором и потерь от поперечных токов, определенных предлагаемым способом.

Формула изобретения

1. .Способ определения составляющи добавочных потерь электрических вращающихся машин преимущественно со скосом пазов больше одного деления статора, включающий подачу трехфазного напряжения на обмотки статора при заторможенном роторе и измерение мощности, потребляемой из сети переменного тока, потерь в меди обмотки статора и мощности потерь в клетке заторможенного ротора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения потерь от поперечных токов, трехфазное напряжение подают с частотой, равной частоте скольжения, одновременно снижая амплитуду этого напряжения и сохраняя постоянство величины магнитного потока, а потери от поперечных токов определяют как разность мощности, потребляемой из сети переменного тока, и суммы потерь в меди обмотки статора и мощности потерь в клетке заторможенного ротора.

2, Способ по п. 1, отличают щ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения суммы поверхностных и пульсационных потерь, дополнительно измеряют суммар5 ные добавочные потерн электрической машины при вращающемся роторе а сумму поверхностных и пульсационных потерь определяют как разность суммарных добавочных потерь и потерь от поперечных токов.

Изобретение относится к способам определения потерь в электрических вращающихся машинах, а именно к измерению добавочных потерь, и может быть использовано для экспериментального измерения отдельных составляющих добавочных потерь. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет определения потерь от поперечных токов, а также обеспечение возможности определения суммы поверхностных и пульсационных потерь. Согласно способу трехфазное напряжение на обмотки статора подают с частотой, равной частоте скольжения. Одновременно снижают амплитуду этого напряжения, сохраняя постоянство величины магнитного потока. Потери от поперечных токов определяют как разность измеренной мощности, потребляемой от сети переменного тока, и суммы потерь в меди обмотки статора и мощности потерь в клетке заторможенного ротора. Сумму поверхностных и пульсационных потерь получают путем определения разности измеренных заранее суммарных добавочных потерь и потерь от поперечных токов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.