Стенд для снятия динамических характеристик электрических машин Советский патент 1992 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для исследовательских испытаний электрических машин постоянного и переменного тока.

Известен стенд для экспериментального исследования машин переменного и постоянного тока, содержащий две электрические машины постоянного тока, обмотки якоря которых соединены между собой, одна из машин механически соединена с испытуемой электрической машиной, другая машина механически соединена с двумя разновидными электрическими машинами, механически и электрически связанными между собой.

Недостатком стенда является сложность устройства и процесса испытания.

Наиболее близким к предлагаемому относится стенд для поочередного испытания трех разновидных электрических машин по методу взаимной нагрузки, содержащий механически сопряженные валами асинхрок ный двигатель, синхронную машину, машину постоянногсутока, блок выключателей, блок питания, выпрямители, обмо Кй статоров синхронной и асинхронной маш1/ ны соединены через первый выключатель обмотка якоря машины постоянного токг; выполнена с тремя выводами с одной сторо ны, один из которых соединен с обмоткой статора асинхронного двигате 1я через второй выключатель, второй выход соединен с обмоткой статора синхронной машины через дополнительный выпрямитель и третий выключатель, а третий вывод соединен с обмоткой статора синхронной машины через четвертый выключатель.

К недостаткам стенда следует отнести следующее.

При испытании машины постоянного тока в режиме двигателя синхронная машина работает в режиме генератора, асинхронный двигатель в тормозном режиме противовключения. При этом происходит повышенный нагрев обмоток асинхронного двигателя, так как зтектрическая энергия, поступающая от генератор, и кинематическая энергия системы трех машин гасятся в роторе двигателя. Эти потери примерно в три раза превышают потери при пуске двигателя. Аналогичное положение с потерями мощности справедливо при испытании асинхронногодвигателя по второму варианту изобретения когда синхронная машине работает в режиме генератора, машина постоянного тока в тормозном рижиме противовключения. Чтс. касается испытания асинхронного двигателя по первому варианту, когда машина постоянного тока работает в режиме генератора, синхронна;

машина в режиме динамического торможения, то обмотка возбуждения синхронно ; машины оказывается неиспользованно , для создания тормозного момента.

Цель изобретения - уменьшение потер-мощности электрической машины при ri.jo чередном испытании трех разновидных иг-, шин за счет расширения тормозны,х режимов взаимно нагруженных электриче

0 ских машин.

С этой целью в стенд введены дополни тельно выпрямитель, три реостата, обмотк;, возбуждения машины постоянного тока вьг полнена с двумя вы водами с одной стороны,

5 один вывод соединен с обмоткой статор асинхронного двигателя через седь ;й вы ключатель, первый реостат, третий выпрямитель, второй вывод соединен с обмоткоЛ статора синхронной машины через восьмое,

0 выключатель, второй реостат, вторс-й в; пpям.гель, фазовая обмотка асинхронного двига1аля выполнена с двумя выводами г: одной стороны, один вывод соединен с обмоткой якоря машины постоянного тг.ка рез девятый выключатель. peoci i BTOpot-i вывод соединен с обг/юткой статс.рг синхронной .ны через .десятый гзьж.| ючатель, второй реостат, второй выпряг .;-, тель, об 0ка возбуждения синхроь tn

0 машины выпол1-;ена с тремя ВЬЕВОДЭМИ с одной стороны, один вывод соединен с обмоткой статора асинхронного двигателя чеэез одиннадцатый выключатель, первый реостат, третий выпрямитель, второй вы-зод

5 соединен с обмоткой якоря машины постоянного тока, через Двенадцатый вык.пк,.чатель, третий реостат.

Для увеличе.низч тормозного момента синхронной fviaijsiHb при испытании асинхронного двигателя по первому варианту прототипа в стенд вводится дополнительный конденсатор и выключатель, при этом третий вывод обмотки возбуждения си(хронной машины соединен с конденсатором

5 через тринадцатый выключатель.

На чертеже представлена принци (иальная схема стенда в однолинейном м юбражении.

В состав стенда входят асинхрон;-.ый

0 двигатель 1 с фазовым ротором, синхронная машина 2, машина 3 постоянного тока, источники 4, 5 и 6 питания, выпрямители 7 ; 8. выключатели 9. 10. 11. 12. 13 и 14. дополнительные реостаты 15. 16 и 17. дополнит(;ль5 ный выпрямитель 18. дополнительь Ь|й конденсатор 19, дополнительные выклfJчaтели 20, 21, 22, 23. 24, 25 и 26. Обмотка возбуждения синхронной машины 2 выполнена с тремя выводами, первый вывод соединен с сбмоткс-й статора асин,,

двигателя 1 через выключатель 24, реостат

15,выпрямитель 18, второй вывод соединен с обмоткой якоря машины 3 постоянного тока через выключатель 25, реостат 17, третий вывод соединен с конденсатором 19 через выключатель 26. Обмотка возбуждеии.й асинхронного двигателя сфазовым ротором выполнена с двумя выводами, первый вывод соединен с обмоткой статора синхронной машины через выключатель 23, реостат

16,выпрямитель 8, второй вывод соединен с обмоткой якоря машины постоянного тока через выключатель 22, реостат 17. Обмотка возбуждения машины постоянного тока так;Kf выполнена с двумя выводами, первый вывод соединен с обмоткой статора асинхронного двигателя через выключатель 20, реостат 15, выпрямитель 18, второй вывод соединен с обмоткой статора синхронной машины через выключатель 21, реостат 16. выпрямитель 8.

Одна из электрических машин (на чертеже асинхронная машина) имеет два конца вала, через которые соединена с валами машина noc oяннoro тока и синхро: . ,-АОшина. Ниточник Ь китания служит д/:я пита н и я с т а1 о р н ы X цепей асинхронного двигателя и е инхронной машины и через выпря г/ тель / якорной цепи двигагеля ;;остоянни.о тока.

Стенд позволяет испытывать поочередно любую из трех разновидных электрических машин. При испытании электрической машины в режиме двигателя две другие машины выполняют функции нагрузочного устройства, работаюш,его по методу взаимной нагрузки. Причем обе маши-ны работают в режиме генератора. Нагрузкой одного генератора служит обмотка возбуждения другого генератора и соответствующий реостат, нагрузкой второго генератора - обмотка возбуждения первого генератора и соответствующий реостат.

Оба генератора самовозбуждают друг друга. Первоначально самовозбуждение генераторов происходит за счет остаточного магнетизма. Режимы работы взаимно нагруженных генераторов происходят без потребления энергии из сети и без повышения нагрева обмоток статора и ротора(якоря) во всем диапазоне снятия механических характеристик испытуемого двигателя.

Нагрузочный момент испытуемого двигателя равен сумме тормозных моментов взаимно нагруженных генераторов. Изменение нагрузочных моментов производится за счет изменения токов возбуждения генераторов при помощи реостатов.

При испытании асинхронной машины 1 в режиме двигателя замыкают выклЮЧатели

11, 21 и 25, машина 3 постоянного тока и синхронная машина 2 начинают работать в режиме генератора, нагрузкой генератора постоянного тока служит обмотка возбуждения синхронной машины 2 и реостат 17, нагрузкой синхронного генератора служит обмотка возбуждения машины постоянного тока и реостат 16.

Изменение нагрузочного момента двигателя 1 производится при помощи реостатов 16 и 17.

При испытании синхронной мащины 2 в режиме двигателя замыкают выключатели 9, 10, 20 и 22, мащина 3 постоянного тока и

асинхронная машина с фазовым ротором начинают работать в режиме генератора, нагрузкой машины 3 служит обмотка возбуждения машины 1 и реостат 17, нагрузкой машины 1 служит обмотка возбуждения

машины 3 и реостат 15. Изменение нагрузочного момента синхронного двигателя 2 производится при помощи реостатов IE и 17.

При испытании машины постоянного

тока 3 в режиме двигателя замыкают выключатели 12, 13, 24 и 23, асинхронная машина 1 и синхронная машина 2 начинают работать в режиме генератора, нагрузкой машины 1 служит обмотка возбуждения машины

2 и реостат 15, нагрузкой машины 2 служит фазовая обмотка ротора машины 1, реостат 16.

Изменение нагрузочного момента двигателя постоянного тока производится при

помощи реостатов 15 и 16.

При испытании асинхронного двигателя 1 возможен следующий вариант работы, при этом замыкают выключатели 11, 14 и 26, машина 3 постоянного тока начинает работать в режиме генератора, синхронная машина 2 в режиме динамического торможения (аналогично асинхронному двигателю). При этом обмотка возбуждения синхронной машины соединяется с конденсатором 19 через выключатель 26. Такое подключение обмотки возбуждения синхронной машины уменьшает размагничивающее действие ротора (реакции ротора) синхронной маш;.1ны, что увеличивает тормозной момент машины за счет постоянства магнитного потока.

Формула изобретения Стенд для снятия динамических характеристик электрических машин, включающий соединенные между собой синхронную машину, асинхронный двигатель и машину постоянного тока, каждая из которых подключена через соответствующий выключатель к блокам питания, а также два

выпрямителя и три выключателя, установленных между электрическими машинами, причем обмотка якоря машины постоянного тока соединены с обмоткой статора синхронной машины через шестой выключатель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности электрической машины за счет расширения тормозных режимов взаимно нагруженных электрических машин, в него дополнительно введены три реостата, выпрямитель, конденсатор и семь выключателей, обмотка возбуждения машины постоянного тока выполнена с двумя выводами, один из которых соединен с обмоткой статора асинхронного двигателя через последовательно соединенные седьмой выключатель, первый реостат и третий выпрямитель, а второй вывод соединен с обмоткой статора синхронной машины через последовательно соединенные восьмой выключатель, второй реостат и второй выпрямитель, фазовая

обмотка ротора асинхронного двигателя выполнена с двумя выводами, один из которых соединен с обмоткой якоря машины постоянного тока через последовательно соединенные девятый выключатель и третий реостат, второй вывод соединен с обмоткой статора синхронной машины через последовательно соединенные десятый выключатель, второй реостат и второй выпрямитель

обмотка возбуждения синхронной машины выполнена с тремя выводами, один из которых соединен с обмоткой статора асинхрон ного двигателя через последовательно соединенные одиннадцатый выкяючатель.

первый реостат и третий выпрямите ь, второй вывод соединен с обмоткой коря машины постоянного тока через последовательно соединенные двенадцатый выключатель и третий реостат, третий вывод

соединен с конденсатором через последи вательно соединенный тринадцатый аыклю чатель.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для поочередного испытания асинхронного двигателя, синхронной машины постоянного тока по методу взаимной нагрузки. Стенд позволяет уменьшить при испытании потери мощности электрической машины за счет расширения тормозных режимов взаимно нагруженных электрических машин 12 и 3 иSrv-VJ00о о оi:^