Способ определения индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора синхронной машины Советский патент 1993 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к испытаниям и исследованиям электрических машин и может быть использовано для экспериментального определения индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора синхронной машины.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение способа измерения индуктивности рассеяния обмотки статора синхронной машины.

Поставленная цель достигается тем, что обмотку статора синхронной машины подключают к источнику номинального напряжения, ротор разгоняют до подсинхронной скорости, после чего обмотку возбуждения размыкают и производят измерения.

В известном способе определения индуктивности рассеяния обмотки статора, измерение мгновенных значений фазных токов и напряжений производят при экстремальных значениях ЭДС, .индуктированной на разомкнутой обмотке возбуждения, предполагая, что момент достижения ЭДС обмотки возбуждения максимума соответствует совпадению поперечной оси ротора с одной из осей фазных обмоток статора, а при переходе ЭДС через нулевое значение - продольной оси.

Однако в указанные выше моменты времени, продольная и поперечная оси ротора совпадают с соответствующими минимальными и максимальными значениями рабочего магнитного потока, который, как известно, из-за наличия потоков рассеяния сдвинут на угол 10-20° по фазе по отношению к соответствующему магнитному потоку статора (продольному и поперечному).

Это несоответствие вызывает определенную методическую.погрешность е опре00

о

00

ю

делении индуктивности рассеяния обмотки статора..

Способ осуществляется следующим образом. Обмотку статора синхронной машины подключают к источнику номинального напряжения при замкнутой обмотке возбуждения. Ротор разгоняется до подсинх- ронной частоты вращения моментом пусковой обмотки или принудительно, и размыкают обмотку возбуждения. Измеряют мгновенныезначения фазных токов и напряжений при совпадении продольной оси ротора с контрольной осью статора (например ось фазы А).

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора можно найти как

разность между входным индуктивным сопротивлением xv и результирующим индуктивным сопротивлением демпферного контура и ветви намагничивания по продольной оси хг

X gv- Xv - Xg

где результирующее индуктивное сопротивление демпферного контура и ветви намагничивания по продольной оси находят как

Xj; Rr-tg((j0d -at).

В заключение находим величину скольжения, для которой была определена искомая величина индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора синхронной машины.

AS До/At 31/2

1

(t2-ti) -3/4

где Да- угол,на который повернулся ротор за время At.

Изменяя загрузку синхронной машины, можно получить по данным измерений искомую индуктивность при других значениях скольжения.

Пример. Определение параметров синхронного электродвигателя СДГ-12500 (12500 кВт. 10000 В, 3000 об/мин).

На чертеже представлена функциональная схема устройства реализующего данный способ ..

Обмотки статора подключают к источнику номинального переменного тока, ротор разгоняется до подсинхронной частоты вращения с замкнутой обмоткой возбуждения, после чего обмотку возбуждения размыкают и производят измерения.

В качестве первичных преобразователей фазных токов используют трансформаторы тока, установленные в цепи фазных обмоток статора. В качестве первичных преобразователей напряжения используют трансформаторы напряжения, установленные на зажимах статора электродвигателя. Для фиксации моментов совпадения продольной и поперечной оси ротора с контрольной осью статора используется фотоэлектрический датчик (блок 1), включающий

0 в себя источник света, неподвижный относительно статора, метки на валу ротора и приемник света с фотодиодом, включенным в цепь управления АЦП. Принцип работы блока 1 состоит в следующем: на неподвиж5 ной машине устанавливают на валу ротора две метки, ориентировочные по продольной и поперечной оси. При вращении ротора светолучевой поток от источника света прерывается метками и, воздействуя на

0 фотодиод, управляет работой АЦП и совмещенного с ним таймера, измеряющего время поворота ротора от совпадения его продольной оси до последующего совпадения поперечной оси с контрольной осью ста5 тора. Блок 1 также управляет работой буферного ОЗУ, воздействуя на цепи управления АЦП, что позволяет регистрировать мгновенные значения фазных токов и напряжений лишь в указанные выше моменты

0 совпадения продольной и поперечной оси ротора с контрольной осью статора. Информация, накопленная в ОЗУ, поступает в ЭВМ, где по специально разработанной программе рассчитываются искомые парэ5 метры синхронной машины (блок 2).

Регистрация мгновенных значений фазных токов и напряжений обмоток статора и ЭДС, индуктированной на разомкнутой обмотке возбуждения

0 производится автоматически с помощью буферного оперативно-запоминающего устройства (ОЗУ), состоящего из блоков анало- го-цифровых преобразователей (АЦП) и магазинов добавочных сопротивлений и

5 шунтов с фиксированными коэффициентами и преобразования (блок 3). АЦП преобразует аналоговый сигнал, полученный от первичных преобразователей в цифррвой, приемлемый для записи в ОЗУ.

0Изменяя нагрузку на валу синхронной

машины, измеряют мгновенные значения

фазных токов и напряжений статора ЭДС на

роторе для другой величины скольжения.

Для измерения напряжения обмотки

5 ротора используют делитель напряжения (блок 4).

Ф о р м у лэ изобретения Способ определения индуктивного сопротивления рассеяния обмотки статора синхронной машины, содержащей обмотку

возбуждения на роторе, путем подключения обмоток статора на номинальное напряжение при замкнутой обмотке возбуждения, разгона ротора до подсинхронной частоты вращения, размыкания обмотки возбужде- ния и измерения мгновенных значений фазных токов и напряжений статора и ЭДС, измеряемой на разомкнутой обмотке возбуждения, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности, фиксируют мо- мент совпадения продольной оси ротора с одной из осей фазных обмоток статора (контрольной осью) и измеряют мгновенные значения фазных токов и напряжений тора ЭДС на зажимах разомкнутой обмотки возбуждения, фиксируют момент совпадения поперечной оси ротора с контрольной осью статора и измеряют ЭДС на зажимах разомкнутой обмотки возбуждения, одновременно измеряют время поворота ротора

v toooog

от момента совпадения продольной оси ротора до момента совпадения поперечной оси ротора с контрольной осью статора, а индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора определяют по формуле:

x% xv-Rj-tg(yJd -о).

где Xv - входное индуктивное сопротивление на продольной оси;

R Ј - результирующее активное сопротивление демпферных контуров и ветви намагничивания по продольной оси;

( угол между током и напряжением по продольной оси;

а- угол между вектором результирующего магнитного потока в воздушном зазоре и продольной осью ротора в момент совпадения с контрольной осью статора.

Изобретение относится к испытанию и исследованию электрических машин, в частности к способам экспериментального определения параметров синхронных машин. Цель изобретения - повышение точности. Осуществляют подключение обмотки статора к источнику номинального напряжения при замкнутой обмотке возбуждения, разгон ротора до подсинхронной частоты вращения, размыкание обмотки возбуждения и измерение мгновенных значений фазных токов и напряжений при совпадении продольной оси ротора с одной из осей фазных обмоток статора (контрольной осью), измерение ЭДС на зажимах разомкнутой обмотки возбуждения в указанные выше моменты совпадения продольной, а затем поперечной оси ротора с контрольной осью статора, а также измерение времени поворота ротора от момента совпадения его продольной оси до момента совпадения поперечной оси с контрольной осью статора. 1 ил. С/1 С