Устройство для испытания синхронных машин Советский патент 1980 года по МПК H02K15/00 

Изобретение относится к электрическим машинам и электропроводам и предназначено аля испытания мощных синхронных машин. При серийном выпуске синхронйых ма.шин наиболее эффективным и менее трудоемким способом определения перегру- жаемости синхронных машин является метод взаимной нагрузки, заклю.чающийся -В соединении двух одинаковых или хотя бы подобных друг другу машин и создании искусственного оTHOCTI тельного сдвига фаз напряжений холостого хода. Две жесто ко сопряженные машины соизмеримой мощ ности со сдвинутыми напряжениями холостого хода на некоторый угол работают друг на друга, практически не загружают сеть, за исключением суммарньк потерь холостого хода. Этот факторявляется исключительно важным при испытании круп ных синхронных машин в условиях производства, тагм где мощности питающих подстанций ограничены. Известны устройства для испытйнпй двух трехфазш х а{нхронных машин по методу взаимной нагрузки, при этом фазные обмотки статора соединены между собой через фазорегзлятор или один из статоров установлен с возможностью поворота относительно другого l и 2. Недостаток эт51х устройств - сложность испытательного оборудовать - фазорегулятора на большие мощности или установки для разворота статора. Известно устройство для испытания двух трехфазных синхронных машин по методу взаимной нагрузки, при этом роторы испытуемых машин, сочлененные между собой посреаством муфты, установлены с возможностью поворота друг относительно друга з.. Использование данного устройства усложняет процесс испь1Таний, так как изменение нагрузки может быть осуществлено лшиь путем оставовкн машины, разборки муфты с последующим разворотом роторов. 375 Известно также устройство для исггытания сиюсронных, машпи по метоцу взанм ной нагрузки, включающее пве синхронные машины, соаержащие механически соепиненные роторы с обмотками возбуждения, в цепь ко1Х)рых вкгаочены элементы регулирования тока возбуждения, статоры с трехфазными оаи 1аково ориентированными в пространстве обмотками, электрически соединенными между собой и сетью i4J . Нецостатхж указанного устройства состоит в том, что д,т:я осуществпения метода БЗаимной нагрузки необходимо устанавливать то риро ванный сов иг между осями обмоток возбуждения роторов, а это уопожняет процесс исгалтаний. Цель изобретения упрощение, испытаний. Поставленная цепь постигается тем, что каждая из фазных обмоток одной из машин подключена к сдвинутой относитол1) но нее в пространстве на 120 эл.град. фазной обмотке другой машины, а оси обмоток возбуждения роторов совмещены. На фиг, 1 изображена бпок-схема нагрузки синхронной машины; на фиг. 2 моментно-угловые характеристики при савиг-фаз напряжений холостого хода на 120 эл.граа. и различных значениях тока возбуждения нагр зочной машины. Испытуемую синхронн Ю машину 1 соединяют муфтой нормального тина, имеюще минимальное число отверстий, опреае.пяем перепаваемым крутяищм моментом, с на. грузочной синхронной машиной 2. Подсоециняют обе машины через вьжлючатели к шинам неизменного напряжения со сдвигом соответствующих одноименных фазных обмоток статора нагрузочной машины в стс рону опережения на 120 эп. град, по отношению к фазным обмоткам испытуемой. Как правило, шпоночные канавки полумуфт ориентированы относительно продольных осей полюсов (магнитных осей обмоток ротора), поэтому для однотипных машин проще всего установить нулевой савиг пр дольных осей полюсов роторов. Для однозначности получения положительного эффекта одноименные фазные обмотки машин 1 и 2 должны быть одинаково ориентированы в пространстве. Фазы А, В и С машишл 1 через выключатель соединяют с фазами сети, имеющими те же наименования. Фазы А, В и С машины 2 соединяют с фазамисети со сдвигом, т.е. фазу А машины 2 соединяют с фазой С сети, фазу В - с фазой А и фазу С с фазой В. Обмотки возбуждения СИ1ГХрГ) МПИН 1 и 2 тюдк.гаочают к выходам регуируемых статическ1сх тиристорных прос бразователей Л и 4, питающихся от сети через согласующие трансформаторы 5 и 6. Входы преобразоватепей 3 и 4 соедиены, соответственно, с выходами эпементов 7 и В рсгуnwpOBOuiw цепи п.озбуждения, а вход элемента 8 соединен с выходом программного блока 9. Кривые 10-13 - угловые характерисСтики машин 1 и 2. Вкгпочают испытуемую машиьг 1 в сеть и, изменяя угол зажигания тиристоров статического преобразоватепя 3 путем сдвига фаз выходных импульсов.фазоимпульсного блока - элe ;eнтa регулирования 4, устанавливают номинальный ток возбуждения. Ток возбуждения испытуемой машины 1 может быть любым, при котором собирают ся производить нагрузку. В частности этот ток может быть установлен равным гоку холостого хода. В дальнейшем ток возбуждения испытуемой машины 1, по мере роста нагрузки, может увеличиваться, например, ав1Х)м.атическим регуляторок), воздействующим на вход элемента 7. Вк.пючают нагрузочнхао машину 2 в сеть и изменяют ток возбулсдения блоками 4 и 8 от до уровня, обеспечивающего необходимую нагрузку. Блоки 4 и 8 аналогичны блокам 3 и 7. Лля испытания машины 1 в рехсиме с резко-переменной или пуль-, сир .юшей нагрузкой ток возбу кден1ш нагрузочной машины 2 изменяют циклически, т.е. включают и выключают его через соответственно равные промежутки времени посредством программного блока 9, воздействующего на вход блока 8. Скважность измонения тока возбу кдения определяет среднее значение нагрузки. Напр)-имер, изменение тока возбуждения нагрузочной машины происходит от нуля до шойного номинального со скважностью, равной 0,6. В этом спучае среднее значение нагрузки испытуемой машины 1 при использовании аналогичной машины 2 в качестве нагрузочной соответствует номинальному при соответствующем исхоаном сдвиге продольных осей полюсов роторов по отношению кодноименным осям фазных обмоток статоров. Кривая 10 изображает характеристикуиспытуемой машины 1. Кривые 11, 12 и 13 являются зеркальным изображением характеристик нагрузочной машины, работатацей в режиме генератора, при напря57жештях вообуждения COOTOGTCTRGTUIC) равных ЭЛ С хопостого хода номнияльной и удвоенной ломинлпьной ЭЛС. Увеличение тока возбуждения нагрузочной машины 2 Щ.5ИВОДИТ к увепигснию максимального синхронного момента )й к ашинь, а, сл доватепьно, к воарастагшю орпииат моментио-угловой характеристики. Таким образом, угол нагрузки 0 испытуемой машины 1, соответствующий точке пересечения моментно-угловых характержстнк испыт емой 1 и нагрузочной 2 магинн, увеличивается с ростом тока возбуждения нагрузочной машины 2. Пред ста в-пекные характеристики, построенные при трех значениях 1Х)ка возбуждения нагрузочной машины дают значения углов нагрузки испытуемой машины©, примерно 20, 6О и 95 эл.град. Следовательно ггредлагас мое устройство позволяет плавно } зменять нагрузку исш1ттуемой машины от ггул до максимальной и дает возможность сни мать характеристику за преаельнъ М углом по усповию статической устойчивости. Выполнение предлагаемом устройстве постоянного фазового сдвига между сиотемами обмоток статоров электрических машин при совпадании осей обмоток возбуждения позвоггает упростить проведение процесса исш ттяний, поскольку установка тарировшшого сдвига, межпу обмотками машины прош.е, чем регулирование сдвига между обмоток возбуждения роторов, требующее разборки испытательного оборудования. того, указанные мо38ры позволяют упростить конструкцию и уменьшить габариты соединительной муфты. Формупа изобретения Устройство дпя исш.ггания скнхроншлх; машин по меат)ду взаимной нагрузки, включающее две синхронные машинтл, содержа щие механически соединенные роторы с обмотками возбуждения, в пень которых включены элемснты регулирования тока возбуждения, статоры с тиюхфазными одинаково opиeнтиpoвaнны fи в пространстве обмотками, электрически соединенными между собой и сетью, отличающееся тем, что, с целью упрощения испытаний, каждая из фазных обмоток одной из MaiJjHH подключена к с.-изинутой относительно нее в пространстве на 1 2О эл.граД. фазтюй обмотке аругой ма1пинь, д оси обмоток возбуждения роторов совмещены. Источн1жи информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 96265, кл. Н 02 К 15/СО, 1953. 2.AaixipcKoe свидетельство СССР .Mf 98320, кл. Н О2 К 15/00, 1953. 3,Жерве Г. К. Взаимная нагрузка турбогенераторов на испытательных стендах. Сборник Электросила , М., Энерия, .N 25, 1966. 4,Авторское свпаетельство СССР о 222521, кл. Н 02 К 15/00, 1967.

УвО/бй 7/«О/20 100 &Oti06o8O 00 Of tOf6Q 8O

фиг.

(м yoctdj