Устройство для испытания электрических машин Советский патент 1981 года по МПК H02K15/00 G01R31/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ Изобретечие относится к электрическим машинам и электроприводу и предназначено для испытания мощных синхронных машин в режиме резкопеременной или пульсирующей нагрузки. Синхронные машины, предназначенны для работы в приводе с резкопеременной или пульсирующей нагрузкой, требуют проведения специальных стендовых испытаний для определения влияни пульсаций момента на ее характеристики. Проведение таких испытаний является важным на стадии опытного про изводства.и позволяет определить вли яние вынужденных и свободных колебаний на устойчивость и возможность их демпфирования там, где это необходимр. Создание резкопеременной или пул сирующей нагрузки возможно в системе с жесткими связями:Этим требованиям соответствует метод взаимной нагрузки, заключгиощийся в жестком с единении двух одинаковых или хотя б подобных друг другу машин и создании искусственного относительного сдвига фаз напряжений холостого хода. Известно устройство для испытани двух трехфазных синхронных машин по

МАШИН методу взаимной нагрузки, при этом фазные обмотки статора соединены между собой через фазорегулятор til или один из таторов установлен с возможностью поворота относительно другого 2. Однако эти устройства не обеспечивают испытаний синхронных машин в режимах с резкопеременной или пульсирующей нагрузками, а также требуют дополнительного оборудования - фазорегулятора или установки для разворота статора. Известно устройство для испытания двух трехфазных синхронных машин по методу взаимной нагрузки, при этом ротора этих машин, сочлененные между собой посредством муфты, установлены с возможностью поворота друг относительно друга з. Однако данное устройство обеспечивает лишь дискретный ряд статических нагрузок. Причем изменение нагрузки может быть осуществлено лишь путем остановки машины, разборки муфты с последующим разворотом роторов. Известно также устройство для испытания синхронных машин по методу взаимной нагрузки, включающее две синхронные машины, содержащие механически соединенные ротора с обмотками -возбуждения, в цепь которых включены элементы регулирования тока возбуждения статора с трехфазными одинаково ориентированными в пространстве обмотками, электрически соединеными между собой и сетью 14.

Это устройство не обеспечивает резкопеременную или пульсирующую нагрузку на валу испытуемой машины.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания электрических машин, например синхроных, содержащее нагрузочную машину с обмоткой возбуждения, подключенной через блок регулирования к источнику питания, блок создания пульсирующего момента нагрузки с задатчиком 5° , Однако включение блока создания пульсирующего момента в якорную цепь ограничивает область применения устройства в тех случаях, когда якорная цепь не подключена к сети либо к испытуемой машине, работающей в режиме взаимной нагрузки. Инерционность цепи электрической машины, в которую включен блок создания пульсирующего момента искажает характер нагрузочного момента.

Цель изоб1 етения - расширение области применения и повышение точности воспроизведения характера пульсирующего момента нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что блок создания пульсирующего мо.мента снабжен сумматором и элементрм обратной связи, при этом задатчик пульсирующего момента подключен к одному из входов сумматора, к другому входу сумматора подсоединен выход элемента обратной связи, вход которого подсоединен к выходу источника питания, а выход сумматора подключен к входу блока регулирования.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Испытуемую синхронную машину 1 соединяют муфтой нормального типа с нагрузочной синхронной машиной 2. Подсоединяют обе машины через выключатели к шинам неизменного напряжения со сдвигом соответствующих одноименных фазных обмоток статора нагрузочной машины в сторону опережения на 120 эл.град. по отношению к фазным обк)ткам испытуемой и нулевым сдвигом продольных осей полюсов роторов .

Фазные обмотки-машин 1 и 2 должны быть одинаково ориентированы в пространстве. Фазы А, В и С машины 1 чеоез выключатель соединяют с фазами сети 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 синхронных машин 1 и 2 подключают к выходам источников 3 и 4 питания регулируемых статических тиристорных преобразователей питающихся от сети через согласующие трансформаторы 5 и б.

Управление углом зажигания тиристорных преобразователей осуществляется блоками 7 и 8 регулирования возбуждения. Изменение нагрузки в функции времени по заданному алгоритму осуществляет программное устройство блок 9 создания пульсирующего момента нагрузки, выход которого через один и выходов сумматора 10 подключен к блоку 8 регулирования. На второй вход . сумматора подается сигнал обратной связи со входа тиристорного преобразователя формирователь 11 сигнала, являющийся инерционным звеном общего вида с регулируемой постоянной времени и предназначенный для компенсации инерционности обмотки ротора. Постоянная времени формирователя II выбирается равной переходной постоянной машины, а коэффициент усиления цепи обратной связи - максимально возможным по условию устойчивости.

в простейшем варианте в качестве программного устройства 9 может быть использован генератор импульсов, например, выполненный на двухбазовом RKOfff с диапазоном частоты 0,1-20 Гц

Включают испытуемую машину 1 в сеть и, изменяя угол зажигания тиристоров статического преобразователя 3 путем сдвига фаз выходных импульсов фазоимпульсного блока - блока 7 регулирования, устанавливают номинальный ток возбуждения. Ток возбуждения испытуемой машины 1 может быть любым, при котором собираются производить нагрузку. В частности, этот ток может быть установлен равным току холостого хода и по мере роста нагрузки может увеличиваться, например, автоматическим регулятором (не показан), воздействующим на вход блока 7. Включают нагрузочную ма1дину 2 в сеть и, произведя запуск программного устройства 9, обеспечивают необходимую частоту и скважность изменения тока возбуждения блоками 4 и 8, а следовательно, и характер изменения нагрузки. Для испытания машины 1 в режиме с резкопеременной или пульсирующей нагрузкой программное устройство 9 обеспечивает циклическое изменение тока возбуждения нагрузочной машины 2, т.е. включает и выключает его через соответственно равные промежутки времени. Скважность изменения тока возбуждения определяет среднее значение нагрузки. Например, если изменение тока возбуждения нагрузочной мсШ1ины 2 происходит от нуля до двойного номинального со скважностью, равной 0,5, то в этом случае среднее значение нагрузки испытуемой машины 1 при использовании аналогичной машины 2 в качестве нагрузочной будет соответствовать номинальному значению.