Устройство для испытания двух электрических машин постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК G01R31/34 H02K15/00 

1

Изобретение относится к электроиэ .мерительной технике и может быть исполъзовайо при испытании электрических машин постоянного тока.

Известно устройство для испытания двух электрических машин постоянного тока, электрически и механически связанных между собой по способу взаимной нагрузки, содержашее источники питания с системами управления, один вз сторонников подключен параппепьно якорным обмоткам испытываемых электрических машин, а второй - последовательно с якорной обмоткой одной из электрических машин 1 .

Недостатком устройства является низкая точность проведения испытаний, обусловленная изменяющимися под воздействием различных факторов потерями мощности в автоматизированньгх режимах.

.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для испытания двух элект рических машин постоянного тока, апектч

рически и механически связанных межцу. собой по способу взаимной нагрузки, содержащее источники питания с системами управления, датчик скорости и датчик 5асорных токов 121 .

Недостатком данного устройства является низкая точность проведения испытаний, так как устройство позволяет проводить испытания только в статическом режиме.

10

Цель изобретения - повьпиенке тон- нЬсти проведения испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для испытания двух элекГрических машин постоянного тока, зпекч 15рически и механически связанных между собой по способу взаимной нагрузки, содержащее первый и второй источники питания, блок управления, шунт, датчик тока, блок программного управления,

20 первый выход которого соединен с первым входом блока управления, выход которого соединен с входом первого источника питания, а второй вход бло- ка управления через датчик тока соединен с шунтом, введен датчик напряжени причем выходы первого и второго источ ников питания соединегш соответственн с обмотками первой и второй электрических машин, выход первого источника питания соединен через датчик напряжа йия с третьим входом блока управления четвертый вход которого соединен с вторым входом блока программного управления, третий вход которого соеди нен с входом второго источника питани Блок управления содержит первый и второй сумматоры, регуляторы тока и напряжения, причем первый вход блока управления соединен с пегшым входом первого сумматора, второй н тр&тк& вхо ды которого соединены соответственно с вторым и четвертым входами блока управления, выход сумматора через последоаателыю соедвнекные регулятор тока, второй сумматор и регулятор напряжения соединен с .выходе бшжа управления, третий вход которого соединен со вторым входом второго сумматора. Блок прсиграммного упрввления содержит и второй источники постоянного напряжения, источники синусоидалъного и трапепеидаликехго напряжения, блок записи воспроизведений реальных режимов работы электрической машины и переключатель, причем первый и третий выход&1 блока програм управления соединены соответстве но с первым и источниками пострянного напря 1шния, второй выход блока программного управления соединен с общим зажимом переключателя, подвижной элемент которого соеднн ется попеременно с источниками синусридапьного и трапецеидального напряжений и блока записи воспроизведения реальных режимов работы электрическо машины. На чертеже представлена блок-схема устройства..: Устройство содержит первую н втору электрические машины 1 и 2 с независамыми обмотками 3 и 4 возбуждения, связанные между собой электрическис помощью ксштактов 5, 6 и механически - посредством приводного двигателя 7, соединенного на одном валу с электрическими машинами 1 и 2, блок 8 программного управления, блок 9 управления, первый и второй источники 10 И 11 питания. Датчик 12 напряжения, датчик 13 тока, шунт 14. Блок 9 управления содержит первый сумматор 15, регулятор 16 тока, второй сумматор 17, регулятор 18 напряжения, блок 8 программного управления первый и второй источники 19 и 20 постоянного напряжения, источник 21 синусоидального напряжения, источник 22 трапецеидального напряжения, блок 23 эариси воспроизведения реальных режимов работы электрической машины и переключатель 24. Устройств© работает следующим обрзом. Испытываемая 1 и нагрузочная 2 электрические машины постоянного тока приводятся во вращение приводным двигателем 7, насаженным на один вал с электриескими машинами 1 и 2. С блока 8 программного управления подается тощэво псютоянное напряжение на обмотау 3 возбуждения испытываемой машины 1 через блок 9 управления и первий источник 10 питания, а на обмотку 4 возбуждения нагрузочной ма- . шины 2 - через второй источник 11 питания. Обе машины 1 и 2 возбужоаются до минимального значения, после чего их якортале обмотки замыкаются контактами 5 и 6, образуя общую якорную цепь. Постоянное напряжение подается как в период подготовки к испытаниям, так и во время испытаний. Динамический режим испытаний задается блоком 8 программного управления, с выхода которого с помощью регулятора подаётся синусоидальное напряжение с регулируемой амплитудой и частотой через блок 9 управления на обмопсу 3 возбуждения испытъюаемой машины 1. Из-за инерционности обмотки 3 возбуждение и сорной Js/sriH уменьшается скорость изменения якорного тока, т. е. снижается его частота, что не дает возможность проводить динамические испытания в режимах, близких к эксплуатационным. Компенсация инерционности обмотки 3 возбутедения осуществляется включением обратной связи по напряжению через датчик 12 напряжения, задающий жесткость обратной связи. На второй сумматор 17 поступает заданны синусоидальный сигнал и сигнал отрицательной обратной связи с датчика 12 напряжения, где происгходт- сравнение этих сигналов путем их вьгаитания. В

каждый момент времени сигнал обратной связи запаздывает по отношению к текущему значению входного сигнала из-за инерционности цепивозбуждения. Таким образом, текущее значение разности

сигналов возрастает с ростом частоты и инерционности цепи возбуждения, что обеспечивает повышенное напряжение на выходе регулятора 18 напряжения и необходимую форсировку возбуждения. Компенсация инерционности цепи якоря достигается действием контура отрицател ной обратной связи по току якоря. Сигнал этой обратной связи снимается с датчика 13 тока.

При испытании электрической машины в режиме к. з. (соответствует режиму стопорения экска1ватора) якорные обмрт ки испытываемой машины 1 замыкаются накоротко, нагрузочная машина 2 отключается. Испытания проводятся в том же порядке.

За один цикл испытываются обе электрические машины 1 и 2, первая- по управлению со стороны возбуждения (в условиях, приближенных к экспяуатационным), а вторая.(нагрузочная) по возмущению, т. е. определяют реакцию электрической машины на изменения напряжения и тока в цепи якорной еймотки при постоянном напряжении воз-i буждения на обмотке 4 возбуждения. По окончании цикла испытаний электрические машины могут меняться ролями.

Использование изобретения позвоййт проводить испытания в динамических режимах, приблизить условия испытаний к эксплуатационным, сок:ратить время испытаний и определить коммутационные способности электрических машин.

Формула изобретения

1. Устройство для испытания двух электрических машин постоянного тока электрически и механически связанных между собой по способу взаимной нй грузки, содержащее первый и второй источники питания, блок управления,

шунт, датчик тока, блок программного управления, первый выход которого соединен с первым входом блока управления, выход которого соединен с входом первого источника питания, а второй вход блока управления через датчик тока соединен с шунтом, отличаюш е е с. я тем, что, с целью повьш1ения точности проведения испытаний, в него введен датчик напряжения, причем выходы первого и второго источников питания соединены соответственно с обмот ками возбуждения первой и второй электрических машин, выход первого источника питания соединен через датчик напряжения с третьим входом блока управления, четвертый вход которого соединен с вторым входом блока программного управления, третий вход которого соединен с входом второго источника питания.

2.Устройство по п. lj..o т п fi чающееся тем, что блок управления содержит перэый и. второй сумматоры регуляторы тока и. напряжения, причем первый вход блока управления соединен

с первым входом первого сумматора, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым и чет вертым входами блока управления, выход первого сумматора через последовательно соединенные регулятор тока, второй сумматор и регулятор напряжения соединен с выходом блока управления, третий вход которого соединен с вторым входом второго сумматора.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личаюшееся тем, что блок . программного управления содержит первый и второй источники 110СТО$ ННОГО

напряжения, источники синусоидального и трапецеидального напряжение, блок. записи воспроизведения реальных режимов работы электрической машины и переключа.тель, причем первый и третий выходы блока программного управления соединены соответственно с первым и в.торым источниками постоянного напряжения, второй выход блока программного управления соединен с общим зажимом переключателя, подвижный элемент которого соединяется попеременно с источниками синусоидального и трапецеидального напряжений и блока записи воспроизведения реальных режимов работы электрической машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Френкель Е. Б. и др. Ремонт электрических машин электроподвинмого состава и тепловозов. М., Транспорт, 1968, с. 414-417.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 639092. кл. Н О2 К 15/00, 1976. (прототип).