Способ измерения индуктивности рассеяния обмотки статора синхронной машины

 

Изобретение относится к области испытания электрических машин. Цель изобретения - повьш1ение точности способа измерения индуктивности рассеяния обмотки статора синхронной машины . Способ заключается в подключении обмотки статора к источнику напряжения при замкнутой обмотке возбуждения , размыкании обмотки возбуждения при развороте ротора до подсинхронной скорости,, измерении мгновенных значений фазных напряжений, токов и углового пути поворота ротора относительно статора в моменты достижения ЭДС обмотки возбуждения нулевых и экстремальных значений. Изменение тока статора за счет регулирования момента на валу позволяет учесть влияние насьш ения на величину индуктивности рассеяния обмотки. 1 з.п ф-лы. (О САд СА сл со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 R 31/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3984441/24-07 (22) 03.12,85 (46) 15.08.87. Бюл.N- 30 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.И.Зинченко и В.M.ÑàB÷åíêî (53) 621.313 (088.8) (56) Жерве Г.К.Промышленные испытания электрических машин. Л.: Энергия, 1968, с.456-458.

Авторское свидетельство СССР

9 855874, кл. Н 02. К 15/00, 1979. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ

РАССЕЯНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА СИНХРОННОЙ

МАШИНЫ (57) Изобретение относится к области испытания электрических машин. Цель изобретения — повышение точности способа измерения индуктивности рассеяния обмотки статора синхронной машины. Способ заключается в подключении обмотки статора к источнику напряже- ния при замкнутой обмотке.возбуждения, размыкании обмотки возбуждения при развороте ротора до подсинхронной скорости,. измерении мгновенных значений фазных напряжений, токов и углового пути поворота ротора относительно статора в моменты достижения ЭДС обмотки возбуждения нулевых и экстремальных значений. Изменение тока статора за счет регулирования момента на валу позволяет учесть влияние насьпцения на величину индуктивности рассеяния обмотки. 1 з.п ф-лы.

1330591 2

Изобретение относится к испытанию с помощью другого механизма, размыи исследованию электрических машин, кают обмотку возбуждения измеряют в частности к способам определения мгновенное значение фазных напряжепараметров синхронной машины с обмот- ний, токов и их производных в моменкой возбуждения на роторе. ты перехода ЗДС обмотки возбуждения

Целью изобретения является повы- череэ ноль и достижения экстремума, шение точности измерения индуктивнос- измеряют угол, на который поворачивати рассеяния обмотки статора. ется ротор за время между моментами

Сущность способа заключается в 10 измерения мгновенных значений токов том, что обмотку статора включают и напряжений, и производят вычислена номинальное (полное) напряжение ния, при замкнутой обмотке возбуждения, Вычисление искомой индуктивности ротор разгоняют до подсинхронной рассеяния обмотки статора Ьб произскорости, после чего обмотку воэбуж- 15 водят, используя мгновенные значения дения размыкают и измеряют угловой фазных токов и напяржений, измеренпуть поворота ротора относительно ные в два момента t и t, при катостатора. рых ЭДС обмотКи возбуждения перехоСпособ осуществляют следующим об- дит через ноль или достигает экстреразом. мума. Условимся, что обозначения изОбмотку статора подключают к сети меряемых величин, помеченные индекпеременного тока, ротор разворачивают сом 1, относятся к моменту времени по подсинхронной скорости моментом а индексом 2 — к . Вычисляют пусковой обмотки или принудительно .(з из уравнения

7R

%43(LGpiot + 1а1 1 а1 )+Йб(1Ьв с )+1 (1 1св ) ьт +цсв1

LG(pi pi ) R(- i, ) -1 ь с . 4(Р1 вЦ1с )+Н(. i с )- +Ч -64 (LGgi, +Ris, -Ч,й, ) ! где U, U» U, i, i» ic Piss Pxb р1 — мгндвенные значения фазных напс ряжений, токов и их производных;

R — активное сопротивление обмотки статора.

=sing,6=cos о, если t, и t оба соответствуют нулевым или экстремальным значениям ЭДС обмотки возбуждения .и 3 =cos 8,(> =-sin Е, если один иэ моментов времени соответствует переходу ЭДС обмотки возбуждения через. ноль, а другой — экстремуму. 2

B = J Q (t)dt — угловой путь ва

1» время и -t, а ц (t) — угловая ско рость вращения ротора.

Приведенное уравнение получено иэ дифференциальных уравнений магнитосвязанных контуров машины (уравнений

Парка-Горева) следующим образом. Рассмотрим уравнения равновесий напряжений обмотки статора по продольной оси d в момент равентсва ЭДС обмотки

:возбуждения нулю, а по поперечной оси q — соответственно в момент достижения экстремума. Поскольку в эти моменты времени в уравнениях будут отсутствовать производная ЗДС и по35 токосцепление от основного магнитного потока, .они будут содержать только один неизвестный параметр — LG (R считаем известным). Преобразуем их, выразив токи и напряжения в осях

4О d, q через фазные и угол поворота продольной оси ротора относительно оси фазы А статора tl" . Рассмотрим два момента времени t,, t>, при которых ЭДС обмотки возбуждения пере45 ходит через ноль или достагает экстремума, и подставим мгновенные значения измеряемых фазных токов и напряжений для этих моментов в имеющиеся уравнения. Причем данные, соответствующие переходу ЭДС обмотки

50 возбуждения через ноль, следует подставить в первое уравнение (ось d) а достижению экстремума — во второе (ось q). Кроме искомой индуктивности

55 .LG полученные уравнения будут содержать также неизвестные углы, t и 1г . Но Ь= У, + „ u(t)dt=g,+ S ° о

Выразив в уравнении для момента вре.

50 з 13305 мени угол через g, и 3, получим систему двух уравнений с двумя неизвестными, которую разрешим относительно Lb . В приведенном урав5 некии коэффициенты и 0 обобщают все возможные варианты выбора моментов времени t и с, которые обычно

1 выбирают в пределах периода ЭДС обмотки возбуждения.

Активное сопротивление обмотки статора R измеряют известными спосо- . бами, например по методу постоянного тока. Регистрируют величины, напри мер, светолучевым осциллографом.

Для измерения углового пути поворота ротора используют интегрирование во времени его скорости вращения. С этой целью с валом исследуемой машины сочленяют, например, униполярный тахоге- >О нератор, на выходе которого включен интегратор. Для удобства обработки результатов осциллографом в последнем должен быть предусмотрен сброс выходного сигнала после целого цикла 25 оборотов ротора, т.е при значениях

= 2 . 3a начало отсчета (I% =О) принимают положение ротора, при котором его продольная ось (d) совпадает с осью фазы А статора. При из- 30 мерении индуктивности рассеяния синхронного двигателя его ротор разгоняют до подсинхронной скорости за счет момента пусковой обмотки (режим прямого пуска) для генератора З5 используют принудительное вращение ротора. Обмотку возбуждения размыкают в установившемся асинхронном режиме с помощью автомата гашения поля при отсоединенном возбудителе. 40

Скольжение не должно превышать 5-10Х.

Ток статора регулируют изменением момента на валу или величины включенного в обмбтку статора дополнительного сопротивления. Необходимые для расчета значения производных фазных токов находят численно или непосредственно дифференцированием после предварительной аппроксимации последних аналитическими зависимостями (аналогично можно вычислять угол б, проинтегрировав аналогичное выражение а (t) полученное путем аппроксимации осциллограммы этой зависимости). Однако предпочтительно значение производных и первообразных функций измерять при проведении опыта, используя,. например, аналоговые дифференцирующие и интегрирующие элементы.

91

Быпа измерена индуктивность рассеяния электродвигателя СДН-15-49-8 (16000 кВт, 750 об/мин), которая при регулировании тока статора от 10 до

1707 номинального изменялась в преде- лах 0 09-0 12.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения индуктивб ности рассеяния статора за счет учета являения насыщения магнитных цепей и идентичного потокораспределения машины в опыте и в рабочем режиме (при неподвижном роторе не учитываются в полной мере высшие гармоники поля).

Зависимости L6 от тока статора используют при синтезе математических моделей электрических машин в ходе решения различных народно-хозяйственных задач. Особо важнее значение имеет учет указанных явлений при. анализе работы сложных электроэнергетических систем, содержащих генераторы и двигатели большой мощности. Предлагаемый способ упрощает испытания высоковольтных электрических машин в условиях производства, так как использует рабочие режимы и не требует специальных источников питания. Использование зависимости LG от тока статора, полученной предлагаемым способом, обеспечивает расхождение результатов математического моделирования от экспериментальных характеристик не более чем на 5-10Х что повышает эффективность разработки мероприятий по повьппению надежности работы электрических машин.

Формула изобретения

1. Способ измерения индуктивности рассеяния обмотки статора синхронной машины, содержащей обмотку возбуждения на роторе, путем подключения об" мотки статора к сети переменного тока, измерения мгновенных значений фазных токов и напряжений при экстремальных значениях ЭДС, измеряемой на. зажимах разомкнутой, обмотки возбуж дения, и последующего вычисления искомой индуктивности IIO измеренным параметрам, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, подключение обмотки статора производят на номинальное напряжение при замкнутой обмотке возбуждения, перед измерениями мгновенных значений токов и напряжений разгоняют ротор до

1330591 6

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что дискретно изменяют момент на валу и измерения повторяют при нескольких значениях момента на валу электрической машины. подсинхронной частоты вращения и размыкают обмотку возбуждения, измеряют угол поворота ротора за время между соседними экстремальными значениями

ЭДС обмотки возбуждения, Составитель В.Никаноров

Редактор А.Лежнина Техред В.Кадар

Корректор М.Шароши

Заказ 3579/48 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государстенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4