Способ определения коммутационных потерь в скользящем контакте электрических машин

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при испытаниях и проектировании коллекторных электрических машин. Цель изобретения повышение точности определения коммутационных потерь в скользящем контакте электрических машин за счет учета потерь из-за повышения напряжения от поперечного тока в контакте и потерь на трение от возникновения поперечного тока коммутации. Приводят во вращение исследуемую и вспомогательную машину 1 и 2, определяют потери P_км в скользящем контакте от коммутационной мощности и поперечного тока, электрические потери P_кп и потери на трение P_т в контакте в рабочем режиме машины 1 при заданных скорости и токе нагрузки в якорной цепи. Измерения производят с помощью вольтметров 3 и 4, измерительных щеток 5, амперметра 6. Затем определяют электрические потери P_кпк и потери на трение P_тк в контакте при замкнутом коллекторе машины. Вычисляют разности ΔP_кп= P_кп-P_кпк и ΔP_т= P_т-P_тк и определяют общие коммутационные потери в соответствии с выражением P_кщ= P_км+ΔP_кп+ΔP_т. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при испытаниях и проектировании коллекторных электрических машин. Цель изобретения повышение точности определения коммутационных потерь в скользящем контакте электрических машин за счет учета потерь из-за повышения напряжения от поперечного тока в контакте и потерь на трение от возникновения поперечного тока коммутации. На фиг. 1 представлена схема установки для осуществления способа; на фиг. 2 график зависимости коммутационных потерь в скользящем контакте от плотности тока якоря. Установка для осуществления способа содержит исследуемую электрическую машину 1, вал которой соединен с валом вспомогательной тарированной электрической машины 2, вольтметры 3 и 4, измерительные щетки 5, амперметр 6. Способ осуществляют следующим образом. Подачей напряжений на электрические машины 1 и 2 приводят их во вращение и определяют потери Р_км в скользящем контакте от коммутационной мощности и поперечного тока, для чего при холостом ходе машины 1 измеряют мощность (средства измерения мощности на фиг. 1 не показаны), подводимую к вспомогательной машине 2 при питании только обмотки дополнительных полюсов машины 1 током, соответствующим определенной степени искрения. Затем измеряют мощность, подводимую к вспомогательной машине 2 при токе дополнительных полюсов машины 1, равном нулю. Разность измеренных значений мощностей равна потерям Р_км. Затем измеряют электрические потери и потери на трение в контакте в рабочем режиме машины 1, т.е. при заданных скорости V_к и токах нагрузки IA в якорной цепи машины. При этом электрические потери Р_кп измеряют с помощью вольтметров 3 и 4, изолированных измерительных щеток 5, расположенных на рабочих щеточных болтах и дающих возможность измерять падение напряжения на сбегающем, набегающем краях и на средней части щеточного контакта и амперметра 6. Потери на трение Р_т определяют в соответствии с выражением Р_т (Р_вмщ Р_вм) + (Р_по Р_фя Р_к), где Р_вмщ мощность вспомогательной машины 2 с опущенными щетками машины 1; Р_вм мощность вспомогательной машины 2 с поднятыми щетками машины 1; Р_по электромагнитная мощность машины 1; Р_фя мощность магнитных потерь в якоре машины 1; Р_к мощность коммутационных потерь машины 1. Затем коллектор машины 1 закорачивают, например, с помощью медного луженого многожильного жгута. А именно жгут надевают на петушковую часть коллектора с натягом для улучшения контакта с коллекторными пластинами и пропаивают между собой концы, образуя из жгута короткозамкнутое кольцо. Далее при тех же скоростях вращения и токах нагрузки в скользящем контакте измеряют электрические потери Р_кпк и определяют потери на трение Р_тк при замкнутом коллекторе машины. Далее определяют электрические потери ΔР_кп, обусловленные повышением напряжения, и потери на трение ΔР_т в скользящем контакте от возникновения поперечного тока коммутации в соответствии с выражениями соответственно ΔР_кп Р_кп Р_кпк и ΔР_т Р_т Р_тк, а общие коммутационные потери определяют в соответствии с выражением Р_кщ Р_км + ΔР_кп + Р_т Предлагаемый способ был реализован на коллекторной электрической машине постоянного тока ДК309А со щетками марки ЭГ-2А и ЭГ-61. Площадь всех щеток на коллекторе Σ S_щ 1,6 х 3,2 х 8,0 41 см². Поверхность коллектора S_к 472,2 см², удельное давление на щетки Р_щ 0,43 кгс/см² при окружной скорости коллектора V_к 21,8 м/с (результаты приведены на фиг. 2). Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность определения коммутационных потерь в скользящем контакте электрической машины в 15-18 раз, что дает возможность сравнительно оценить рост суммарных потерь на коллекторе в рабочем режиме электрической машины по сравнению с требованиями стандартов.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОММУТАЦИОННЫХ ПОТЕРЬ В СКОЛЬЗЯЩЕМ КОНТАКТЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, включающий измерение потерь в контакте от коммутационной мощности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют электрические потери на трение в контакте в рабочем режиме и при замкнутом коллекторе, а общие коммутационные потери определяют в соответствии с выражением P_кщ=P_км+ΔP_кп+ΔP_т,
где ΔP_кп=P_кп-P_кпк,
ΔP_т=P_т-P_тк,
P_км потери в скользящем контакте от коммутационной мощности и поперечного тока, Вт;
P_кп электрические потери в скользящем контакте в рабочем режиме, Вт;
P_кпк электрические потери в скользящем контакте при замкнутом коллекторе электрической машины, Вт;
P_т потери на трение в скользящем контакте в рабочем режиме; Вт;
P_тк потери на трение в скользящем контакте при замкнутом коллекторе электрической машины, Вт.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2