Устройство для измерения индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора электрической машины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНЬТХ СОПРОТИВЛЕНИЙ РАССЕЯНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ преимущественно с немагнитным ротором , снабженным электропроводными замкнутыми цепями, содержащее измерительные катушки и элементы их крепления в расточке статора испытуемой электрической машины, о т л и ч а ющ а е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, конЛигурация измерительных катушек в плоскости намотки витков выполнена аналогичной конфигурации внешних контуров наибольших геометрических сечений электропроводных элементов ротора в пределах полюсного пространства, при этом количество измерительных ,каpyuieK выбрано равным количеству электропроводных цепей ротора испытуемой машины и они разме1чены и зафиксированы одна относительно другой в положениях, соответствукицнх относительным радиальным И аксиальным ( положениям замкнутых цепей ротора, причем указанные контуры соответст (/) d вуют сечениям электропроводных элементов ротора плоскостями, параллельными оси ротора и перпендикулярными биссектрисе полюсного угла.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

3(51) G 01 R 31/34

I (р)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3354031/24-07 (22) 12.11 ° 81 (46) 23.10.84. Бюл. Р 39 (72) Л.А.Суханов (,71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621 ° 313 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 565753, кл. Н 02 К 15/00, 1975.

2. )(ерве Г.K. Промышленные испытания электрических машин. Л., "Энергия", 1968, с. 456-458. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНЫХ С011РОТИВЛЕНИЙ РАССЕЯНИЯ

ОБМОТКИ CTATOPA ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ преимущественно с немагнитным ротором, снабженным электропроводными замкнутыми цепями, содержащее измерительные катушки и элементы их крепления в расточке статора испытуемой электрической машины, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, конфигурация измерительных катушек в плоскости намотки витков выполнена анало° гичной конфигурации внешних контуров наибольших геометрических сечений злектропроводных элементов ротора в пределах полюсного пространства, при этом количество измерительных карушек выбрано равным количеству электропроводных цепей ротора испытуемой машины и они размещены и заФиксированы одна относительно другой в положениях, соответствующих относительным радиальным и аксиальным положениям замкнутых цепей ротора, S причем указанные контуры соответствуют сечениям электропроводных элементов ротора плоскостями, параллельными оси ротора и перпендикуляр- % ными биссектрисе полюсного угла.

1120256

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано преимущественно в машинах переменного тока с немагнитным ротором для определения индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора.

Индуктивные сопротивления рассеяния обмотки статора электрической машины переменного тока являются ВажНыми параметрами, используемыми в практике расчетов нормальных и аварийных режимов.

Известно устройство для измерения индуктивного сопротивления рассеяния. обмоткй статора электрической машины, содержащее вращающийся измерительный виток между статором и ротором испытуемой машины )1) .

Точность измерений сопротивлений рассеяиия при немагнитном роторе мала,поскольку не учитываются дополнительные магнитные поля рассеяния., выходящие в расточку статора.

Известно также устройство для изерения индуктивных сопротивлений ассеяния обмотки статора электричес- >> кой машины, содержащее измерительные катушки и элементы их крепления в расточке статооа испытуемой элек-.— рической машины (2) .

Измерение индуктируемых ЭДС в катушках производится в режиме гитания обмотки статора симметричным напряжением и вынутом роторе. Катушки закрепляют на поверхности расточки статора. „

Применение устройств (1j к (2,ба- 35 зируется на допущении, что ма -нитный поток рассеяния статора замыкается исключительно в пазовой части его сердечника. Это справедливо только для злектрических машин с ферромаг- щ нитным ротором. Дополнительные потоки рассеяния обмотки статора, которые имеют место при чемагнитном роторе и н связи с существенно меньшими размерами его основных электропроводных элементов (по сравнению с диаметром расточки статора), оказываются неучтенными при измерении.

Электвопроводные элементы конструкции — это электрически ".àìêêóтые цепи ротора, выполненные из материалов с высокой удельной электропроводностью. Они находятся, как правило, внутри цилиндрических немагнитных оболочек. В немагнитном ро. торе, в частности с применением глубокого охлаждения, имеется большое количество замкнуть|х цепей с высокой электропроводностью, в том числе обмотка возбуждения, электромагнитные и тепловые экраны. Индукти- ео руемые в них токи вытесняют переменный по времени магнитный поток на пути рассеяния. Для проектирования и расчетов режимов рассматриваемых машин необходимо знать индуктивные сопротивления обмотки статора по отношению к указанным замкнутым электропроводным элементам, однако известные устройства в случае немагнитного ротора не позволяют правиль- . но определить эти индуктивные сопротивления рассеяния обмотки статора, Измеренные индуктивные сопротивления рассеяния обмотки статора существенно занкжены по сравнению с действительными значениями, поскольку не учитываются дополнительные потоки рассеяния в пространстве между расточкой статора и злектропроводными элементами ротора. Погрешность тем больше, чем меньше размеры рассматриваемого элемента ротора и чем дальше этот =,ëåìåíò удален от поверхности расточки статора.

Пель изобретения — повышение точности определения индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора электрической машины, содержащем измерительные катушки и элементы их крепления в рас,точке статора испытуемой злектричес= ! кой машины, конфигурация измерительных катушек в плоскости намотки витков выполнена аналогичной конфи- гурации нненнкх контуров наибольших геометрических сечений электропроводных элементов ротора в пределах полюсного пространства„ при этом количегтво измерительных катушек выбрано. ранным количеству электроцроводных цепей ротора испытуемой машины и они размещены и зафиксированы однa относительно другой в положениях, соответствующих относительным радиальным н аксиальным положениям замкнутых цепей ротора, причем указанные контуры соответствуют сеченкям =-лектро.-,роводных элементов ротора плоскостями, параллельньыи оси ротора и перпендикулярными биссектоксе полюсного угла.

Необходимость соответствия конфигураций измерительных катушек замкнутых контурон, а также расположение катушек идентично контурам в расточке статора„. следует из методики принятого определения индуктивных сопротивлений рассеяния выбранного контура. Чтобы вычислить индуктивное сопротивленке рассеяния обмотки статора относительно заданного контура ротора, следует нз ее полного индуктивного сопротивления вычесть индуктивное сопротивление..взаимоиндукции, которое пропорционально наибольшему потоку, пронизывающему этот контур. Наибольшим поток, проходящий, через выбранный конструктивный электропроводящий элемент .ротора в преде1120256 бб X Xn

Ч = 1t 2, 3 ° ° лах его полисного пространства, будет н том случае, если провести замкнутый контур таким образом, чтобы он охнатынал наибольшую ннешнию цилиндрическую поверхность электропроводящего элемента ротора.

Действительно, для правильного определения предлагаемым устройством индуктивного сопротинления взаимоиндукции, например, П -го контура, необходимо измерить наибольший магнит- 10 ный поток, который пронизывает этот элемент ротора, когда тот находится в расточке статора, Для этого достаточно поместить в расточку статора измерительный виток (катушку из тонких проводников) вместо контура и измерить индуктируемую ЭДС в рамке от переменного магнитного поля н расточке статора при питании симметричным напряжением многофазной обмот- + ки статора испытуемой машины.

Например, лля полого цилиндрического элемента (экрана двухполюсной машины, таким замкнутым контуром будет седлообразная рамка со сторона- ми, проходящими по образующим цилиндра и полуокружностям его торцовых частей. Для испытуемой машины с числом пар полисов, равннм р, нместо полуокружностей будут дуги, длиной

$Q — каждая, где 3 — диаметр цилиндра.

Для прямоугольной в плане полюс ной катушки с более широким основа- 35 нием„ дальше удаленным от оси вращения многополюсного ротора, получим рамку с линейными размерами, близкими к размерам широкого основания катушки. 46

Положение измерительной катушки должно соответствовать положению найденного контура для заданного электропронодящего элемента ротора, т.е. для катушки необходимо обеспечить одинаковые с контуром расстояния как от оси вращения ротора, так и от торца статора испытуемой машины. Поскольку при измерениях к многоАазной обмотке статора подается симметричное переменное напряжение и н рас- 5 точке создается вращаидееся магнитное голе, то угловые положения ради-. альных осей измерительных катушек в расточке статора могут быть произвольными, так как индуктированные в 55 катушках величины (амплитуды) ЭДС не зависят от их углового положения.

В частном случае однойазной машины при пульсирующем магнитном поле 6О необходимо дополнительно обеспечить совпадение радиальной.оси измерительной катушки и оси однофазной обмотки статора, либо учесть соотнетствукший угол расхождения упомянутых осей, если он имел место при уста- новке измерительных катушек.

Измерительные катушки н расточке статора крепятся на растяжках, Каждая растяжка крепится одним концом к катушке, а другим — к поверхности сердечника статора. Устройства указанных креплений могут быть различными, например в виде петель, либо крючков, Для фиксации формы катуш-. ки (нитка) н зависимости от ее размерон могут быть использованы по ее длине распорки из немагнитных материалов, либо каркасы для придания конфигурации лобовых частей катушек очертаний лобовых частей электропронодящих элементов ротора. Перечисленные элементы являются не принципиальными для предлагаемого устройства, поэтому более детально не описываются, На фиг.1 показано размещение катушек и растяжек в статоое двухполюсной машины при одной электрически замкнутой цепи ротора; на фиг.2 то же, при двух цепях; на фиг.3 — то жг, для статора четырехполюсной машины.

На чертежах показаны измерительные катушки 1 и 2, соответствующие наибольшему диаметральному размеру электромагнитного экрана и обмотки возбуждения, радиальные растяжки 3 и крепление 4 растяжек.

Число катушек соответствует количеству замкнутых электропроводящих цепей на роторе,. по отношению к которым определяютс-. индуктивные сопротивления. Угол сектора, в пределах которого размещаются обмотки 1 и 2, составляет с = 180/р. Так как магнитное поле в рьсточке статора является вращающимся, то измерительные обмотки 1 и 2 в расточке статара могут бы-.ь повернуты относитель. но центра расточки статора на произвольный угол по сравнению с указанными на рисунках.

На фиг,3 пунктиром для наглядности показаны линии магнитного поля в произвольный момент времени.

Индуктивное сопротивление обмотки статора относительно tl-ãî контура ротора в Омах вычисляется по формуле где индуктивное сопротивление фазы обмотки статора

Гя Р 2, индуктивное сопротивление нзаимоиндукции между обмоткой статора и р-й измерительной катушкой, приведенной н обмотке статора, 2д %К

Ф

1120256 где K,М—

%uz. 2

Составитель В.Никаноров

Редактор P,Öèöèêà Техред Т.Маточка Корректор И.Муска

Заказ 7734/33 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 измеренные фазные ток и напряжение обмотки статора; измеренные потери активной мощности обмотки статора; измеренная ЭДС ур-й катуЫ5 ки; числа последовательных витков в фазе обмотки статора и и -й катушке; основной обмоточный коэффйциент статорной обмотки.

Выполнение измерительных катушек по числу, конйигура,нн и положению, соответствующими электрическим контурам элементов ротора, позволяет повысить точность измерения индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора.