Устройство для испытания асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором

 

Изобретение относится к испытанию мощных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, дугостаторных и дисковых электродвигателей. Цель изобретения - снижение потерь мощности и повышение точности испытаний. Устройство содержит первый приводной двигатель, механически сочлененный с вторым нагрузочным генератором, фазы статорной обмотки которого соединены с соответствующими зажимами электрического соединительного узла. Первые выводы якорной обмотки первого приводного двигателя и первого нагрузочного генератора соединены с общей шиной, а их вторые выводы соединены между собой. Через механический соединительный узел испытуемый двигатель сочленяется со вторым нагрузочным генератором. Первый приводной двигатель через второй механический соединительный узел сочленяется также с вторым приводным двигателем. Для включения устройства подается последовательно напряжение на обмотку возбуждения и якорную обмотку второго приводного двигателя, в результате чего он и сочлененные с ним первый приводной двигатель и второй нагрузочный генератор приводятся во вращение. Регулированием возбуждения первого и второго нагрузочных генераторов, первого и второго приводных двигателей осуществляется выход на требуемый режим испытания. 1 ил.

Изобретение относится к испытанию мощных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, дугостаторных асинхронных электродвигателей, дисковых асинхронных электродвигателей, линейных асинхронных электродвигателей и может быть использовано на испытательных станциях электромашиностроительных заводов и научно-исследовательских организаций.

Известны схемы испытания линейных асинхронных электродвигателей с вторичной частью в виде реактивного диска, соединенного с нагрузочным генератором постоянного тока, якорная обмотка нагрузочного генератора постоянного тока соединена электрически с якорной обмоткой двигателя постоянного тока, на валу которого находятся трехфазный асинхронный электродвигатель и генератор постоянного тока, якорная обмотка которого соединена с якорной обмоткой приводного двигателя синхронного генератора. Основными недостатками этой схемы является большая установленная мощность и большие потери мощности (более чем шестикратная) и необходимость поддержания практически постоянной частоты вращения трехмоторного агрегата с асинхронным электродвигателем. Также известно сочленение испытуемого двигателя со вспомогательной машиной.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для испытаний асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором, содержащее первый нагрузочный генератор, первый приводной двигатель, второй нагрузочный генератор, вольтодобавочный генератор, второй приводной двигатель, а также механический и электрический соединительные узлы, причем механический соединительный узел жестко закреплен на валу первого нагрузочного генератора, вал первого приводного двигателя механически соединен с валом второго нагрузочного генератора, первые выводы якорных обмоток вольтодобавочного генератора и первого приводного двигателя соединены с общей шиной, а вторые их выводы соединены соответственно с первым и вторым выводами якорной обмотки первого нагрузочного генератора, вал второго приводного двигателя механически соединен с валом вольтодобавочного генератора, а фазы статорной обмотки второго нагрузочного генератора соединены с соответствующими зажимами электрического соединительного узла.

В этом устройстве первый нагрузочный генератор, первый приводной двигатель, второй нагрузочный генератор имеют мощность, близкую к испытуемому асинхронному электродвигателю. Для покрытия потерь мощности используются две машины, а именно второй приводной двигатель и вольтодобавочный генератор с мощностью, составляющей 60-90% от мощности испытуемого двигателя. Недостатком устройства также является то, что вольтодобавочный генератор необходимо подбирать по току якорной цепи первого нагрузочного генератора и первого приводного двигателя и, как правило, в устройствах для испытаний крупных асинхронных электродвигателей вольтодобавочный генератор должен быть специального исполнения.

Целью изобретения является повышение точности испытаний и снижение потерь мощности.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее электрический и механический соединительные узлы, первый и второй нагрузочные генераторы, первый и второй приводные двигатели, механический соединительный узел жестко закрепленный на валу первого нагрузочного генератора, в котором вторые выводы якорной обмотки первого приводного двигателя и первого нагрузочного генератора соединены между собой, первый вывод первого приводного двигателя соединен с общей шиной, фазы статорной обмотки второго нагрузочного генератора соединены с соответствующими зажимами электрического соединительного узла, вал первого приводного двигателя механически соединен с валом второго нагрузочного генератора, снабжено вторым механическим соединительным узлом, через который первой приводной двигатель сочленен со вторым приводным двигателем постоянного тока, якорная обмотка которого предназначена для подключения к источнику постоянного тока, а первый вывод якорной обмотки первого нагрузочного генератора соединен с общей шиной.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства испытания.

Устройство состоит из первого приводного двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ) 1. Вал ДПТ 1 механически сочленен с валом второго нагрузочного генератора синхронной машины (СГ) 2. Якорная обмотка СГ 2 через электрический соединительный узел 3 соединена со статорной обмоткой испытуемого асинхронного электродвигателя (АД) 4. Испытуемый АД 4 через механический соединительный узел 5 сочленен с валом первого нагрузочного генератора - машины постоянного тока независимого возбуждения (ГПТ) 6. Вторые якорные выводы первого нагрузочного ГПТ 6 и ДПТ 1 соединены. Первый вывод ДПТ 1 соединен с общей шиной. Через второй механический соединительный узел 7 вал ДПТ 1 сочленен с валом второго приводного двигателя 8 постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого предназначена для подключения к регулируемому источнику постоянного тока.

Схема работает следующим образом.

Подается последовательно напряжение на обмотку возбуждения и якорную обмотку второго приводного двигателя 8. Якорь второго приводного двигателя 8, а соответственно и механически сочлененные с ним якоря ДПТ 1 и СГ 2 приходят во вращение. Подается напряжение на обмотку возбуждения СГ 2. Через электрический соединительный узел 3 переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна току обмотки возбуждения СГ 2, а частота равна произведению частоты вращения ротора на число пар полюсов p СГ 2, подается на статорную обмотку испытуемого АД 4. Испытуемый АД 4 и сочлененный с ним первый ГПТ 6 приходят во вращение. Подачей напряжения на обмотку возбуждения ОВ2 первого ГПТ 6 нагружается испытуемый АД 4. При этом происходит некоторое снижение частоты вращения трехмоторного агрегата ДПТ 2-ДПТ 1-СГ, что компенсируется увеличением напряжения на якорной обмотке второго приводного двигателя 8 и обмотке возбуждения СГ 2. С подачей напряжения на ОВ2 второго нагрузочного генератора по его якорной цепи начинает протекать ток. Увеличением напряжения на обмотке возбуждения первого ДПТ 1 создается дополнительный вращательный момент и частота вращения трехмоторного агрегата начинает увеличиваться. Увеличением возбуждения ГПТ 6 увеличивается нагрузка испытуемого АД 4 и несколько снижается частота вращения трехмоторного агрегата. Окончательная установка требуемых параметров режима испытания АД двигателя 4 (частота, напряжение, скольжение) осуществляется регулированием возбуждения машин 1,2,6,8 и напряжения на якорных зажимах второго приводного двигателя 8.

П р и м е р. Конкретное исполнение устройства для испытания асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором НБ-607 номинальной мощностью 900 кВт при частоте питающего напряжения 45 Гц. Первым ГПТ 6 и первым ДПТ 1 могут служить тяговые машины постоянного тока НБ-418К6. В качестве СГ 2 может быть использован синхронный тяговый двигатель НБ-601 мощностью 1000 кВт при частоте вращения 1210 об/мин. Второй приводной двигатель 8 должен иметь мощность около 300 кВт. В качестве его может быть использована любая машина постоянного тока независимого возбуждения с номинальной частотой вращения около 1000 об/мин. Устройство позволяет испытывать асинхронный тяговый двигатель НБ-607 под нагрузкой в диапазоне частот 20-90 Гц.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в снижении установленной мощности, где для компенсации потерь мощности в схеме используется одна электрическая машина (второй приводной двигатель), тогда как в прототипе - вольтодобавочный генератор и второй приводной двигатель, мощность каждого из которых не ниже мощности потерь в схеме.

Устройство позволяет регулировать параметры режима испытаний, как по напряжению якорной цепи, так и возбуждению второго приводного двигателя, что позволяет повысить точность испытаний. Кроме того, компенсация потерь мощности осуществляется механическим путем через второй приводной двигатель, а так как механическая постоянная машины значительно выше электромагнитной постоянной, то устройство более инерционно к регулированию, что позволяет более точно выставить режим испытаний.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ АСИНХРОННОГО ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ, содержащее электрический и механический соединительные узлы, первый и второй нагрузочные генераторы, первый и второй приводные двигатели, первый механический соединительный узел жестко закреплен на валу первого нагрузочного генератора, вторые выводы якорной обмотки первого приводного двигателя и первого нагрузочного генератора соединены между собой, первый вывод первого приводного двигателя соединен с общей шиной, фазы статорной обмотки второго нагрузочного генератора соединены с соответствующими зажимами электрического соединительного узла, вал первого приводного двигателя механически соединен с валом второго нагрузочного генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний и снижения потерь мощности, в нем первый вывод якорной обмотки первого нагрузочного генератора соединен с общей шиной, а первый приводной двигатель снабжен вторым механическим соединительным узлом и соединен посредством его с вторым приводным двигателем постоянного тока, якорная обмотка которого выполнена с возможностью подключения к регулируемому источнику постоянного тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1