Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой

Изобретение относится к области электромеханики. Для измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой, двигатель соединяют валом с точно таким же асинхронным двигателем, обмотку ротора первого двигателя соединяют с обмоткой ротора второго двигателя, а обмотку статора второго двигателя замыкают накоротко. Измерения мгновенного значения намагничивающего тока первого двигателя производят с двух одинаковых шунтов, один из которых включают в первичную обмотку (обмотку статора) первого двигателя, а второй в обмотку статора второго двигателя, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения намагничивающего тока у асинхронного двигателя при работе под нагрузкой. 1 ил.

 

Способ относится к электромеханике, может быть использован в демонстрационных или исследовательских целях.

Известен способ по патенту РФ №1017083, G01R 31/34, «Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя», авторы: Ушаков А.В., Младенцев В.И. - [1], который предполагает измерение параметров тока только в первичной обмотке трансформатора, при отсутствии нагрузки, то есть в режиме холостого хода. Недостатком способа [1] является невозможность измерения намагничивающего тока при работе под нагрузкой. При работе асинхронного двигателя под нагрузкой намагничивающий ток входит в состав первичного тока и нет такого участка электрической цепи, где намагничивающий ток протекал бы без нагрузочной составляющей и его можно было бы измерить. Вместе с тем известно, что намагничивающий ток с появлением тока нагрузки не остается постоянным, таким же, как в режиме холостого хода, а снижается. Причина снижения намагничивающего тока - падение напряжения на индуктивности рассеяния магнитного потока первичной обмотки (обмотки статора) и активное сопротивлениие обмотки статора.

Наиболее близким к предлагаемому является способ по патенту РФ №2328749, G01R 19/00, «Способ измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой», авторы: Гуков Д.В., Гуков А.Д. и др. - [2], который предполагает использование двух шунтов, один из которых включают в первичную, а второй во вторичную обмотку трансформатора, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно, а шунты откалиброваны таким образом, что отношение падений напряжения на шунтах при протекании одинакового тока равно коэффициенту трансформации трансформатора. Недостатком способа [2] является невозможность измерения намагничивающего тока у асинхронного двигателя, поскольку частота тока в первичной обмотке (обмотке статора) равна частоте питающей сети - 50 Гц, а частота тока вторичной обмотки (обмотки ротора) равна частоте скольжения. Сложение или вычитание сигналов различной частоты не может выделить сигнал, пропорциональный намагничивающему току.

Предлагаемый способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой, заключается в том, что асинхронный двигатель с фазным ротором соединяют валом с точно таким же асинхронным двигателем, обмотку статора первого двигателя подключают к сети, обмотку ротора первого двигателя соединяют с обмоткой ротора второго двигателя, а обмотку статора второго двигателя замыкают накоротко. Измерения мгновенного значения намагничивающего тока первого двигателя производят с двух одинаковых шунтов, один из которых включают в первичную обмотку (обмотку статора) первого двигателя, а второй в обмотку статора второго двигателя, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно.

При работе первого асинхронного двигателя с фазным ротором в роторе наводится ЭДС, величина которой определяется коэффициентом трансформации (отношением числа витков обмотки статора к числу витков обмотки ротора), частота ЭДС - частота скольжения равна fs=f1(n0-n)/n0; где: fs - частота скольжения; f1 - частота питающей сети (50 Гц); n0 - синхронная скорость вращения асинхронного двигателя; n - реальная скорость вращения асинхронного двигателя; Под действием ЭДС в обмотке ротора протекает ток с частотой скольжения. Этот ток протекает по обмотке ротора второго асинхронного двигателя и создает там вращающее магнитное поле со скоростью вращения ns=60*fs/p, где: p - число пар полюсов. При этом ротор второго двигателя вращается со скоростью n (его вращает первый двигатель). Скорость вращения магнитного поля ротора второго двигателя относительно статора равна: n+ns=n0 и не меняется при изменении скорости вращения двигателя n (при условии правильной фазировки). Соответственно и частота тока в обмотке статора второго двигателя будет постоянна и равна частоте питающей сети (50 Гц); При этом напряжение в обмотке статора второго двигателя будет равно:

U1*Kтр*1/Kтр=U1, то есть равно напряжению питающей сети. Таким образом, ток, протекающий по замкнутой накоротко обмотке статора второго двигателя можно считать нагрузочной составляющей первого асинхронного двигателя, а второй двигатель в данной конструкции используется в качестве преобразователя частоты и напряжения для обмотки ротора первого двигателя. Второй двигатель также будет потреблять намагничивающий ток, который может исказить результат измерения, но поскольку второй двигатель используется в режиме короткого замыкания, магнитный поток и намагничивающий ток будут пренебрежимо малы.

Заявляемое устройство для сварки отвечает требованию "новизна", так как имеет новые признаки:

1) асинхронный двигатель с фазным ротором соединяют валом с точно таким же асинхронным двигателем;

2) обмотку ротора первого двигателя соединяют с обмоткой ротора второго двигателя, а обмотку статора второго двигателя замыкают накоротко;

3) измерения мгновенного значения намагничивающего тока первого двигателя производят с двух одинаковых шунтов, один из которых включают в первичную обмотку (обмотку статора) первого двигателя, а второй в обмотку статора второго двигателя, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно.

Из существующего уровня техники и технической литературы известны электромашинные преобразователи напряжения и частоты с асинхронными двигателями, имеющими фазный ротор. Но именно применение такого сочетания признаков позволяет получить новое качество способу измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором - возможность измерения под нагрузкой. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена схема для реализации способа измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором. На схеме представлены: АДФ1 - асинхронный двигатель с фазным ротором; АДФ2 - вспомогательный двигатель для производства измерений. Ш1 - шунт в цепи обмотки статора АДФ1; Ш2 - шунт в цепи обмотки статора АДФ2; Устройство состоит из первичной обмотки 1, вторичной обмотки 2 и магнитопровода 3. Измерительные клеммы от шунтов Ш1 и Ш2 соединены встречно-последовательно.

Измерение по предлагаемому способу, представленному на фиг. 1, производят следующим образом. В статорные цепи двигателей АДФ1 и АДФ2 включают шунты Ш1 и Ш2, шунты выбирают одинаковыми. Клеммы шунтов Ш1 и Ш2 соединяют таким образом, чтобы падение напряжения на шунте Ш2 от тока статорной обмотки АДФ2 i 2 ' ( t ) вычиталось из падения напряжения на шунте Ш1 от тока i1(t). Осциллограф в такой схеме должен показать намагничивающий ток iнам(t), поскольку i н а м ( t ) = i 1 ( t ) = i 1 ( t ) i 2 ' ( t ) .

Испытания проводились на лабораторной установке с двумя соединенными валами крановыми двигателями MTF-012-6 с номинальной мощностью 2,2 кВт, номинальной скоростью вращения 890 об/мин, номинальным напряжением 380 В, номинальным током статора 7,6 А, номинальным током ротора 11,5 А. Шунты Ш1, Ш2 применялись стандартные 10 А; 75 мВ; осциллограф С1-65. В ходе эксперимента необходимо произвести фазировку, то есть подобрать фазу, в которую нужно включить шунт Ш2 и обеспечить встречное включение шунтов. После выполнения настройки схемы на осциллографе отражается намагничивающий ток. При увеличении питающего напряжения он возрастает, увеличивается его несинусоидальность, при увеличении нагрузки на двигатель (с помощью рабочего механизма) намагничивающий ток снижается.

Проведенные испытания позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "промышленная применимость".

Источники информации

1. Патент РФ №1017083, G01R 31/34, «Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя», авторы: Ушаков А.В., Младенцев В.И.

2. Патент РФ №2328749, G01R 19/00, «Способ измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой», авторы: Гуков Д.В., Гуков А.Д. и др.

Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой, отличающийся тем, что асинхронный двигатель с фазным ротором соединяют валом с точно таким же асинхронным двигателем, обмотку статора первого двигателя подключают к сети, обмотку ротора первого двигателя соединяют с обмоткой ротора второго двигателя, а обмотку статора второго двигателя замыкают накоротко, измерения мгновенного значения намагничивающего тока первого двигателя производят с двух одинаковых шунтов, один из которых включают в первичную обмотку (обмотку статора) первого двигателя, а второй в обмотку статора второго двигателя, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей. Способ заключается в том, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора асинхронного электродвигателя при напряжении питания асинхронного электродвигателя ниже номинального значения, при котором ротор электродвигателя остается неподвижным.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения угловой скорости вращения магнитного поля. Устройство состоит из ферромагнитного ротора и магнитопроводящего статора, причем ротор выполнен в форме цилиндра с осью вращения, в средней части которого осесимметрично и бесконтактно размещена обмотка подмагничивания ротора, связанная с регулируемым источником постоянного тока, измеряемого амперметром; магнитопроводящий статор выполнен в форме двух цилиндров, оси которых совпадают с осью вращения ротора.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при испытаниях электрических машин постоянного и переменного тока. Стенд содержит трансформатор, подключенный первичной обмоткой к питающей сети, а вторичной обмоткой - к входу управляемого выпрямителя, дроссель, один из выводов которого подключен к первой выходной шине управляемого выпрямителя, и задающий генератор.

Изобретение относится к области эксплуатации асинхронных электродвигателей и может быть использовано для определения величины скольжения электродвигателя. В способе определения скольжения ротора асинхронного электродвигателя, включающем оценку величины скольжения ротора, цифровую регистрацию мгновенной величины амплитуды потребляемого тока во времени на одной из фаз кабеля питания асинхронного электродвигателя, с помощью быстрого преобразования Фурье получают амплитудный спектр зарегистрированного сигнала, определяют максимум амплитудного спектра и соответствующую ему частоту, которая близка по значению к частоте сети, с помощью метода автокоррекции времени записи сигнала путем его последовательного уменьшения определяют точное значение частоты сети, по полученному значению частоты сети и числу пар полюсов электродвигателя вычисляют границы одного диапазона частот для двигателей с одной парой полюсов, либо двух диапазонов для двигателей с числом пар полюсов большим одного на амплитудном спектре, на каждом из полученных диапазонов определяют максимум амплитудных спектров и соответствующие им частоты, которые близки по значению к частотам гармоник от эксцентриситета ротора первого порядка, с помощью метода автокоррекции времени записи сигнала путем его последовательного уменьшения определяют точные значения частот гармоник от эксцентриситета ротора первого порядка, по которым получают для двигателей с одной парой полюсов одно значение скольжения, которое является для данных двигателей конечным результатом, а для двигателей с двумя и более парами полюсов - два значения скольжения ротора, вычисляют скольжение ротора такового асинхронного электродвигателя по среднему арифметическому данных значений.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для настройки вентильных электродвигателей. Техническим результатом является обеспечение угловой стабильности момента двигателя.

Изобретение относится к области испытаний источников питания, таких как генераторы переменного тока под нагрузкой. Технический результат: выполнение испытания под нагрузкой посредством простого регулирования.

Изобретение относится к способам определения технического состояния объекта, преимущественно электроприводного оборудования, и может быть использовано для контроля электроприводной арматуры, насосов, вентиляционного оборудования атомных электростанций, приводов СУЗ для ВВЭР-440.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний и настройки коммутации коллекторных электрических машин (КЭМ). Технический результат - повышение точности диагностики состояния коммутации КЭМ.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах. Технический результат - повышение точности оценки токов подшипников в отношении потенциального повреждения соответствующего подшипника.

Изобретение относится к способу контроля функционирования вращающейся электрической машины, в частности асинхронной машины двойного питания с диапазоном мощности 20-500 МВА.

Устройство диагностики технического состояния системы «обратимая синхронная электромашина-маховик» агрегата бесперебойного питания относится к области электротехники и может быть использовано для диагностики технического состояния устройств гарантированного питания. Устройство содержит: датчики определения величины сопротивления изоляции электромашины, измерения электромагнитного поля, температуры обмоток электромашины, температуры подшипниковых узлов и учета выработки часов, преобразователя акустической эмиссии системы «обратимая синхронная электромашина-маховик» агрегата бесперебойного питания, микроконтроллер, источник опорного питания, регистр результата, причем выходы датчиков и преобразователя подключены к входам микроконтроллера; выход источника опорного питания - к аналоговому входу микроконтроллера, а выход микроконтроллера - к регистру результата и системе управления. Технический результат заключается в возможности диагностирования механической прочности с помощью преобразователя акустической эмиссии. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей. Способ определения параметров электродвигателя заключается в том, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора и частоту вращения вала асинхронного электродвигателя, измеренные мгновенные величины токов и напряжений преобразуют из естественной координатной системы в прямоугольную стационарную систему координат, последовательно выполняют четыре временные задержки преобразованных токов и напряжений и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, полученные значения запоминают и используют для определения активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки статора, приведенных к статору активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки ротора, и индуктивности, обусловленной магнитным потоком в воздушном зазоре электродвигателя в реальном времени следующим образом: R 1 = − K 3 K 4   ,     R ′ 2 = K 3 − K 5 K 4 ,       L 1 = K 3 − K 5 K 2   ,     L m = L 1 ⋅ 1 − 1 K 4 ⋅ L 1   ,     σ = − R 1 K 3 ⋅ L 1   ,     T 2 = 1 K 2 ⋅ σ ⋅ L 1   ,     L 2 = T 2 R ′ 2 где R1 - активное сопротивление обмотки статора, Ом; R ′ 2 - приведенное к статору активное сопротивление обмотки ротора, Ом; L1 - эквивалентная индуктивность обмотки статора, Гн; Lm - результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя, Гн; σ - коэффициент рассеяния ротора, о.е.; Т2 - постоянная времени ротора, с; L2 - эквивалентная индуктивность обмотки ротора, Гн; К1, К2, К3, К4, К5 - коэффициенты, определенные методом наименьших квадратов. Технический результат заключается в одновременном определении всех электромагнитных параметров асинхронного электродвигателя в реальном времени. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения переменных величин и может использоваться в железнодорожных депо для контроля износа пластин коллектора. Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение точности измерений, оперативности получения данных по износу пластин коллектора тягового электродвигателя локомотива. Указанный технический результат достигается тем, что измерительные датчики одновременно контролируют всю поверхность коллектора. Сущностью изобретения является то, что при визуальном осмотре поверхность коллектора условно делят, начиная от свободного конца, на четыре равные по длине пояса: I, II, III, IV, размещают над поверхностью коллектора N пронумерованных датчиков измерения расстояния, размещенных на одном кронштейне с возможностью горизонтального перемещения по нему, и расположенных над соответствующими поясами, приводят во вращение коллектор и в течение одного оборота с помощью датчиков непрерывно фиксируют расстояние до поверхности пластин коллектора, затем перемещают датчики по кронштейну и снова вращают коллектор, результаты измерений поступают в анализатор, в котором накапливаются данные по каждому поясу, полученные фактические расстояния по поясам II, III, IV сравниваются с расстояниями по I базовому поясу и по разности величин определяют износ пластин коллектора, результаты через блок управления поступают на дисплей компьютера. 1 ил.

Изобретение относится к области определения технического состояния объекта, преимущественно электроприводного оборудования, и может быть использовано для контроля электроприводной арматуры, насосов, вентиляционного оборудования ядерных энергетических установок. Способ заключается в том, что измеряют сигнал тока двигателя диагностируемого электромеханического оборудования, проводят демодуляцию полученного сигнала тока, рассчитывают спектр демодулированного сигнала, вычитают из спектра демодулированного сигнала тока спектр демодулированного сигнала тока исправного оборудования того же типа, что и диагностируемый объект. При этом разницу спектров преобразуют в кепстр, а полученный кепстр строят в частотной области. Оценивают амплитуды и квефренции информативных компонент кепстра, соответствующих дефектам объекта, после чего линеаризуют шаг расположения информативных составляющих путем нелинейного преобразования масштаба частот и определяют частоты дефектов по величине информативных кепстральных компонент, по которым оценивают состояние объекта. Технический результат заключается в повышении эффективности обнаружения неисправности на ранней стадии возникновения. 3 ил.

Изобретение относится к испытательному нагрузочному устройству. Испытательное нагрузочное устройство 1 содержит: резистивный блок 20, который содержит одну или более резисторных групп, имеющих множество резисторов, и установлен с возможностью подключения к источнику мощности, проходящему испытания под нагрузкой; охлаждающий вентилятор 10, который охлаждает резисторы резистивного блока 20; блок 80 управления. При этом резистивный блок 20 снабжен устройством 20а определения тока/напряжения, которое определяет ток, протекающий через резисторы, резисторные группы или резистивный блок 20, или напряжение, приложенное к резисторам, резисторным группам или резистивному блоку 20, и устройством 20b определения температуры, которое определяет температуру выпуска после резистивного блока 20. Охлаждающий вентилятор 10 снабжен устройством 10а определения состояния вращения охлаждающего вентилятора. Блок 80 управления выполняет управление выключением, при этом прекращается подача мощности от испытуемого источника мощности на резистивный блок 20 на основе информации от устройства 20а определения тока/напряжения, информации от устройства 20b определения температуры и информации от устройства 10а определения состояния вращения. Технический результат заключается в повышении точности обнаружения неисправностей. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения эксцентриситета ротора электрических машин, в частности асинхронного электродвигателя. Технический результат - возможность определения наличия и величины эксцентриситета ротора асинхронного двигателя в режиме холостого хода. Способ определения эксцентриситета ротора асинхронного электродвигателя заключается в том, что двигатель подготавливают к пуску и запускают его. После запуска получают график зависимости частоты вращения ротора двигателя от времени, на котором затем выделяют амплитуды изменения частоты вращения ротора на участке между временем пуска и временем установившегося режима работы и находят разность амплитуд, относящихся к эталонному и испытываемому двигателям. По найденной разности амплитуд изменения частоты вращения ротора определяют относительный эксцентриситет ротора. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стендам для проведения приемо-сдаточных испытаний частотно-управляемых гребных электродвигателей системы электродвижения. Стенд содержит синхронный генератор, соединенный с гребным электродвигателем и подключенный к рекуперативному преобразователю частоты, состоящему из выпрямителя и инвертора, при этом рекуперативный преобразователь частоты подключен к щиту сети. Для обеспечения рекуперации энергии в сеть и получения винтовой нагрузочной характеристики гребного электродвигателя применена система регулирования по каналу управления момента на валу гребного электродвигателя и каналу управления напряжения рекуперативного преобразователя частоты. Технический результат состоит в повышении эффективности испытаний системы электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем за счет снижения потерь активной мощности и обеспечения винтовой нагрузочной характеристики на валу гребного электродвигателя, а также в уменьшении объема швартовых испытаний системы электродвижения на судне. 1 ил.
Наверх