Способ определения индуктивных сопротивлений электрических машин

 

!

О П И С А Н И Е 1"1 501450

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвспублик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 04.05.73 (21) 1911802/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.01.76. Бюллетень № 4

Дата опублнковаьп1я описания 07.01.77 (51) М.Кл H 02К 15/00

G 01R 27/26

Гасударственный камитет

Саеете Мииистрае СССР ао делам изобретений и аткрытий (53) УДК 621 313. .322 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б, Н. Абрамович и Ю. А. Бирюков (71) Заявитель

Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро крупных электрических машин (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ИНДУКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИ Н где

L

C) sin2yi

4т

si n2y>

4Yi

1п2то

4т

sin2 q

4тр а1 ——

Q x + 6 хе = xy,, (1) ае ° х, + 4хе — — x...

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при определении индуктивных сопротивлений электрических машин.

Известны способы определения переходных и сверхпереходных индуктивных сопротивлений электрических машин, основанные на измерении этих параметров в режиме короткого замыкания машины.

Однако опыт короткого замыкания сопровождается осциллографированием большого количества параметров с их последующей графоаналитической обработкой, что требует значительных затрат времепи и наличия большого количества приборов и оборудования.

С целью упрощения способа определения указанных сопротивлений электрическую машину подключают через выпрямитель к регулируемой нагрузке, устанавливают одно значение нагрузки и замеряют угол коммутации, затем устанавливают другое значение нагрузки и замеряют угол коммутации при том же напряжении на зажимах якорной обмотки, после чего определяют искомые параметры из системы уравнений. х„-,, х„, уп уе — индуктивные сопротивления коммутации и углы коммутации для двух режимов соответственно.

Как известно, синхронная машина, напруженная на выпрямительную нагрузку, периодически попадает в режим несимметричного внезапного короткого замыкания вследствие коммутации вентилей выпрямителя. Этот режим является квазиустановившимся для заданного режима работы или нагрузки при неизменном возбуждении. Индуктивное сопротивление коммутации х„, представляющее собой индуктивное сопротивление фазы якоря

20 синхронной машины за период коммутации, очевидно, может быть представлено так же, как индуктивное сопротивление фазы синхронной машины при несимметричном коротком замыкании. Тогда для мгновенного зна25 чения х,. можно записать следующее выражение

1 х,.=- — ((xd" +xq") + (xd" — xq") cos2ut), (2)

2 где в случае машин без демферной клетки

30 вместо xd u xg записываются соответствен501450 х (+ в 2у . +

4у 2 (5) 50

3 но xd и xq cot — угол, отсчитываемый от начала коммутации.

Выражение (2) представляет собой сложную функцию времени и углового положения якоря. Используя метод усреднения х, за период коммутации, получим х, = xd" + k„(xq" — xd"), (3) вш2у где Й = 1 — или после подстановки ср

2 у ср в1п2у \

4у,l (4)

Связь индуктивного сопротивления коммутации с величиной нагрузки устанавливается с помощью выражения с н и 1 в

=Mf - — ) Mf (g, 1-иЯ„), II ll где У„и ҄— напряжение и ток в нагрузке;

AU, — падение напряжения в вентиле; и — число последовательно включенных вентилей в проводящий период;

Р„и R „— сопротивления нагрузки и вентиля. При этом для нулевой схемы Mf =

2п 1 — cosy, для мостовой схемы Mf

3 1 + cosy

Я 1 — cosy

3 1 + сову

Меняя величину нагрузки, можно получить различные значения индуктивного сопротивления коммутации, рассчитываемого по выражению (5) на основе измеренных значений тока и напряжения нагрузки и угла коммутации вентилей.

Определение сопротивлений xd" и хд" (или соответственно xd и xq для машин без демпферной клетки) проводится посредством решения системы линейных алгебраических уравнений, составленных па основе выражения (4) и подстановки в них численных значений х„и у. Достаточно составить систему из двух уравнений при двух значениях нагрузки — выражение (1) .

Условием однозначности искомых индуктивных сопротивлений в полученных уравнениях является одинаковое магнитное состояние машины по пути замыкания результирующего магнитного потока.

На чертеже приведена схема для осуществления предложенного способа.

Якорную обмотку испытываемой машины 1 подсоединяют к неуправляемому выпрямителю 2, выполненному по мостовой или нулевой схемам. Выход выпрямителя подключен к нагрузке 3, например обмотке возбуждения бесщеточного синхронного генератора или двигателя. Для изменения величины нагрузки последовательно с ней вводят регулируемое

4 добавочное сопротивление 4. Это сопротивление может быть выполнено из стандартных элементов сопротивлений. Напряжение и ток в нагрузке измеряют вольтметром и амперметром 5, включенным на зажимы шунта 6.

Угол коммутации наиболее просто измерять с помощью осциллографа по кривым фазного тока и напряжения машины. Определение угла коммутации можно проводить

10 также и другими измерительными устройствами, имеющими хорошие частотные характеристики.

Напряжение на зажимах якоря измеряют вольтметром действующих значений. Устанав15 ливают и поддерживают заданное магнитное состояние путем изменения тока в обмотке 7 возбуждения машины, питаемой от регулируемого источника 8 постоянного тока.

Опыт проводят следующим образом. При

20 одном значении нагрузки устанавливают напряжение якоря, определяемое заданным режимом работы машины. Измеряют угол коммутации, напряжение и ток в нагрузке. Затем в цепь нагрузки вводят такое добавочное

25 сопротивление, чтобы угол коммутации отличался от ранее измеренного не менее, чем

20 — 30 /О. Напряжение на зажимах якоря устанавливают равным заданному в первом опыте. Измеряют те же величины, что и в

30 первом опыте. Затем вычисляют индуктивные сопротивления коммутации и коэффициенты

a„a>, bI, b> и путем решения системы уравнений (1) определяют искомые индуктивные сопротивления. Для другого режима работы

35 синхронной машины, определяемого в данном случае величиной напряжения синхронной машины, опыт повторяют в той же последовательности.

Таким образом, предлагаемый способ поз40 воляет существенно упростить операцию определения переходных или сверхпереходных индуктивных сопротивлений синхронной машины практически во всем диапазоне возможных рабочих режимов.

Наиболее естественен этот способ для синхронных машин, работающих на выпрямительную нагрузку, таких как синхронные возбудители бесщеточных синхронных машин и выпрямительные генераторы. Здесь может быть использован существующий выпрямитель. Так как при проведении испытаний бесщеточных машин предусматриваются специальные токосъемные устройства, то проблема доступа к вращающемуся якорю и обмотке возбуждения основной машины отсутствует.

Для синхронных машин обычного исполнения могут быть использованы стандартные выпрямительные установки. В этом случае возможность осуществления этого способа определяется мощностью имеющегося преобразователя.

Способ был проверен при испытании синхронных возбудителей электродвигателя типа

БСДК 15-21-12 мощностью 200 квт синхрон501450

Формула изобретения где

1 sin2T

2 472

1 а ——

b> ——

ып2уi а2

4yi

l ып2Т2

2 4у з1п2у — У2

4yi

Составитель В. Лохнин

Техред М. Семенов Корректор T. Добровольская! редактор и. Грузова

Заказ 4908 Изд. № 1 193 Тпрахк 882 Г1одпи ".ьпе

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-зо, Раушскаи наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал

5 ного генератора типа F355L-4 и на синхронной машине типа ГТА-50.

Способ определения индук1ивных сопротивлений электрических машин, путем измерения ее параметров в рабочем режиме и последующих вычислений, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, электрическую машину подключают через выпрямитель к регулируемой нагрузке, устанавливают одно значение нагрузки и замеряют угол коммутации, затем устанавливают другое значение нагрузки и замеряют угол коммутации нри том же напряжении на зажимах якорной обмотки, после чего определяют искомые параметры из системы уравнений а1 х, + bi x2 = x,,, а2 х1 + b2. x2 — — х,. х „„х... и yi, у2 — индуктивные сопротивле15 ния коммутации и углы коммутации для двух режимов соответственно.