Способ измерения тепловых коэффициентов асинхронного двигателя

 

Союз Советскмх

Соцкалксткческмх

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()857891 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.11.79 (21) 2843722/24-07 с присоединением заявки № — / (23) Приоритет— (51) М. К .

G 01 R 31/34

Н 02 К 15/00

Гееударстееклмй комитет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 03.09.81 (53) УДК 621.313. .33 (088.8) по делам изобретений и еткрмтий (72) Автор изобретения

Ю. В. Гаинцев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к способам испытаний асинхронных двигателей, и может быть использовано при тепловых исследованиях машин.

При тепловых расчетах асинхронных двигателей широко применяется метод греющих потерь, согласно которому предполагается, что превышение температуры любой части машины (например, обмотки) прямо пропорционально сумме греющих потерь, т.е. потерь, взятых с определенными коэффициентами, учитывающими неодинаковость влияния различных потерь на превышение температуры данной части машины. Рассматривают 5 видов потерь: потери в стали Рст потери в меди статора и ротора Р, и

Рм,добавочные потери Рд и механические потери Р х . Коэффициент потерь в меди статора принимается равным 1, остальные коэффициенты подогрева меди обмотки статора от соответствующих потерь обозначают соответственно Кст, Кма, Кд и Км„.

Для упрощения принимают равенство коэффициентов греющих потерь в меди ротора и добавочных, поскольку последние выделяются в основном в роторе. С учетом этого

2 упрощения для любого режима работы асинхронной машины можно записать: (Кст ст + Рм + Кма (Рм + Pp )

+ Кмх Рмх I где /1 — эквивалентная тепловая про5 водимость от рассматриваемой части к окружающему воздуху.

Для экспериментального определения коэффициентов потерь и тепловой проводи10 мости — тепловых параметров машины, необходимо провести 4 независимых опыта (4 тепловых режима), в которых были бы известны все потери.

Известен экспериментальный способ определения коэффициентов греющих потерь, в

15 котором используются следующие опыты: синхронное вращение невозбужденного двигателя, холостой ход, опыт обратного вращения (или синхронного к. з.) и опыт питания постоянным током бифилярно включенной обмотки статора (1).

Однако этот способ может быть применен только для специально изготовленных машин, обмотки статора которых допускают бифилярное включение.

857891 д Ы 1 го- 59о)(Рпе+ РА)oe ЯООь h ®4х)(Рм (Рм,1п — Рм,о)(Ри + Рд)ов+ Рм,ов 1Рмъ+ д) 2<

Формула изобретения

Ь&oа-Л&Mx Л Рм,ов

И2

Л (Рм, — рд ) оа З5 Способ измерения тепловых коэффициенЕ- „— ЛР, тов асинхронного двигателя, основанный мх- м на измерении потерь и превышения темпеh Рст ратуры одного из элементов двигателя, на 1 мх пример обмотки статора, при синхронном

МХ/1 Рмх вращении невозбужденного двигателя, хоТак, при синхронном вращении невоз- 4О лостом ходе и номинальном напряжении и бужденного двигателя имеют место только при обратном вращ@4ии ротора и номинальмеханические потери, при холостом ходе ном токе статора, Ьтличающийся тем, что, практически равны нулю потери в меди ро с целью упрощения реализации на серийтора, при обратном вращении ротора и но- ных двигателях, дополнительно измеряют минальном значении тока напряжение пи- 45 превышение температуры элемента двигатания в несколько раз меньше номиналь- теля и потери при питании двигателя на хоного, при этом потери в стали близки к лостом ходу двумя напряжениями — с нонулю. минальной частотой и с частотой, меньшей

ПРи питании двигателЯ напРЯжением номинальной на 10 — 20o/о при номинальном номинальной частоты и добавочным напря- токе статора жением частоты, меньшей номинальной на 5О Источники информации, 10 — 20 /о величина добавочного напряжения принятые во внимание при экспертизе выбирается таким образом, чтобы суммар- 1. Дембо А. P. и Кузнецов Б. И. Теплоный ток статора равнялся номинальному вые испытания асинхронных двигателей.

При этом режим двигателя может быть рас- Труды ЛПИ, М 2, вып. 1, 1937, с. 323 — 347. смотрен как наложение двух режимов: дви- 2. Шевченко В. В. Исследование асингательного режима при номинальной час- хронной машины как тепловой системы. Тру55 тоте (близкого к режиму холостого хода) и ды МЭИ, вып. 30, М.-Л., ГЭИ, 294 — 312.

ВНИИПИ Заказ 7235/?4 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения тепловых коэффициентов асинхронного двигателя, основанный на измерении потерь и превышении температуры одного из элементов двигателя, например обмотки статора, при синхронном вращении невозбужденного двигателя, холостом ходе и номинальном напряжении, и при обратном вращении ротора и номинальном токе статора. В указанном способе в качестве четвертого опыта используется опыт синхронного короткого замыкания при необычном соединении обмотки статора (разомкнутый треугольник с одной вывернутой фазой статора) .

Однако известный способ не может быть практически использован для многих машин, так как потери и превышения температуры при двух опытах синхронного к. з. часто оказываются близкими.

Цель изобретения — упрощение реализации на серийных двигателях.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют превышение температуры элемента двигателя и потери при питании двигателя на холостом ходу двумя напряжениями с номинальной частотой и с частотой, меньшей номинальной на 10—

20о/о, при номинальном токе статора.

Обозначив четыре указанных режима индексами «х», «о», «ов» и -2п», получаем формулы для определения тепловых коэффициентов греющих потерь

1О

2О

25 зо генераторного режима при пониженной частоте. В этом режиме двигатель работает при номинальном токе статора и номинальном напряжении. Подробный анализ показывает, что на большинстве машин (при мощности более 10 кВт) ток ротора в режиме двух частот практически равен номинальному току ротора.

С точки зрения получения потерь в режиме двух частот, более близких к потерям в режиме нагрузки, желательно выбирать дополнительную частоту как можно ближе к номинальной. Однако при разности частот менее 10о/0 невозможно произвести отсчеты по приборам из-за колебания стрелок. Верхний предел установлен для использования имеющегося оборудования для машин 60 Гц (60 и 50 Гц).

В режиме двух частот возникают такие же потери, как и при режиме нагрузки.

Разделение потерь производится известным способом. Потери в меди статора находятся по измеренному сопротивлению и току статора. Потери в стали и механические — из опыта холостого хода. Сумма потерь в меди ротора и добавочных определяется как разность между измеренной суммой потерь и остальными потерями. В режиме обратного вращения сумма потерь равняется потребляемой мощности плюс мощность, подводимая со стороны вспомогательной машины постоянного тока. В режиме двух частот сумма потерь измеряется непосредственно.