Кононенко, Евгений Васильевич

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Том 98 I960 г.ИЗ В Е С Т И ЯТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГОИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВАО П Ы ТН О Е О П Р Е Д Е Л Е Н И Е  П АРА М ЕТРО В С И Н Х РО Н Н О ­РЕ А К ТИ ВН Ы Х  Д В И Г А Т Е Л Е ЙЕ . В . K O H O H E I iK O(Представлено научно-методическим семинаром электромеханического ф акультета)Опытное определение параметров любой электрической машины представляет большое практическое значение. Однако определение параметров синхронно-реактивных двигателей в литературе освещено недостаточно. В настоящей статье описываются способы определения некоторых параметров.Определение синхронных реактивных сопротивлений Xd и хОпределение синхронных реактивных сопротивлений для синхрон­но-реактивных двигателей-, имеющих пусковую короткозамкнутую  обмотку на роторе, рекомендуется производить расчетным путем [1 |.Обычный метод скольжения [4, 5, 6 ], рекомендуемый для опыт­ного определения реактивных сопротивлений X dt  X qt  обладает рядом недостатков, кроме того, этот метод пригоден только для машин с разомкнутыми обмотками на роторе. Для машине короткозамкнутыми пусковыми обмотками метод скольжения дает неудовлетворительные результаты.„ ^При испытании синхронно-реактивных двигателей для определе­ния синхронных реактивных сопротивлений по продольной и попереч­ной осям X d t  X q можно рекомендовать следующий метод |7]. _______________________________   Испытуемый синхронно-_____________ Z j __________________  j "   реактивный двигатель ме-------------;—L i ----------------- _ 1 і  химически соединяется ссинхронным двигателем. Обе машины должны иметь оди­наковое число пар полюсов. Устанавливаются машины так, чтобы статор одной из этих машин (безразлично какой) можно было бы пово­рачивать в пространстве не менее чем на 180 электри­ческих градусов. Статорные обмотки присоединяются в сеть так, чтобы магнитные поля обеих машин вращались в одном направлении. На фиг. 1 представлена схе­î K H HIX XXIV- - -Ф и г. 1.ма установки, собранной для определения сопротивлений а+, Хд. Здесь  1— испытуемый синхронно-реактивный двигатель, вал которого ж ест ­ко соединен с валом синхронного двигателя 2. О бе  машины имеют одинаковое число пар полюсов. Синхронно-реактивный двигатель при помощи дополнительных подшипников 3 на свободных концах вала установлен так, что статор мож ет поворачиваться в пространстве не менее чем на 180 электрических градусов.При включении двигателей в сеть магнитные поля вращаются син­хронно в одном направлении, и роторы, соединенны е механически, такж е вращаются с синхронной скоростью. Синхронный двигатель  выбирается таким, чтобы его максимальный момент был больш е мак­симального момента синхронно-реактивного двигателя. Поворачивая статор синхронно-реактивного двигателя, м ож но получить изменение  угла м е ж д у  осью магнитного потока и осью полюса ротора в п р еде ­лах 180°. Поворот статора в пространстве измеряется при помощи  шкалы, отградуированной в электрических градусах. Включая в цепь обмотки статора синхронно-реактивного двигателя амперметр, вольт­метр и ваттметр, при каждом повороте статора можно определить  значение синхронного реактивного сопротивления (при соединении  обмотки статора в звезду)г д е  U— линейное напряжение;I  — фазовый ток;P — мощ ность на ф азу .Максимальное значение х  равно синхронному реактивному со ­противлению по продольной оси' - -  Х(і'Минимальное значение х  равно синхронному реактивному соп р о­тивлению по поперечной осиAmin — A-.Рассмотренный выше метод позволяет с хорош ей точностью оп­ределить синхронные реактивные сопротивления x df Xq, в том с л у ­чае, когда на роторе имеется пусковая короткозамкнутая обмотка.При отсутствии соответствую щ его синхронного двигателя сопро­тивление X d м ож но определить из опыта идеального холостого  хода  синхронно-реактивного двигателя. Идеальный холостой х о д  может  быть получен при соеди нении  синхронно-реактивного двигателя с дв и ­гателем постоянного тока.В этом случае- / І Й Е Г Ь E T  ■Сопротивление Xq с помощью вспомогательного двигателя п осто­янного тока определить нельзя, так как продольная ось ротора приопределении X q долж на отставать (или оп ереж ать )  от амплитуды н. . на угол тс,2, что соответствует неустойчивому режиму, работы. П ри­ближенно синхронное реактивное сопротивление по поперечной оси Xq м ож ет быть определено в этом случае с помощью метода выведения двигателя из синхронизма [2].О пределение др уги х  сопротивлений синхронно-реактивного двига­теля не вызывает затруднений и мож ет быть произведено обычными способам и [4, 5].О пытное оп р едел ен и е  углов ß и ѲКак было доказано [3], углы ß и Ѳ зависят от нагрузки. При ис­следовании синхронного режима работы синхронно-реактивных машин, определении допустимой нагрузки и т. п. знание углов ß и Ѳ имеет  больш ое практическое значение.В известной нам литературе не найдено каких-либо реком енда­ций для определения этих углов в синхронно-реактивных машинах. Основываясь на методах определения угла Ѳ в синхронных машинах [5, б], разработаны простые методы определения углов ß и Ѳ в син­хронно-реактивны х машинах.О с ц и л л о г р а ф и ч е с к и  й м е т о д  о п р е д е л е н и я  у г л a ßУгол ß —  это угол рассогласования м еж ду  продольной осью по­люса ротора и осью результирующ ей н. с. обмотки статора. Д ля оп ­ределения угла ß в установившемся синхронном режиме работы слу-i— Ö:-------j --------I i# = - - 2 -  “jIRh///////)/Jm  л і / W / X WФиг.  2.нии двигателя) в ней наводится э. циллограмма тока в фазе статоражит установка, представленная  на фиг. 2. На вал синхронно­реактивного двигателя 1 укреп­ляется постоянный магнит 3, про­тив которого располагается ка­тушка со стальным сердечником  4, неподвижная в пространстве. Синхронно-реактивный двигатель  соединен механически с нагру­зочным генератором постоянного  тока независимого возбуж дения 2.При каж дом прохож дении маг­нита мимо катушки (при враще-  д. с. На фиг. 3 представлена ос-  и э. д. с. в катушке. Максималь-Фиг. 3.ное значение тока в фазе будет  в тот момент, когда ось результирую ­щ ей  н. с. совпадает с осью этой фазы. Э. д. с. в катушке фиксирует  п олож ен и е ротора в пространстве, а следовательно, и относительнои. с. обм отк и  статора.30Д ля определения сдвига м е ж д у  кривыми і и е будем  брать точ­ки, соответствую щ ие моменту перехода  кривых і н е  через нуль, которые фиксируются довольно точно.Угол сдвига м е ж д у  кривыми (фиг. 3) равенXrа — — -  2 тс , (радиан)где л* — сдвиг м еж ду  кривыми в мм,T — период кривой тока в мм.Так как магнит на валу синхронно-реактивного двигателя закреп­лен в произвольном положении, то для того , чтобы определить угол  ß для заданной нагрузки, н уж но знать угол а для момента, когда ß = 0 ,  т. е. для случая идеального холостого хода . Для получения идеаль­ного холостого хода нужно генератор постоянного тока включить двигателем. Изменяя момент вращения двигателя постоянного тока, устанавливаем ток в обмотке статора синхронно-реактивного двигате­ля минимальным и снимаем осциллограммы тока и э. д . с. в катушке. Из осциллограммы определяем угол сдвига м еж ду кривыми, соответст­вующий ß — О,Xап = -  — 2 к, (радиан).TОПри нагрузке двигателя ось полюса ротора смещается относи­тельно оси результирующ ей н. с. обмотки статора, следовательно, смещается и кривая е относительно тока в фазе. Пусть для какой-то нагрузки из осциллограммы определили угол смещенияXi-I =  2 TC, (радиан) .i ;Тогда искомый угол ß, соответствующий данной нагрузке, равенР, =  а, — к0 =  ( —T i -  —  - О Д  2  тс, (радиан).\  I I 7O /Периоды T определяем для каждой снятой осциллограммы, так как может оказаться, что барабан осциллографа при съемке различ­ных осциллограмм вращался с различной скоростью. Изменяя нагруз­ку на валу синхронно-реактивного двигателя, можно определить угол ß при различных нагрузках вплоть до выпадения двигателя из синхро­низма.При установлении минимального тока в обмотке статора синхрон-  но'реактивного двигателя для получения угла ß = 0  н уж но учитывать, что в этом случае двигатель потребляет из сети  мощность, р а с х о д у ­ем ую  только на потери в активном сопротивлении обмотки статора.Зная активное сопротивление обмотки статора и определив мини­мальное значение тока, мож но определить потребляемую  мощность. Таким образом, начальное полож ение ротора, соответствую щ ее углу  P =  O, можно определить с большой точностью.31Опре де ле ние  угла ѲН — угол,  образованный вектором напряжения с поперечной осью ротора. Его  можно определить из уравнения |3|Следовательно, определив для заданной нагрузки углы 9 и Д можно определить и угол Ѳ.Л И Т Е Р А Т У Р АÎ. Г о л д о в с к и й  Е. М. Реактивные двигатели для звукового кино. M,, 1935.2. Г о р о х о в  Н.  В., З и м и н  В. К. и П е т р о в а  Л. М. Опытное определение параметров синхронных машин. Э л -в о ,  №11, і940.3. К о н о н е н к о  Е. В. К теории синхронно-реактивных машин. Известия Том­ского политехнического ин-та, том 82, 1956.4. К о с т е н к о  М. П. Электрические машины, спец. часть, ГЭИ, 1944.5. К v л е б а к и н В. С. Испытание электрических машин и трансформаторов, ОНТИ, 1935.6. Р и х т е р  Р. Электрические машины, том 2, М.—Л., 1936.7. H a n s t e e n  Н. В. Modified Slip Test for Experimental Study of Sunchronous Reactance. El. Eng. №9, 1948.

Опытное определение параметров синхронно-реактивных двигателей

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University