DE1801065A1

DE1801065A1 - Method for testing idling asynchronous machines, preferably with short-circuit rotors, under full load losses

Info

Publication number: DE1801065A1
Application number: DE19681801065
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Harz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1970-05-21

Description

Verfahren zum Prüfen von leerlaufenden Asynchronmaschinen, vorzugsweise mit Kurzschlußläufer unter vollen Lastverlusten Es ist bekannt, die Verluste elektrischer Maschinen aus dem Leerlauf- und dem Kurzschlußversuch zu ermitteln. Bei Gleichstrom- und bei Synchronmaschinen bereitet dies keine Schwierig-Ketten, weil man wurden Kurzschlußversuch stets den Anker kurzschließen und den anderen Teil mit Gleichstrom erregen kann. Auch bei Asynchrorimaschinen mit Schleifringläufer kann man so vorgehen, indem man den Läufer oder den Ständer mit Gleichstrom speist und den anderen Teil kurzschließt. Bei urzschlußläufern kann dagegen nur der Ständer mit Gleichstrom gespeist werden. Doch haben alle diese Verfahren bei Asynchronmaschinen den Nachteil, daß von den mit Gleichstrom gespeisten Wicklungssträngen nur in einem Strang der volle Strom, in den beiden anderen dagegen nur der halbe auftritt, Ein weiterer Nachteil liest darin, daß mit der zu prüfenden Maschine stets ein Antriebsmotor gekuppelt werden muß, der den Hauptteil der Verluste deckt. Andererseits besteht der Wunsch, den Wirkungs-Orad auch bei allen Asynehronmaschinen im Prüffeld unter Vollas-t nachzuweisen und eine Erwärmungsprobe für diesen Betriebszustand zu fahren. Mangels befriedigender anderer Möglichkeiten war man bisher besonders bei Kurzschlußläufern gezwungen, sie mit einer geeigneten Belastungsmaschine zu kuppeln d auf diese Weise unter Vollast zu prüfen. Bei großen Leistungen ist der dafür erforderliche Aufwand beträchtlich und- nicht immer reichen die vorhandenen Prüffeldeinrichtungen aus, um eine solche Vollastprobe durchzuführen. Method for testing idling asynchronous machines, preferably with squirrel cage under full load losses It is known the electrical losses To determine machines from the no-load and short-circuit tests. With direct current and in the case of synchronous machines, this does not cause any difficult chains, because you were Short-circuit attempt always short-circuit the armature and the other part with direct current can excite. You can also proceed in the same way with asynchronous machines with slip ring rotors by feeding the rotor or the stator with direct current and the other part shorts. In the case of squirrel cage rotors, on the other hand, only the stator can operate with direct current be fed. But they all have these methods in asynchronous machines the Disadvantage that of the winding phases fed with direct current only in one Strand the full current, in the other two, however, only half occurs, one Another disadvantage reads in the fact that the machine to be tested always has a drive motor must be coupled, which covers the majority of the losses. On the other hand, there is the desire to have the effect Orad also with all Asynehron machines in the test field Proof of full load and to run a warming test for this operating state. In the absence of other satisfactory options, squirrel cage runners have so far been the focus of attention forced to couple them with a suitable loading machine d in this way to be checked under full load. In the case of great achievements, the effort required for this is considerable and - the existing test field facilities are not always sufficient, to carry out such a full load test.

Die vorliegende Erfindung zeigt ein Verfahren, mit dem eine mit vollem Feld leerlaufende Asychronmaschi unter vollastähnlichen Verhältnissen geprüft werden kann. Gemäß der Erfiiidung wird der Ständerwicklung außer dem Leerlaufstrom mit Netzfrequenz noch ein niederfrequenter Strom von etwa 0,5 bis 3 Hz Uberlagert. Im Läufer der geprüften Asynchronmaschine entsteht dadurch eine Gegendurchflutung, die die Durchflutung des niederfre-quenten Stromes im der Ständerwicklung aufhebt. Die Frequenz dieser Läuferdurchflutung gegenüber dem Läufer entspricht hierbei der Drehfrequenz des Läufers vermehrt oder vermindert, um die Prequenz der zusätzlichen Ständerdurchflutung. Diese hat demnach etwa den Wert der Netzfrequenz. Die Ströme sind aber i;x allen Ständerwicklungsträngen gleich, sie entsprechen der Beziehung den e den Erregerstrom von Netzfrequenz und 1b den Laststrom von Schlupffrequenz bedeuten.The present invention shows a method with which an asynchronous machine, which is idling with a full field, can be tested under conditions similar to full load. According to the invention, in addition to the no-load current with mains frequency, a low-frequency current of about 0.5 to 3 Hz is superimposed on the stator winding. This creates a counter-flow in the rotor of the tested asynchronous machine, which cancels the flow of the low-frequency current in the stator winding. The frequency of this flow through the rotor compared to the rotor corresponds to the rotational frequency of the rotor increased or decreased by the frequency of the additional stator flow. Accordingly, this has approximately the value of the network frequency. The currents are, however, i; x equal to all stator winding phases, they correspond to the relationship where e is the excitation current of the mains frequency and 1b is the load current of the slip frequency.

Es ist zweckmäßig, den niederfrequenten Strom durch eine Drehstromkommutatormaschine zu erzeugen. Er wird zweckmäßigerweise über den aufgelösten Sternpunkt der Ständerwicklung der Asynchronmaschine zugeführt und schließt sich über das Netz oder über parallel geschaltete Verbraucher. Im letzteren Pall en der niederfrequente Strom nicht über das Netz fließen soll, empfiehlt es sich, Sperrkreise, Sperrkondensatoren, oder ähnlich wirkende Mittel vorzusehen.It is advisable to pass the low-frequency current through a three-phase commutator machine to create. It is best to use the resolved star point of the stator winding fed to the asynchronous machine and closes via the network or via parallel switched consumers. In the latter Pall en the low-frequency current does not have the network should flow, it is recommended to use blocking circuits, blocking capacitors, or to provide similarly acting means.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following, the invention is based on the one shown in FIGS. 1 and 2 illustrated embodiments explained in more detail.

Der Prüfling 1, z.B. elli Drehstrom-Induktionsmotor mit Kurzschlußläufer wird vom Drehstromnetz mit den Phasen RST gespeist.The test item 1, e.g. elli three-phase induction motor with squirrel-cage rotor is fed from the three-phase network with the phases RST.

Der Sternpunkt der Ständerwicklung ist aufgelöst und dafür eine läufererregte, kompensierte Dreistrom-ICommutatormasehine 2 (z.B.The star point of the stator winding is resolved and a rotor excited, compensated three-current ICommutator machine 2 (e.g.

ein kompensierter Frequenzwandler) eingeschaltet. Dieser wird von dem Motor 3, z.B. einen Kurzschlußläufermotor, angetrieben und über stellbare Umspanner 4 mit Netzfrequenz erregt.a compensated frequency converter) switched on. This is from the motor 3, e.g. a squirrel cage motor, driven and via adjustable transformer 4 excited at line frequency.

Die Anordnung wirkt folgendermaßen: Solange die Drehstrom-Kommutatormaschine 2 unerregt ist, schließt sich der Leerlauf strom des Prüflings 1 über die Ständer-und Läuferwicklung dieser Maschine. Da die Durchflutungen des Ständers und des Läufers gleich und einander entgegengerichtet siiid, kami der Leerlaufstrom des Prüflings kein Feld in der Maschine 2 erzeugen. Diese wirkt für den Leerlauf strom lediglich als Sternpunkt. Wird die Maschine 2 nun über den Umspanner 4 mit Netzfrequenz, z ß. 50 Hz, erregt und von ihrem Motor 3 z.B. mit einer Drehfrequenz von 49 Kz angetrieben, so liefert sie an ihren Klemmen einen Strom von 1 Hz, der sich güter die Ständerwicklung des Prüflings und das Netz schließt, denn das Netz stellt für diesen niederfrequenten Strom nahezu einen Kurzschluß dar.The arrangement works as follows: As long as the three-phase commutator machine 2 is not excited, the no-load current of the test object 1 closes via the stator and Rotor winding of this machine. As the flow through the stator and the runner are equal and opposite to each other, the no-load current of the test object comes do not generate a field in machine 2. This only has an effect on the no-load current as a star point. If the machine 2 is now over the transformer 4 with mains frequency, z ß. 50 Hz, excited and driven by your motor 3 e.g. with a rotational frequency of 49 Kz, so it supplies a current of 1 Hz at its terminals, which is good for the stator winding of the test object and the network closes, because the network provides for this low-frequency Current is almost a short circuit.

Die schlupffrequente Durchflutung in der Ständerwicklung des Prüflings 1 hat eine nahezu gleich große Gegendurchflutung in der Läuferwicklung zur alge, deren Frequenz der Drehfrequenz des Prüflings vermehrt oder vermindert um die Schlupffrequenz der Maschine 2 entspricht. Sie liegt in der Nähe der Netzfrequenz.The slip-frequency flooding in the stator winding of the test object 1 has almost the same amount of counterflow in the rotor winding as the algae, whose frequency increases or decreases the rotational frequency of the test object by the slip frequency corresponds to machine 2. It is close to the grid frequency.

Ist der niederfrequente Strom für das Netz nicht zulässig, so können Sperrkondensatoren 5 oder ähnlich wirkende Mittel vorgesehen werden, die die niederfrequenten Ströme einem weiteren leerlaufenden Induktionsmotor 6 mit kurzgeschlossener Läuferwicklung zuleiten. Auch im Läufer dieser Maschine entsteht eine Gegendurchflutung etwa von der Drehfrequenz dieser Maschine, die ebenfalls ungefähr der Netzfrequenz entspricht. Statt des einen Motors 6 können auch mehrere verwendet werden.If the low-frequency current is not permitted for the network, then Blocking capacitors 5 or similar means are provided that the low-frequency Currents to another idling induction motor 6 with a short-circuited rotor winding forward. In the rotor of this machine, too, there is counter-flow, for example at the rotational frequency this machine, which also corresponds approximately to the mains frequency. Instead of the one Motors 6 can also be used more than one.

Man kann auch den Motor 6 durch eine gleiche Drehstromkommutatormaschisse 7 erregen, wie den Prüfling 1. Diese Maschine 7 wird mit dem Antriebsmotor 3 gekuppelt, damit sie die gleiche Drehfrequenz hat wie die Maschine 2. Sie wird mit der gleichen Frequenz, z.B. über den Umspanner 4 erregt wie diese, damit sie auch die gleiche Schlupffrequenz liefert. Es muß lediglich die Kupplung 8 so eingestellt sein, daß die Spannung der Maschine 7 der von der Drehstromkommutatormaschine 2 entgegengesetzt ist.You can also use the same three-phase commutator machine for the motor 6 7 excite, like the test item 1. This machine 7 is coupled to the drive motor 3, so that it has the same rotational frequency as the machine 2. It will run at the same Frequency, e.g. excited via the transformer 4 like this, so that they are also the same Supplies slip frequency. It only has to be set the clutch 8 so that the voltage of the machine 7 opposes that of the three-phase commutator machine 2 is.

Dann shid aucn die Schlupfströme in der Ständerwicklung des Motors 6 denen im Prüfling 1 entgegengerichtet. Die Schlupfströme schließen sich jetzt über den Motor 6 und nicht mehr über das Netz und die Sperrkondensatoren 5 können entfallen.Then the slip currents also shid in the stator winding of the motor 6 opposed to those in test item 1. The slip currents are now closing via the motor 6 and no longer via the network and the blocking capacitors 5 omitted.

Man kann auch anstelle der läufererregten Drehstromkommutatormasehinerl ständererregte der Bauart Siemens-Lydall oder Scherbius verwenden, die nicht miteinander gekuppelt zu sein brauchen. Sie werden lediglich über zwei miteinander gekuppelte unkompensierte Kommutatorfrequenzwandler so erregt, daß ihre Kommutatorströme um 1800 verschoben sind. Statt dessen kann auch ein Prequenzwandler mit zwei stellbaren Bürstensatzen verwendet werden.You can also use the rotor-excited three-phase commutator phase Use stator excitation of the Siemens-Lydall or Scherbius type that do not interact with each other need to be coupled. They are only coupled via two uncompensated commutator frequency converter so excited that their commutator currents 1800 have been postponed. Instead, a frequency converter with two adjustable Brush sets are used.

In Fig. 1 sind die niederfrequenten Ströme in den Ständerwicklungen des Prüflings 1 und des parallel laufenden Motors 6 durch Pfeile für einen Zeitpunkt eingetragen, wo der Strom in einer Phase den Hochstwert und in den beideii anderen Phasen den halben Höchstwert hat. Man erkennt, daß sie im Motor 6 entgegengesetzt verlaufen wie im Prüfling, das Netz bleibt von diesen Strömen verschont.In Fig. 1 the low frequency currents are in the stator windings of Test item 1 and the parallel running motor 6 by arrows for a point in time entered, where the current has the highest value in one phase and the other two Phases has half the maximum value. It can be seen that they are opposite in motor 6 run like in the test item, the network is spared from these currents.

In Fig. 2 ist- dargestellt, wie man den Prüfling 1 auch von einem Prüffeldgenerator 9 speisen kann, der von seinem Motor 10 angetrieben wird. Der Generator muß jedoch eine Dämpfervzicklung zur Aufnahme der Gegendurojiflutung für die in der Ständerwicklung von den Schlupfatrömen gebildete Durchflutung haben.In Fig. 2 is shown how to get the test item 1 from a Test field generator 9 can feed, which is driven by its engine 10. Of the However, the generator must have a damper winding to absorb the counter-Euro-flooding have the flow formed in the stator winding by the slip currents.

11 stellt einen zweiten Prüfling dar, der zu 1 parallel geschaltet ist und von der gleichen Drehstromkommutatormaschine 2 erregt wird wie 1.11 shows a second DUT connected in parallel with FIG and is excited by the same three-phase commutator machine 2 as 1.

Statt der Drehstromkommutatormaschine 2 können auch drei Gleichstromma schinen verwendet werden, deren Erregerwicklungen in Drehstromschaltung von einem Frequenzwandler mit Schlupffrequenz gespeist werden. Man kann auch die beiden Antriebsmotoren 3 und 10 zu einem vereinigte, so daß der Maschinensatz zum Prüfen von leerlaufenden Asynchronmotoren aus dem Synchrongenerator 9 mit Dämpferwicklung, dem Atltriebsmotor 10 und der Drehstromkommutatormaschine 2 besteht.Instead of the three-phase commutator machine 2, three direct current commas machines are used, the field windings in three-phase circuit of a Frequency converters are fed with slip frequency. You can also use the two drive motors 3 and 10 combined into one, so that the machine set for testing idling Asynchronous motors from the synchronous generator 9 with damper winding, the atltriebsmotor 10 and the three-phase commutator machine 2 consists.

2 Figuren 7 Ansprüche2 figures 7 claims

Claims

Claims 1. Method for testing idling polyphase iductiolis motors (Test object), in particular with squirrel cage, under full load current, characterized in that that the stator winding apart from the no-load current with Netzfreq tenz iioch a low frequency Current of about 0.5 to 3 Hz is superimposed.

2. Arrangement for performing dcs method according to claim 1, characterized characterized in that the low-frequency current in the star point of the stator winding is supplied by a three-phase commutator machine (2).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the low-frequency current via polyphase induction motors (6) closes the drüfling (i) are connected in parallel.

4. Arrangement iach 8Anspruch 3, characterized in that the crosses over the low-frequency flows into the network by blocking prices (i) is prevented.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the flowing the low-frequency currents via the induction motors connected in parallel (6) by additional three-phase commutator machines (7), the voltages same frequency but opposite direction as the three-phase commutator machine of the test item (1).

6. Arrangement according to claim 2, characterized in that the test object (i) is fed by a synchronous generator (9) with a damper winding.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that synchronous generator (9) and three-phase current commutator machine (2) are driven by a common motor (10) will.