DE2849614A1 - Verfahren zur herstellung von modellen von rotierenden elektrischen maschinen, die eine gleichzeitige aehnlichkeit in den elektromagnetischen, thermischen und mechanischen erscheinungen in dem rotor besitzen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von modellen von rotierenden elektrischen maschinen, die eine gleichzeitige aehnlichkeit in den elektromagnetischen, thermischen und mechanischen erscheinungen in dem rotor besitzenInfo
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Description
2843614
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das die Herstellung von verkleinerten Modellen gestattet, die in verkleinertem Maßstab
die Erprobung des Rotors von rotierenden elektrischen Maschinen sehr hohe Leistung, deren Erprobung in tatsächlicher Größe praktisch
unmöglich ist, insbesondere in den nichtstationären Betriebsbereichen gestattet, und zwar unter Beibehaltung der physikalischen
Bedingungen, die in dem geprüften Rotor eine gleichzeitige Ähnlichkeit in den elektromagnetischen, thermischen und mechanischen Erscheinungen
gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet auf relativ einfache
und wirksame Weise die Lösung des konkreten Problems, das sich gegenwärtig in der Elektro-Industrie stellt.
Es ist bekannt, daß die EDF seit einigen Jahren immer stärkere
Asynchronmotoren mit Käfigläufer zuläßt und sogar für ihre eigenen
Zwecke in den Kraftwerken benutzt. Diese Motoren sind besonders robust, wenn die kritische Anlaufphase erst einmal überwunden
ist. Ihre Wartung ist einfach und ihre Einsatzfähigkeit ist
durch die Fähigkeit gekennzeichnet, eine ziemlich hohe Zahl von Anläufen ohne Beschädigung des Rotors zu gewährleisten. Diese
Schäden treten am Käfig auf, wenn ein oder mehrere Abschnitte, im allgemeinen an der Verbindung zwischen den Stäben und den
Kurzschlußringen, am Ende des Anlaufens mechanisch zu stark beansprucht werden. Es handelt sich hierbei um elektrodynamische,
thermische und Zentrifugalbeanspruchungen. Wenn die elektrodynamischen Kräfte sich gegen Ende des Anlaufs zu verringern, sind
die Zentrifugal- und Wärmebeanspruchungen dagegen maximal. Bei · diesen Motoren sind die Anlaufzeiten kurz, da sie bei großen
Motoren etwa 5 bis 10 Sekunden betragen, so daß die Erwärmung des Rotors als adiabatisch betrachtet werden kann. Die Belüftung
tritt nicht in Wirkung, denn wenn sich in den Stäben und Ringen starke Temperaturgradienten entwickelt haben, ist ihr mechanischer
Träger, der Blechstapel, kalt geblieben.
909825/0643
Diese Anlaufphasen sind meistens dadurch gekennzeichnet, daß
eine Trägheit in Drehung versetzt wird, von der der Rotor einen großen Teil darstellt. Man weiß zwar, daß die in dem
Käfig während des Anlaufens abgeführte Gesamtenergie gleich der von den Trägheiten aufgenommenen Energie ist, es ist aber
im allgemeinen unmöglich, mit Genauigkeit die entsprechende Wärmeverteilung am Ende des Anlaufs vorherzusehen. Zur Verbesserung
der Kenngrößen wird nämlich der Hauteffekt in den Stäben ausgenutzt, indem tiefe Nuten gebildet werden, um einen
hohen Käfigwiderstand bei starkem Schlupf zu erreichen,
wenn die Frequenz der Rotorströme hoch ist. In den bekannten
Hypothesen wird angenommen, daß diese Ströme von der Öffnung der Nut zu ihrem Boden abnehmen. Wenn die Nuten geschlossen
sind, was gegenwärtig zur Vereinfachung der Herstellung der Fall ist, um die Käfige gießen zu können und um eine bessere
Festigkeit.gegen Zentrifugalkräfte zu erreichen, wird es sehr
schwierig, zumindest hinsichtlich der aufeinanderfolgenden
Wärmegradienten, diese Hypothese zu akzeptieren, die ein tangentiales
Magnetfeld in den Nuten annimmt. Da die Möglichkeit, diese Wärmeverteilung zu berechnen, nicht besteht, ist es auch
nicht möglich, das Feld der Kräfte und die Ermüdungserscheinungen, die auftreten können, zu berechnen. Deshalb muß eine ausreichende
Anzahl von Testanläufen vorgenommen werden, bevor mit der Serienfertigung begonnen wird.
Die gegenwärtig in Betracht kommenden Leistungen übersteigen jedoch 5000 PS und man verfügt nicht über entsprechende Prüfstände.
Die Prüfung in tatsächlicher Größe ist somit praktisch unmöglich und das Anwerfen derartiger Maschinen ist mit beträchtlichen
Risiken verbunden.
Deshalb haben die Elektriker Ähnlichkeiten gesucht, die die
Herstellung von verkleinerten Modellen zur Durchführung der Tests gestatten.
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Obwohl die elektromagnetische Ähnlichkeit Vorteile besitzt,
wird sie in den gegenwärtig vorgeschlagenen Lösungen nicht
benutzt, da diese nicht in der Lage sind, die zwei folgenden Hauptschwierigkeiten zu beseitigen:
wird sie in den gegenwärtig vorgeschlagenen Lösungen nicht
benutzt, da diese nicht in der Lage sind, die zwei folgenden Hauptschwierigkeiten zu beseitigen:
1. Die elektromagnetischen Geschwindigkeiten erhöhen sich wie
die Maßstabsverkleinerung und die Zentrifugalkräfte erhöhen
sich somit wie ihr Quadrat. Da diese Kräfte.eine der Gegebenheiten
des Problems ist, die im Modell wiedergegeben werden soll, besteht hier ein Widerspruch.
2. Die Energien und damit insbesondere die Summe der in dem
Käfig während dem Anlaufen abgeführten Verluste sind wie
die dritte Potenz des Maßstabs verkleinert, wenn alles
berücksichtigt ist. Da die Masse in demselben Verhältnis
verkleinert ist, ist dies die Bedingung, die die Beibehaltung der adiabatischen Erwärmungen gestattet. Diese Bedingung kann aber nur dann eingehalten werden, wenn das Trägheitsmoment der mitgenommenen Massen wie die siebte Potenz des Maßstabs verkleinert wurde. Nun führt aber die geometrische Verkleinerung zu der 5. Potenz. Dies bedeutet, daß in dem gewöhnlich benutzten Maßstab von 1 zu 3 eine geometrische Verkleinerung zu neunmal zu großen Trägheiten führt. Da eine Änderung der Werkstoffe oder der Formen des Rotors des Testmodells nicht in Frage kommt, ist es erforderlich, daß die äußeren Trägheiten, die ihrerseits nicht der tatsächlichen Größe geometrisch ähnlich sein müssen, mindestens das Achtfache der Trägheit des Rotors selbst darstellen. Darin liegt die zweite Schwierigkeit, die die gegenwärtigen Lösungen nicht beseitigen können.
Käfig während dem Anlaufen abgeführten Verluste sind wie
die dritte Potenz des Maßstabs verkleinert, wenn alles
berücksichtigt ist. Da die Masse in demselben Verhältnis
verkleinert ist, ist dies die Bedingung, die die Beibehaltung der adiabatischen Erwärmungen gestattet. Diese Bedingung kann aber nur dann eingehalten werden, wenn das Trägheitsmoment der mitgenommenen Massen wie die siebte Potenz des Maßstabs verkleinert wurde. Nun führt aber die geometrische Verkleinerung zu der 5. Potenz. Dies bedeutet, daß in dem gewöhnlich benutzten Maßstab von 1 zu 3 eine geometrische Verkleinerung zu neunmal zu großen Trägheiten führt. Da eine Änderung der Werkstoffe oder der Formen des Rotors des Testmodells nicht in Frage kommt, ist es erforderlich, daß die äußeren Trägheiten, die ihrerseits nicht der tatsächlichen Größe geometrisch ähnlich sein müssen, mindestens das Achtfache der Trägheit des Rotors selbst darstellen. Darin liegt die zweite Schwierigkeit, die die gegenwärtigen Lösungen nicht beseitigen können.
Indem das erfindungsgemäße Verfahren die Lösung dieser beiden Hauptschwierigkeiten gestattet, ermöglicht sie die Erprobung
der Rotoren der verkleinerten Modelle mit einer praktisch perfekten Reproduzierung des Kräftefeldes.
der Rotoren der verkleinerten Modelle mit einer praktisch perfekten Reproduzierung des Kräftefeldes.
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Umgekehrt ruhen die anderen Ähnlichkeiten, die in den gegenwärtig bekannten Lösungen benutzt werden, auf schwer nachprüfbaren
Hypothesen und führen zu Modellen, deren drei Dimensionen
nicht auf dieselbe Weise verkleinert sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß es darin besteht, daß der Widerspruch aufgehoben wird, der in der Verkleinerung der elektromagnetischen Kräfte und
der Trägheitskräfte auftritt, indem auf den Stator des verkleinerten
Modells so eingewirkt wird, daß man in dem Rotor einen korrekten Ablauf der Rotorfrequenzen erhält.
Gemäß einer ersten Durchführungsart des Verfahrens dreht man den Stator in der entgegengesetzten Richtung des Rotors und
proportional, so daß zu jedem Zeitpunkt die Gleichung
V3 = Vr (1 - e"1)
eingehalten wird, in der
V die Geschwindigkeit des Stators, Vr die Geschwindigkeit des Rotors, und
e der geometrische Verkleinerungsmaßstab ist.
Um vereinfachte Tests zu ermöglichen, bei denen eine gute Ähnlichkeit
gesucht wird, indem die Wicklungs-Oberwellen des Motors außer Acht gelassen werden, läßt man bei einer zweiten Ausführungsform
des Verfahrens den Stator unbeweglich und benutzt zum Anlaufen des Testmodells eine rotierende Gruppe, die als Impuls-,
wechselstrommaschine mit ihrer eigenen Trägheit arbeitet, die durch äußere Räder so eingestellt wird, daß die Gleichung
-e V η
eingehalten wird, in der
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J das Trägheitsmoment der Wechselstrommaschine,
ß ein Vergrößerungsfaktor, der etwas größer als 1 ist und die Statorverluste berücksichtigt,
j das Trägheitsmoment des Modellrotors, η die Polzahl des Modellmotors und
Ot das konstante Verhältnis zwischen der Frequenz der
Wechselstrommaschine und ihrer Winkelgeschwindigkeit ist.
Die Erfindung betrifft ferner Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens sowie die mit diesem Verfahren erhaltenen
verkleinerten Modelle.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zwei möglichen Testmontagen
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Montageschema der Einrichtungen, mit denen ein verkleinertes
Modell eines Asynchronmotor-Prototyps gebildet werden kann, in dem alle thermischen, mechanischen
und elektrischen Erscheinungen denen des Prototyps ähnlich sind, und
Fig. 2 ein vereinfachtes Montageschema der Einrichtungen,' mit denen ein verkleinertes Modell eines Asynchronmotors
gebildet werden kann, bei dem die Wiedergabe der Wicklungs-Oberwellen des Motors nicht berücksichtigt werden.
Um Verwechslungen zu vermeiden, beziehen sich im folgenden die Großbuchstaben auf Größen des Prototyps und die Kleinbuchstaben
auf dieselben Größen des verkleinerten Modells.
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Der in Fig. 1 gezeigte zu testende Asynchronmotor 1 ist das im Maßstab e verkleinerte Modell des Prototyps. Dieser Motor 1
ist auf einem Rahmen zwischen zwei Gleichstrommotoren 2 und 3 angeordnet, die die Steuerungen vornehmen, die erforderlich
sind, um die korrekte Ähnlichkeit bei dem Anlaufen des Rotors 4 im Test zu erreichen. Dieser Rotor ist dem des Prototyps absolut
ähnlich und ist über eine Welle 5 in Lagern 14A und 15A gelagert,
die in Wangen 14 und 15 vorgesehen sind.
Der Blechstapel 6 ist auf der Welle 5 auf übliche Weise blockiert.
Er besitzt tiefe Nuten zur Aufnahme der Stangen 7, die an ihren
Enden mit den Ringen 8 verbunden sind.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist der "Stator" des Motors 1 so ausgebildet, daß er sich um die gemeinsame Achse XX1 der Maschinen 2, 1, 3 über Lager 16 und 17
drehen kann. Dieser Stator besitzt einen Blechstapel 9, der die Wicklungen 10 in den Nuten enthält, ein rohrförmiges Gestell 11,
das mit einer vorgespannten Faserwicklung 13 bandagiert ist, und die Wangen 14 und 15. Die Spulenköpfe sind ferner durch Wicklungen
12 bandagiert.
Dieser "Stator" ist bezüglich Drehung mit dem Motor 2 durch eine Kupplung 19 verbunden, die Ringe 1 9A zur Zufuhr des Dreiphasenstroms
trägt, die an eine Quelle 28 mit fester Spannung angeschlossen sind, die um das e~ fache bezüglich der feststehenden
Speisefrequenz, des Prototyps erhöht ist.
Wenn also der Verkleinerungsmaßstab e = 1 zu 3 ist und der Prototyp
mit einer Frequenz von 50 Hz arbeitet, so hat die Quelle 28 eine Frequenz von 450 Hz.
Ein auf der Welle des Motors 2 befestigtes Geschwindigkeitsabnahmeorgan
20 liefert ein elektrisches Signal, das zu der Winkelgeschwindigkeit (J des "Stators" proportional ist.
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Die Welle 5 des Rotors 4 ist bezüglich Drehung mit der Welle des Motors 3 mit Hilfe einer Kupplung 29 verbunden, die bekannte
Elemente besitzt, die für das Durchgangsmoment c empfindlich sind und ein zu diesem Durchgangsmoment proportionales
elektrisches Signal liefern.
Ein auf der Welle des Motors 3 befestigtes Geschwindigkeitsabnahmeorgan
21 liefert ein elektrisches Signal, das zur Winkelgeschwindigkeit Gü des Rotors 4 proportional ist.
Der Motor 2 wird durch einen Thyristorverstärker 23 gespeist, der an das Netz 27 angeschlossen ist und durch die zu den Winkelgeschwindigkeiten
LP des Stators und Cu des Rotors proportionale
Signale gesteuert wird, und zwar so, daß zu jedem Zeitpunkt die Gleichung
eingehalten wird.
Ein Modul 22 führt die Multiplikation mit GJ durch.
Der Motor 3 wird durch einen Thyristorverstärker 2 6 gespeist, der an das Netz 27 angeschlossen ist und durch die zu dem Durchgangsmoment
c und zu der Winkelgeschwindigkeit Cj des Rotors proportionale Signale so gesteuert wird, daß zu jedem Zeitpunkt
die Gleichung
eingehalten wird.
Ein Modul 25 führt die Multiplikation mit A. und ein Modul 24
die Integration mit c aus.
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28496H
- τ τ -
Diese Steuerung des Motors 3 ist äquivalent mit einem Trägheitsmoment
vom Wert /V-
Was den Rotor 4 betrifft, dessen Trägheitsmoment j ist, so
verhält sieh alles so, wie wenn mit ihm ein Trägheitsmoment
λ gekoppelt wäre und wie wenn die Gesamtträgheit j der Wellenreihe
des Rotors 4 gleich
j = :jr + λ.
-1
Damit die Ähnlichkeit korrekt ist, muß die Gleichung j = (J + JFy)e = Je
bestehen, in der Jn das Trägheitsmoment des Rotors des Prototyps
und J„ das Moment der äußeren mitgenommenen Trägheiten ist.
Die geometrische Verkleinerung hat bewirkt, daß: jr = JRe
J- Ja.
und man bestimmt somit den Modul 25 durch die Gleichung:
Λ"1 = JRe5 (e-1) + JEXe6.
Dies hat zur Folge, daß:
a) wenn J < J (e - 1), so ist Λ- negativ und der Motor
-ΠιΛ ti
ist unerläßlich,
b) wenn J„x = J (e - 1), so ist X =0 und man kann den
Motor 3 vollständig weglassen,
c) wenn J v )>
J (e - 1) , so ist X positiv und man kann den
IjA XV
Motor 3 durch ein passives Trägheitsrad ersetzen.
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Bei dem Verkleinerungsmaßstab von e = 1 zu 3 liegt die Grenze bei JEX - 2 JR.
Der eigentliche Anlauftest besteht darin, daß die Quelle 28
mit fester Frequenz und fester Spannung an den Kollektor 19
angeschlossen wird, während alle Maschinen in Ruhe sind. Ein elektromagnetisches Moment C tritt nun zwischen dem Rotor
und dem Stator des getesteten Motors 1 auf, so daß der Rotor gemäß der Gleichung:
Geschwindigkeit annimmt, während der Stator in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird und unter der Einwirkung des Motors
die Gleichung:
ωΒ = (1 - e~1)CJr
einhalten muß.
einhalten muß.
Die Beschleunigung der Maschinen findet weiter statt, bis das Moment C Null wird, d.h. bis si'
digkeit des Schlupffeldes dreht.
digkeit des Schlupffeldes dreht.
Moment C Null wird, d.h. bis sich der Rotor mit der Geschwin-
Wenn CJ die Geschwindigkeit des Schlupffeldes in dem Stator im
-2
Ruhezustand ist (man hat festgelegt, daß CJ = Sl n e ) so glei
tet, das Feld hinsichtlich des Labors mit der Geschwindigkeit CJ= CJ + CJ , wenn sich der Stator mit der Geschwindigkeit CJ
OS S
dreht. Die Synchrongeschwindigkeit ist somit bei :
_i
erreicht, was GJ =l\r,& bedeutet. Dies entspricht der
r max ο
Beibehaltung der linearen Geschwindigkeiten der Rotoren des Modells und des Prototyps und damit auch den Zentrifugalkräften.
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Diese Steuerung bringt somit die Gleichung Q = jTL e fiir die
Grenzwerte der Geschwindigkeiten mit sich.
Der Prototyp verhält sich nach der mechanischen Beziehung:
Sn r
und das Modell nach der Beziehung:
und das Modell nach der Beziehung:
dt = i-d6Jr
Nun fordert die Ähnlichkeit zu jedem Zeitpunkt c = Ce und
t = Te .Man stellt also fest, daß, wenn j = Je , was durch die Steuerung des Motors 3 gewährleistet wurde, die Gleichung der
Geschwindigkeiten ständig
Der Verlauf des Anlaufs des Modellrotors ist somit dem des Prototyps
ähnlich und die Durchführung der Erfindung gestattet die Herstellung
in dem Modellrotor aller thermischen, mechanischen und elektrischen Erscheinungen des Prototyps, so daß ein derartiger
Anlauf die Untersuchung des Verhaltens der Werkstoffe des Rotors bei Ermüdung gestattet.
Das erfindungsgemäße Verfahren, das darin besteht, daß der Stator
des Modells entgegengesetzt zum Rotor und proportional gedreht wird, löst also vollständig die erste obengenannte Schwierigkeit hinsichtlich
der Zentrifugalkräfte in dem Rotor und verringert beträchtlich
die zweite Schwierigkeit, die die äußeren Trägheiten betrifft.
Wie nämlich gezeigt wurde, ist eine gute Ähnlichkeit auch in den Fällen möglich, in denen es bei dem gebräuchlichen Maßstab von
1 zu 3 genügt, daß die äußeren Trägheiten mindestens das Zweifache (anstelle des Achtfachen) der Trägheit des Rotors darstellen.
809825/064 3
In praktischer Hinsicht ist es unbestreitbar, daß die Einführung der Zentrifugalkräfte in den "Stator" nicht störend ist, sofern
die äußeren Bandagierungen 12 und 13 ausreichen, um den Test aus
zuhalten, da diese Kräfte den elektromagnetischen Betrieb nicht beeinflussen.
Ein derartiger Stator hat einen kostspieligeren Aufbau als ein herkömmlicher Stator, er gestattet jedoch dagegen die Durchführung
von Tests an mehreren verschiedenen Modellrotoren, was aus den obengenannten Gründen bisher unmöglich war.
Die in Fig. 2 gezeigte vereinfachte Versuchsanordnung gestattet ebenfalls die Herstellung einer guten Ähnlichkeit bei dem Anlaufen
des Rotors des Modellmotors, wobei jedoch die Übertragung der Wicklungs-Oberwellen des Motors in das Modell außer Acht
gelassen wird.
Gemäß dieser Anordnung besteht der im Maßstab e verkleinerte Modellmotor 1 normalerweise aus einem am Rahmen befestigten
Stator und einem zu testenden Rotor.
Zur Vereinfachung wird angenommen, daß das Trägheitsmoment j dieses Rotors genau die Ähnlichkeitsbedingung
erfüllt, in der J das Trägheitsmoment der Wellenreihe des Prototyps
ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Motor 1 in diesem Fall mit einer Wechselstrommaschine 30 über einen Schalter 32
verbunden.
Ein an der Welle der Wechselstrommaschine befestigtes Geschwindigkeitsabnehmeorgan
3 6 gestattet die Erzeugung eines elektrischen Signals, das zu der Frequenz f der Wechselstrommaschine pro-
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portional ist, deren Spannung U über einen durch das Netz 27
gespeisten Verstärker 34 in einem konstanten Verhältnis zu f gehalten werden kann.
Das Trägheitsmoment der Wechselstrommaschine 30 wird mit Hilfe
eines auf der Welle der Wechselstrommaschine befestigten Rades 31 auf den Wert J eingestellt.
Die Ausgangsgeschwindigkeit der Wechselstrommaschine 30 erhält man durch einen Anlaßmotor (nicht dargestellt).
Wenn man f =OCCJ nimmt, wobei U) die Winkelgeschwindigkeit der
a a
Wechselstrommaschine ist, wenn ihre Ausgangsgeschwindigkeit_Ω_
—2
so gewählt ist, daß f. = Fe" = o^Cl , wobei F die Frequenz des
ι a
Prototyps ist, und wenn η die Polzahl des Motors ist, so wird
J so gewählt, daß man die Gleichung
erhält, in welcher:
J das Trägheitsmoment der Wechselstrommaschine, ß ein Vergrößerungskoeffizient, der etwas größer als 1 ist
und die Statorverluste der beiden Maschinen berücksichtigt,
j das Trägheitsmoment des Modellrotors, η die Polzahl des Modellmotors und
OC das konstante Verhältnis der Frequenz der Wechselstrommaschine
zu ihrer Winkelgeschwindigkeit ist.
Der Test besteht nach dem Anlassen der Wechselstrommaschine mit der Geschwindigkeit -Ω. darin, daß der Schalter 32 geschlossen
wird und man den Anlauf stattfinden läßt, während die Wechselstrommaschine
mit ihrer eigenen Trägheit ohne äußeren Zusatz arbeitet.
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28496H
Auf diese Weise speist die kinetische Energie der Wechselstrom maschine abgesehen von den Stätorverlusten die des Rotors des
Motors plus seinen Verlusten, so daß bei diesem Rotor alles ge nauso wie bei dem vollständigen Test von Fig. 1 stattfindet.
Das Gleichgewicht ist erreicht bei:
Mit anderen Worten, die Trägheit J der Wechselstrommaschine,
die ihren Betrieb als Impulswechselstrommaschine gestattet, wird durch das äußere Rad 31 so eingestellt, daß, während die
Anfangsgeschwindigkeit der Wechselstrommaschine die Geschwindigkeit
ist, die die korrekte Frequenz liefert (beispielsweise 450 Hz bei dem gebräuchlichen Verkleinerungsmaßstab von e = 1 zu 3),
die Endgeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, die die Frequenz liefert, bei der die Synchrongeschwindigkeit des getesteten Rotors
genau die gute Geschwindigkeit für die Zentrifugalkräfte ist (150 Hz im vorliegenden Fall).
Dieser Test ist nicht kostspielig, da die Wechselstrommaschine auf alle Fälle erforderlich ist. Sie besitzt ferner den Vorteil,
keine große installierte EDF-Leistung zu erfordern.
Hinsichtlich des Rotors läuft alles wie in dem tatsächlichen Fall bei der Grundwelle des Feldes ab.
Da sich die Nuten des Stators nicht mit der guten Geschwindigkeit gegenüber dem Rotor drehen, ist die überführung der Wicklungs-Oberwellen
des Motors in das Modell im vorliegenden Fall außer Acht zu lassen.
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Le
e r s e
it
Claims (5)
- Patentansprüche:( 1./Verfahren zur Herstellung von verkleinerten Modellen, die im verkleinerten Maßstab die Prüfung des Rotors von rotierenden elektrischen Maschinen insbesondere in den nichtstationären Betriebsbereichen unter Einhaltung der Bedingungen gestatten, die in dem geprüften Rotor eine gleichzeitige Ähnlichkeit in den elektromagnetischen, thermischen und mechanischen Erscheinungen gewährleisten, dadurch g e k e η η ζ eichnet , daß der Widerspruch, der in der Verkleinerung der elektromagnetischen Kräfte und der Trägheitskräfte auftritt, aufgehoben wird, indem auf den Stator des verkleinerten Modells so eingewirkt wird, daß man in dem Rotor eine korrekte Entwicklung der Rotorfrequenzen erhält.909825/0643MANlTZ · FINSTERWALD HEYN ■ MORGAN 8Q0O MÜNCHEN 22 ROBERT-KOCH-STRASSE 1 ■ TEL (089) 22 42 11 TELEX 05 - 29672 PATMFDIPL-ING. W. GRSMKOW ■ 7000 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) · SEELBERGSTR. 23/25 TEL (0711)567261 ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN - MÜNCHEN · KONTO-NUMMER 7270 · POSTSCHECK. MÜNCHEN 770 62-805ORIGINAL INSPECTED
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator in entgegengesetzter Richtung des Rotors und proportional gedreht wird, so daß zu jedem Zeitpunkt die GleichungVs =Vr (1 - e"1)erfüllt wird, in welcherV die Geschwindigkeit des Stators,V die Geschwindigkeit des Rotors unde der geometrische Verkleinerungsmaßstab ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennz eichn e t , daß der Stator zur Durchführung von vereinfachten Prüfungen, bei denen eine gute Ähnlichkeit ohne Berücksichtigung der Wicklungs-Oberwellen des Motors erreicht werden soll, unbeweglich gelassen wird und zum Anlaufen des geprüften Modells eine rotierende Gruppe benutzt wird, die als Impulswechselstrommaschine mit ihrer eigenen Trägheit arbeitet, die durch äußere Räder so eingestellt wird, daß die Gleichungeingehalten wird, in welcherJ_ das Trägheitsmoment der Wechselstrommaschine,ß ein Vergrößerungsfaktor, der etwas größer als 1 ist und die Statorverluste berücksichtigt,j das Trägheitsmoment des Modellrotors, η die Polzahl des Modellmotors, undOC das konstante Verhältnis zwischen der Frequenz der Wechselstrommaschine und ihrer Winkelgeschwindigkeit ist.909825/064328496U
- 4. Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Stator des verkleinerten Modells auf Lagern so montiert ist, daß er durch einen Elektromotor in Drehung versetzt werden kann, wobei der Stator und der Rotor durch ein Steuersystem so miteinander verbunden sind, daß der Stator, wenn der Rotor in der einen Richtung in Drehung versetzt wird, automatisch in eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung so versetzt wird, daß zu jedem Zeitpunkt die GleichungCJ s = (1 - e~1)CJreingehalten wird, in der/j die Winkelgeschwindigkeit des Stators, £j die Winkelgeschwindigkeit des Rotors, und e der. geometrische Verkleinerungsmaßstab ist.
- 5. Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Modellmotor mit einer Wechselstrommaschine verbunden ist, die mit äußeren Schwungrädern versehen ist, die ihre Eigenträgheit und einen Anlaßmotor, der sie auf seine Anfangsgeschwindigkeit bringt, so einstellt, daß die Gleichungo. e
Ja = "ÖD JTi "Χeingehalten wird, in derJ das Trägheitsmoment der Wechselstrommaschine, aß ein Vergrößerungsfaktor, der etwas größer als 1 ist und die Statorverluste berücksichtigt,j das Trägheitsmoment des Modellrotors, η die Polzahl des Modellmotors undCC das konstante Verhältnis zwischen der Frequenz der Wechselstrommaschine und ihrer Winkelgeschwindigkeit ist.909825/0643
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
FR7734305A FR2408873A1 (fr) | 1977-11-15 | 1977-11-15 | Procede de realisation de modeles de machines electriques tournantes, reproduisant la similitude simultanee des evolutions electromagnetiques, thermiques et mecaniques du rotor |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=9197620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (5)
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1977
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