RU2023274C1

RU2023274C1 - Gear to test asynchronous traction motor with squirrel-cage rotor

Info

Publication number: RU2023274C1
Authority: RU
Inventors: И.И. Талья
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский институт электровозостроения
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention relates to tests of large capacity asynchronous motors with squirrel-cage rotors, arc start and disc motors. Gear has first drive motor mechanically coupled to second load generator which stator winding phases are connected to proper terminals of electric connection unit. First leads-out of armature winding of first drive motor and first load generator are connected to common bus and their second leads-out are interconnected. Tested motor is linked up to second load generator via mechanical coupling unit. First drive motor is linked up to second drive motor via second mechanical coupling unit. To start gear voltage is in sequence fed to excitation winding and armature winding of second drive motor. As a result of it and first drive motor and second load generator linked up to it are set in rotation. Transfer to required testing mode is conducted by control over excitation of first and second load generators, of first and second drive motors. EFFECT: reduced losses of power and increased accuracy of tests. 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытанию мощных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, дугостаторных асинхронных электродвигателей, дисковых асинхронных электродвигателей, линейных асинхронных электродвигателей и может быть использовано на испытательных станциях электромашиностроительных заводов и научно-исследовательских организаций. The invention relates to the testing of powerful squirrel-cage induction electric motors, arc induction electric motors, disk induction electric motors, linear induction electric motors and can be used at testing stations of electric machine-building plants and research organizations.

Известны схемы испытания линейных асинхронных электродвигателей с вторичной частью в виде реактивного диска, соединенного с нагрузочным генератором постоянного тока, якорная обмотка нагрузочного генератора постоянного тока соединена электрически с якорной обмоткой двигателя постоянного тока, на валу которого находятся трехфазный асинхронный электродвигатель и генератор постоянного тока, якорная обмотка которого соединена с якорной обмоткой приводного двигателя синхронного генератора. Основными недостатками этой схемы является большая установленная мощность и большие потери мощности (более чем шестикратная) и необходимость поддержания практически постоянной частоты вращения трехмоторного агрегата с асинхронным электродвигателем. Также известно сочленение испытуемого двигателя со вспомогательной машиной. Known test circuits of linear asynchronous electric motors with a secondary part in the form of a jet disk connected to a load DC generator, the anchor winding of the load DC generator is electrically connected to the anchor winding of the DC motor, on the shaft of which there are a three-phase asynchronous electric motor and DC generator, anchor winding which is connected to the anchor winding of the synchronous generator drive motor. The main disadvantages of this scheme are the large installed power and large power losses (more than six times) and the need to maintain a practically constant speed of a three-motor unit with an asynchronous electric motor. The articulation of the test engine with an auxiliary machine is also known.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для испытаний асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором, содержащее первый нагрузочный генератор, первый приводной двигатель, второй нагрузочный генератор, вольтодобавочный генератор, второй приводной двигатель, а также механический и электрический соединительные узлы, причем механический соединительный узел жестко закреплен на валу первого нагрузочного генератора, вал первого приводного двигателя механически соединен с валом второго нагрузочного генератора, первые выводы якорных обмоток вольтодобавочного генератора и первого приводного двигателя соединены с общей шиной, а вторые их выводы соединены соответственно с первым и вторым выводами якорной обмотки первого нагрузочного генератора, вал второго приводного двигателя механически соединен с валом вольтодобавочного генератора, а фазы статорной обмотки второго нагрузочного генератора соединены с соответствующими зажимами электрического соединительного узла. Closest to the technical nature of the claimed technical solution is a device for testing an asynchronous traction motor with a squirrel-cage rotor, comprising a first load generator, a first drive motor, a second load generator, a boost generator, a second drive motor, as well as mechanical and electrical connecting nodes, and mechanical the connecting unit is rigidly fixed to the shaft of the first load generator, the shaft of the first drive motor is mechanically connected n with the shaft of the second load generator, the first terminals of the armature windings of the boost generator and the first drive motor are connected to a common bus, and their second conclusions are connected respectively to the first and second terminals of the armature winding of the first load generator, the shaft of the second drive motor is mechanically connected to the shaft of the boost generator, and the phases of the stator winding of the second load generator are connected to the corresponding clamps of the electrical connection node.

В этом устройстве первый нагрузочный генератор, первый приводной двигатель, второй нагрузочный генератор имеют мощность, близкую к испытуемому асинхронному электродвигателю. Для покрытия потерь мощности используются две машины, а именно второй приводной двигатель и вольтодобавочный генератор с мощностью, составляющей 60-90% от мощности испытуемого двигателя. Недостатком устройства также является то, что вольтодобавочный генератор необходимо подбирать по току якорной цепи первого нагрузочного генератора и первого приводного двигателя и, как правило, в устройствах для испытаний крупных асинхронных электродвигателей вольтодобавочный генератор должен быть специального исполнения. In this device, the first load generator, the first drive motor, the second load generator have a power close to the tested induction motor. Two machines are used to cover power losses, namely a second drive motor and a booster generator with a power component of 60-90% of the power of the tested engine. A disadvantage of the device is that the booster generator must be selected according to the current of the anchor circuit of the first load generator and the first drive motor, and, as a rule, in the devices for testing large asynchronous electric motors the booster generator must be of special design.

Целью изобретения является повышение точности испытаний и снижение потерь мощности. The aim of the invention is to improve the accuracy of tests and reduce power losses.

Указанная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее электрический и механический соединительные узлы, первый и второй нагрузочные генераторы, первый и второй приводные двигатели, механический соединительный узел жестко закрепленный на валу первого нагрузочного генератора, в котором вторые выводы якорной обмотки первого приводного двигателя и первого нагрузочного генератора соединены между собой, первый вывод первого приводного двигателя соединен с общей шиной, фазы статорной обмотки второго нагрузочного генератора соединены с соответствующими зажимами электрического соединительного узла, вал первого приводного двигателя механически соединен с валом второго нагрузочного генератора, снабжено вторым механическим соединительным узлом, через который первой приводной двигатель сочленен со вторым приводным двигателем постоянного тока, якорная обмотка которого предназначена для подключения к источнику постоянного тока, а первый вывод якорной обмотки первого нагрузочного генератора соединен с общей шиной. This goal is achieved by the fact that the known device containing electrical and mechanical connecting nodes, first and second load generators, first and second drive motors, a mechanical connecting unit is rigidly fixed to the shaft of the first load generator, in which the second leads of the armature winding of the first drive motor and the first the load generator are interconnected, the first output of the first drive motor is connected to a common bus, the phases of the stator winding of the second load generator connected to the corresponding clamps of the electrical connection unit, the shaft of the first drive motor is mechanically connected to the shaft of the second load generator, provided with a second mechanical connection unit through which the first drive motor is coupled to the second drive DC motor, the anchor winding of which is designed to be connected to a direct current source, and the first output of the armature winding of the first load generator is connected to a common bus.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства испытания. The drawing shows a schematic diagram of a test device.

Устройство состоит из первого приводного двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ) 1. Вал ДПТ 1 механически сочленен с валом второго нагрузочного генератора синхронной машины (СГ) 2. Якорная обмотка СГ 2 через электрический соединительный узел 3 соединена со статорной обмоткой испытуемого асинхронного электродвигателя (АД) 4. Испытуемый АД 4 через механический соединительный узел 5 сочленен с валом первого нагрузочного генератора - машины постоянного тока независимого возбуждения (ГПТ) 6. Вторые якорные выводы первого нагрузочного ГПТ 6 и ДПТ 1 соединены. Первый вывод ДПТ 1 соединен с общей шиной. Через второй механический соединительный узел 7 вал ДПТ 1 сочленен с валом второго приводного двигателя 8 постоянного тока независимого возбуждения, якорная обмотка которого предназначена для подключения к регулируемому источнику постоянного тока. The device consists of a first drive of a direct current DC motor of independent excitation (DPT) 1. The shaft of the DPT 1 is mechanically coupled to the shaft of the second load generator of the synchronous machine (SG) 2. The anchor winding of the SG 2 is connected through the electrical connecting unit 3 to the stator winding of the tested induction motor (HELL) ) 4. Test AD 4 through a mechanical connecting unit 5 is connected to the shaft of the first load generator - independent direct current excitation machine (GPT) 6. Second anchor leads of the first load full-time GPT 6 and DPT 1 are connected. The first terminal of the DPT 1 is connected to a common bus. Through the second mechanical connecting unit 7, the DPT shaft 1 is coupled to the shaft of the second independent excitation direct current drive motor 8, the anchor winding of which is designed to be connected to an adjustable constant current source.

Схема работает следующим образом. The scheme works as follows.

Подается последовательно напряжение на обмотку возбуждения и якорную обмотку второго приводного двигателя 8. Якорь второго приводного двигателя 8, а соответственно и механически сочлененные с ним якоря ДПТ 1 и СГ 2 приходят во вращение. Подается напряжение на обмотку возбуждения СГ 2. Через электрический соединительный узел 3 переменное напряжение, амплитуда которого пропорциональна току обмотки возбуждения СГ 2, а частота равна произведению частоты вращения ротора на число пар полюсов p СГ 2, подается на статорную обмотку испытуемого АД 4. Испытуемый АД 4 и сочлененный с ним первый ГПТ 6 приходят во вращение. Подачей напряжения на обмотку возбуждения ОВ2 первого ГПТ 6 нагружается испытуемый АД 4. При этом происходит некоторое снижение частоты вращения трехмоторного агрегата ДПТ 2-ДПТ 1-СГ, что компенсируется увеличением напряжения на якорной обмотке второго приводного двигателя 8 и обмотке возбуждения СГ 2. С подачей напряжения на ОВ2 второго нагрузочного генератора по его якорной цепи начинает протекать ток. Увеличением напряжения на обмотке возбуждения первого ДПТ 1 создается дополнительный вращательный момент и частота вращения трехмоторного агрегата начинает увеличиваться. Увеличением возбуждения ГПТ 6 увеличивается нагрузка испытуемого АД 4 и несколько снижается частота вращения трехмоторного агрегата. Окончательная установка требуемых параметров режима испытания АД двигателя 4 (частота, напряжение, скольжение) осуществляется регулированием возбуждения машин 1,2,6,8 и напряжения на якорных зажимах второго приводного двигателя 8. The voltage is applied sequentially to the field winding and the armature winding of the second drive motor 8. The armature of the second drive motor 8, and accordingly the armature of the DPT 1 and SG 2, come into rotation. The voltage is supplied to the excitation winding of SG 2. Through an electrical connecting node 3, an alternating voltage whose amplitude is proportional to the current of the excitation winding of SG 2 and the frequency is the product of the rotor speed by the number of pole pairs p SG 2 is supplied to the stator winding of the test BP 4. Test AD 4 and the first GPT 6 jointed with it come into rotation. The tested ABP 4 is loaded by supplying voltage to the excitation winding ОВ2 of the first ГПТ 6. At the same time, the rotational speed of the three-motor unit ДПТ 2-ДПТ 1-СГ decreases slightly, which is compensated by an increase in voltage on the armature winding of the second drive motor 8 and the excitation winding СГ 2. With feeding voltage on OV2 of the second load generator along its anchor circuit begins to flow current. By increasing the voltage on the field winding of the first DPT 1, an additional torque is created and the speed of the three-motor unit begins to increase. By increasing the excitation of HPT 6, the load of the test BP 4 increases and the rotational speed of the three-engine assembly decreases slightly. The final setting of the required parameters of the test mode of motor BP 4 (frequency, voltage, slip) is carried out by controlling the excitation of machines 1,2,6,8 and the voltage at the anchor clamps of the second drive motor 8.

П р и м е р. Конкретное исполнение устройства для испытания асинхронного тягового двигателя с короткозамкнутым ротором НБ-607 номинальной мощностью 900 кВт при частоте питающего напряжения 45 Гц. Первым ГПТ 6 и первым ДПТ 1 могут служить тяговые машины постоянного тока НБ-418К6. В качестве СГ 2 может быть использован синхронный тяговый двигатель НБ-601 мощностью 1000 кВт при частоте вращения 1210 об/мин. Второй приводной двигатель 8 должен иметь мощность около 300 кВт. В качестве его может быть использована любая машина постоянного тока независимого возбуждения с номинальной частотой вращения около 1000 об/мин. Устройство позволяет испытывать асинхронный тяговый двигатель НБ-607 под нагрузкой в диапазоне частот 20-90 Гц. PRI me R. A specific embodiment of the device for testing an asynchronous traction motor with squirrel-cage rotor NB-607 with a rated power of 900 kW at a supply voltage frequency of 45 Hz. The first GPT 6 and the first DPT 1 can serve as direct current traction machines NB-418K6. As SG 2 can be used synchronous traction motor NB-601 with a capacity of 1000 kW at a speed of 1210 rpm. The second drive motor 8 should have a power of about 300 kW. As it can be used, any DC machine of independent excitation with a nominal speed of about 1000 rpm. The device allows you to test the asynchronous traction motor NB-607 under load in the frequency range 20-90 Hz.

Технико-экономическая эффективность изобретения состоит в снижении установленной мощности, где для компенсации потерь мощности в схеме используется одна электрическая машина (второй приводной двигатель), тогда как в прототипе - вольтодобавочный генератор и второй приводной двигатель, мощность каждого из которых не ниже мощности потерь в схеме. The technical and economic efficiency of the invention consists in reducing the installed power, where to compensate for power losses, the circuit uses one electric machine (second drive motor), while the prototype uses a boost generator and a second drive motor, the power of each of which is not lower than the power loss in the circuit .

Устройство позволяет регулировать параметры режима испытаний, как по напряжению якорной цепи, так и возбуждению второго приводного двигателя, что позволяет повысить точность испытаний. Кроме того, компенсация потерь мощности осуществляется механическим путем через второй приводной двигатель, а так как механическая постоянная машины значительно выше электромагнитной постоянной, то устройство более инерционно к регулированию, что позволяет более точно выставить режим испытаний. The device allows you to adjust the parameters of the test mode, as the voltage of the armature circuit, and the excitation of the second drive motor, which improves the accuracy of the tests. In addition, power losses are compensated mechanically through a second drive motor, and since the mechanical constant of the machine is much higher than the electromagnetic constant, the device is more inertial to regulation, which allows you to more accurately set the test mode.

Claims

DEVICE FOR TESTING AN ASYNCHRONOUS TRACTION MOTOR WITH SHORT-CLOSED ROTOR, containing electrical and mechanical connecting units, first and second load generators, first and second drive motors, first mechanical connecting unit is rigidly fixed to the shaft of the first load generator, second output terminals of the anchor the load generator are interconnected, the first output of the first drive motor is connected to a common bus, the phases of the stator winding of the second the load generator is connected to the corresponding clamps of the electrical connection unit, the shaft of the first drive motor is mechanically connected to the shaft of the second load generator, characterized in that, in order to increase the accuracy of the tests and reduce power losses, the first output of the armature winding of the first load generator is connected to a common bus and the first drive motor is equipped with a second mechanical connecting unit and is connected through it to the second drive DC motor, the anchor rpm the failure of which is made with the possibility of connecting to an adjustable DC source.