RU2589453C2 - Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя - Google Patents
Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2589453C2 RU2589453C2 RU2014117889/28A RU2014117889A RU2589453C2 RU 2589453 C2 RU2589453 C2 RU 2589453C2 RU 2014117889/28 A RU2014117889/28 A RU 2014117889/28A RU 2014117889 A RU2014117889 A RU 2014117889A RU 2589453 C2 RU2589453 C2 RU 2589453C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- cold
- rotor
- short
- stator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электромашиностроению. Способ заключается в том, что регистрируют затухающее напряжение статора, индуктированного затухающим полем ротора, при отключении из состояния холостого хода холодной и горячей машины. Определяют постоянные времени То хол и То гор когда напряжение статора затухает до величины 0,368 начального напряжения Uо перед отключением и затем определяют среднюю температуру короткозамкнутой обмотки для меди по формуле:
где tхол - температура ротора при первом измерении в холодном состоянии, tохл - температура охлаждающей среды при измерении в горячем состоянии. Технический результат заключается в возможности измерения средней температуры короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя по изменению сопротивления при постоянном токе. 2 ил.
Description
Предлагаемое решение относится к области электромашиностроения, может быть использовано при испытании машин, а также в эксплуатации.
Отсутствие изоляции в короткозамкнутой обмотке асинхронного двигателя не уменьшает значимости ее температуры в надежности и долговечности асинхронного двигателя.
Короткозамкнутые обмотки имеют уровень температур в номинальных режимах того же порядка или несколько больше, чем статорные обмотки. В пусковых режимах из-за вытеснения тока в пазу ротора в нем выделяются мощности, соизмеримые или даже большие номинальной мощности двигателя, что и определяет величины моментов при пуске. В статоре из-за малого вытеснения тока в пазу нагревы обмотки много меньше нагревов короткозамкнутой обмотки.
При пуске из горячего состояния пусковые нагревы короткозамкнутой обмотки, наложенные на нагревы номинального режима, достигают значений, при которых наступает рекристаллизация твердотянутой меди и ее отжиг (больше 200°C). При этом частично ухудшаются упругопластичные характеристики меди - появляются явления «наклепа» вследствие запрещенных температурных деформаций.
Количество таких пусков и определяет срок службы короткозамкнутой обмотки до появления трещин и обрывов стержней, что и наблюдается повсеместно в эксплуатации. Поэтому значение температуры короткозамкнутого ротора является такой же важной задачей, как и статора.
Измерение температуры вращающегося короткозамкнутого ротора обычно производится заложенными температурными детекторами, показания которых снимаются через измерительный токосъемник или через различного рода телеметрические устройства - оптические, радио и др. В любом случае измеряется либо температура отдельных точечных элементов, либо средняя температура пояска, состоящая из чередующихся элементов короткозамкнутой обмотки и стальных зубцов.
Классический пример таких измерений излагается в статье Мединского Л.А. «Методика измерений пусковых процессов в клетке ротора асинхронного двигателя». Журнал Электротехника, 1965 г., №4, стр. 46-49.
Способов измерения средней температуры короткозамкнутого ротора по изменению сопротивления при постоянном токе, как это делается для статорных обмоток, не найдено.
Технический результат предлагаемого решения определения средней температуры короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя достигается регистрацией затухающего напряжения статора, индуктируемого затухающим полем ротора, при отключении из состояния холостого хода холодной и горячей машины, определения постоянных времени затухания поля ротора в момент времени To хол и To гор, когда напряжение статора затухает до величины 0,368 начального напряжения Uo перед отключением и последующего определения средней температуры короткозамкнутой обмотки ротора по формуле:
tхол - температура ротора при первом измерении в холодном состоянии,
tохл - температура охлаждающей среды при измерении в горячем состоянии.
В соответствии с патентом на изобретение «Способ определения параметров и рабочих характеристик асинхронного двигателя без сопряжения с нагрузочным устройством», Шарипов A.M., №2391680, 2008 г., постоянная времени To затухания напряжения статора при отключении машины из состояния холостого хода:
или с небольшой погрешностью
т.к. при холостом ходе
Cosφo≈0,05÷0,1, a Sinφo=0,998÷0,994≈1,
Х12 - реактивное сопротивление взаимоиндукции,
Xm - реактивное сопротивление статора,
Измерения при испытаниях производят в следующей последовательности. На холодной машине в режиме холостого хода с напряжением Uo измеряют мощность Po, ток Io, напряжение Uo для вычисления реактивного сопротивления Xm, отключают машину от источника питания и регистрируют затухание напряжения статора. По осциллограмме (см. рисунок 1) измеряют постоянную времени To хол холодной машины как отрезок времени от момента отключения до значения 0,368 Uo. Затем машину нагружают, доводят до установившегося теплового состояния, быстро переводят в режим холостого хода, измеряют величины Po, Io, Uo, отключают и регистрируют затухание напряжения статора. По осциллограмме (см. рисунок 2) измеряют постоянную времени То гор и вычисляют температуру ротора по формуле (1).
Если по какой-либо причине изменились величины Io, Uo, т.е. Xm, например, из-за уменьшения воздушного зазора при нагреве машины или изменения напряжения источника питания, в формулу (1) вводят поправку на изменение Xm.
где ΔXm - разность значений Xm в двух опытах, определенных по (2).
Если после отключения двигатель выбегает, необходимо ввести поправку на величину To
где Тоизм - измеренная постоянная времени, с;
Ро - мощность, тормозящая машину в момент отключения. В случае холостого хода - это потери в стали и потери механические;
Jo - момент инерции вращающихся частей;
ω1 - синхронная угловая частота вращения
no - синхронная частота вращения, об/мин.
Экспериментальная проверка может быть выполнена только параллельным измерением известным методом, в данном случае по холодному и горячему сопротивлению обмотки ротора двигателя с контактными кольцами. Для эксперимента использовался электродвигатель АК-92-6, 75 кВт, 380 В, ротор 538 В, 88 А, 1000 синхр. об/мин. Двигатель работает в агрегате с синхронной машиной и машиной постоянного тока мощностью 65 кВт.
Для экспериментов к контактным кольцам подключен закорачивающий автомат, что имитирует короткозамкнутую обмотку ротора. При номинальном напряжении 380 B, ток холостого хода 58 A одинаков в холодном и горячем состоянии. Ни по выбегу, ни по величине "Xm" поправки не понадобилось. Осциллограммы опытов представлены на рисунках 1 и 2, из которых измерено To хол=0,47 с, То гор=0,39 с.
В соответствии с (1)
Температура ротора, измеренная по сопротивлению при постоянном токе после быстрого торможения в течение 30 с, составила 67,5°C. Полученное несоответствие в 1,2°C (1,8%) находится в пределах точности эксперимента.
Claims (1)
- Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя, заключающийся в регистрации затухающего напряжения статора, индуктированного затухающим полем ротора, при отключении из состояния холостого хода холодной и горячей машины, определения постоянных времени То хол и То гор, когда напряжение статора затухает до величины 0,368 начального напряжения Uо перед отключением и последующего определения средней температуры короткозамкнутой обмотки по формуле:
,
где - температурный коэффициент для меди при температуре 0÷150°C, или
- температурный коэффициент для алюминия при температуре 0÷150°C,
tхол - температура ротора при первом измерении в холодном состоянии,
tохл - температура охлаждающей среды при измерении в горячем состоянии.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117889/28A RU2589453C2 (ru) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014117889/28A RU2589453C2 (ru) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014117889A RU2014117889A (ru) | 2015-11-10 |
RU2589453C2 true RU2589453C2 (ru) | 2016-07-10 |
Family
ID=54536238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014117889/28A RU2589453C2 (ru) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2589453C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711647C1 (ru) * | 2019-04-08 | 2020-01-17 | ОАО "Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта" (ОАО "НИИТКД") | Устройство и способ оценки технического состояния асинхронных двигателей |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU609163A1 (ru) * | 1977-01-07 | 1978-05-30 | Предприятие П/Я Г-4012 | Устройство дл измерени превращени температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой по измерению сопротивлени обмотки посто нному току |
EP0350507A4 (en) * | 1987-02-19 | 1991-01-23 | Fanuc Ltd | Overcurrent detector |
US5612604A (en) * | 1993-04-14 | 1997-03-18 | Abb Industry Oy | Method of monitoring a temperature rise of a squirrel cage induction motor |
RU2386114C1 (ru) * | 2008-09-03 | 2010-04-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Способ бесконтактного определения температуры обмотки короткозамкнутого ротора частотно-регулируемого асинхронного двигателя |
-
2014
- 2014-04-30 RU RU2014117889/28A patent/RU2589453C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU609163A1 (ru) * | 1977-01-07 | 1978-05-30 | Предприятие П/Я Г-4012 | Устройство дл измерени превращени температуры обмотки электрической машины переменного тока под нагрузкой по измерению сопротивлени обмотки посто нному току |
EP0350507A4 (en) * | 1987-02-19 | 1991-01-23 | Fanuc Ltd | Overcurrent detector |
US5612604A (en) * | 1993-04-14 | 1997-03-18 | Abb Industry Oy | Method of monitoring a temperature rise of a squirrel cage induction motor |
RU2386114C1 (ru) * | 2008-09-03 | 2010-04-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Способ бесконтактного определения температуры обмотки короткозамкнутого ротора частотно-регулируемого асинхронного двигателя |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2711647C1 (ru) * | 2019-04-08 | 2020-01-17 | ОАО "Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта" (ОАО "НИИТКД") | Устройство и способ оценки технического состояния асинхронных двигателей |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014117889A (ru) | 2015-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5710030B2 (ja) | 永久磁石電動機の制御装置および制御方法 | |
Kim et al. | Automated detection of rotor faults for inverter-fed induction machines under standstill conditions | |
US6042265A (en) | Sensorless estimation of rotor temperature in induction motors | |
EP2698615B1 (en) | Electric motor winding temperature detection method and device as well as electric motor thermal protection method and device | |
EP2394182A2 (en) | Improved stator turn fault detection apparatus and method for induction machine | |
KR102070767B1 (ko) | 발전기 모드에서 동기기의 여자 전류 측정을 검사하기 위한 방법 | |
US20160131534A1 (en) | Method for determining a coil temperature of an electric machine | |
JP2016073200A (ja) | 永久磁石同期モーターにおける鉄損を決定するための方法及びシステム | |
RU2589453C2 (ru) | Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя | |
Grantham et al. | Rapid parameter determination for induction motor analysis and control | |
US11575340B2 (en) | Method for continuous condition monitoring of an electric motor | |
JPS63234859A (ja) | 深海用電動機の制御装置 | |
CN106849776B (zh) | 电机的监视装置和监视方法及转子位置检测的装置和方法 | |
EP2852037A1 (en) | Width determination and control of a gap between a rotor and a stator of a generator | |
KR102028710B1 (ko) | 3상 교류 돌극형 동기기의 댐퍼 바 고장 진단 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체 | |
Jannati et al. | Modeling of balanced and unbalanced three-phase induction motor under balanced and unbalanced supply based on winding function method | |
KR101210437B1 (ko) | 영구자석 동기전동기에 포함된 회전자 내부의 영구자석 온도 간접측정방법 | |
KR20190109571A (ko) | 로터 바 결함을 검출하기 위한 방법 | |
CN103052890A (zh) | 用于控制同步电机的方法和设备 | |
Flach et al. | A new approach to diagnostics for permanent-magnet motors in automotive powertrain systems | |
US9528886B2 (en) | Method and apparatus for diagnosing a device for determining the temperature of a component of an electric unit | |
Wang et al. | A novel parameter identification method for induction motor | |
Mzungu et al. | Comparison of standards for determining losses and efficiency of three-phase induction motors | |
WO2008086921A2 (en) | A method of determining torque | |
US20200036321A1 (en) | Motor controller and motor control method |