RU2706449C1 - Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки - Google Patents

Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки Download PDF

Info

Publication number
RU2706449C1
RU2706449C1 RU2019108116A RU2019108116A RU2706449C1 RU 2706449 C1 RU2706449 C1 RU 2706449C1 RU 2019108116 A RU2019108116 A RU 2019108116A RU 2019108116 A RU2019108116 A RU 2019108116A RU 2706449 C1 RU2706449 C1 RU 2706449C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
asynchronous
output
load
frequency
controlled inverter
Prior art date
Application number
RU2019108116A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Васильевич Харламов
Денис Игоревич Попов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения"
Priority to RU2019108116A priority Critical patent/RU2706449C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706449C1 publication Critical patent/RU2706449C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34Testing dynamo-electric machines

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве способа испытания асинхронных двигателей. Способ включает нагружение получающего питание от источника переменного тока испытуемого асинхронного двигателя тормозным моментом, создаваемым нагрузочной асинхронной машиной, работающей в генераторном режиме, вал которой жестко соединен с валом испытуемого асинхронного двигателя муфтой. Обмотка статора нагрузочной асинхронной машины присоединена к управляемому инвертору, управляющий вход которого подключен к выходу системы управления, входы которой соединены с выходом датчика частоты вращения, соединенного с валами асинхронных машин, и выходом вычислителя частоты напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора. Нагрузочный момент создается за счет снижения частоты переменного напряжения, формируемого управляемым инвертором. В процессе снижения формируемой управляемым инвертором частоты переменного напряжения снижается также и его действующее значение до минимально необходимого для создания на валу испытуемого асинхронного двигателя его номинального момента. Технический результата заключается в снижении потерь при испытаниях асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки путем снижения действующего значения напряжения, подаваемого на обмотку статора нагрузочной машины. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве способа испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки.
Аналогом предлагаемого изобретения является схема испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки, состоящая из неуправляемого выпрямителя, получающего питание от трехфазной сети, двух однотипных управляемых инверторов, двух однотипных испытуемых асинхронных двигателей, механически связанных между собой посредством муфты и получающих питание от управляемых инверторов, характеризующаяся тем, что для питания двух однотипных инверторов используется одно звено постоянного тока, получающее питание от одного неуправляемого выпрямителя (RU 145998 U1, 27.09.2014) [1].
Недостатком приведенного аналога является то, что данная схема не имеет средств автоматизации, что может привести к перегрузке в процессе нагружения испытуемого двигателя, кроме того, данный аналог реализует способ управления величиной момента нагрузки на валу путем изменения частоты напряжения без оптимизации величины действующего значения данного напряжения с целью снижения потерь.
Другим аналогом предлагаемого изобретения является схема испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки, состоящая из двух неуправляемых выпрямителей, получающих питание от трехфазной сети, двух звеньев постоянного тока, электрически связанных между собой, входы которых соединены с выходами неуправляемых выпрямителей, двух однотипных управляемых инверторов, входы которых соединены с выходами звеньев постоянного тока, муфты, механически связывающей между собой испытуемые асинхронные двигатели, получающие питание от управляемых инверторов, оснащенная системой управления, выходы которой соединены с входами управляемых инверторов, а входы которой соединены с выходами следующих устройств: двух датчиков тока, входы которых соединены с выходами управляемых инверторов, датчика скорости, соединенного с роторами испытуемых асинхронных двигателей, двух вычислителей частоты питающего напряжения, входы которых соединены с выходами управляемых инверторов, и задатчика параметров сети и испытуемых асинхронных двигателей. (RU 163996 U1, 20.08.2016) [2].
Недостатком приведенного аналога является то, что данная схема испытания реализует способ управления величиной момента нагрузки на валу путем изменения частоты напряжения без оптимизации величины действующего значения данного напряжения с целью снижения потерь.
Прототипом предлагаемого изобретения является стенд для испытания асинхронных машин состоящий из муфты, механически соединяющей валы двух асинхронных машин, преобразователя частоты со звеном постоянного тока и двумя управляемыми выпрямитель-инверторами, позволяющими передавать электрическую энергию через преобразователь частоты не только от промышленной сети к асинхронному двигателю, но и в обратном направлении; силовой вход первого управляемого выпрямитель-инвертора подключен к сети, а выход к звену постоянного тока, силовой вход второго управляемого выпрямитель-инвертора подключен к тому же звену постоянного тока, а выход подключается к обмотке статора первой асинхронной машины, оснащенный задатчиком параметров, контактором, вычислителем частоты питающего напряжения, системой управления, датчиком тока, датчиком частоты вращения; выходы системы управления соединены с управляющими входами управляемых выпрямитель-инверторов и управляющим входом контактора, входы системы управления соединены с выходом задатчика параметров, выходом вычислителя частоты питающего напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора; выходом датчика тока, вход которого соединен с выходом управляемого выпрямитель-инвертора, выходом датчика частоты вращения, соединенного с валами асинхронных машин; обмотка статора второй асинхронной машины подключается к сети через контактор (RU 186188 U1, 11.01.2019) [3].
Недостатком приведенного прототипа является то, что данная схема испытания реализует способ управления величиной момента нагрузки на валу путем изменения частоты напряжения без оптимизации величины действующего значения данного напряжения с целью снижения потерь.
Целью предлагаемого изобретения является снижение потерь мощности при испытании асинхронных машин методом взаимной нагрузки.
Указанная цель достигается тем, что при испытаниях асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки, включающем нагружение получающего питание от источника переменного тока испытуемого асинхронного двигателя тормозным моментом, создаваемым нагрузочной асинхронной машиной, работающей в генераторном режиме, вал которой жестко соединен с валом испытуемого асинхронного двигателя муфтой; обмотка статора нагрузочной асинхронной машины присоединена к управляемому инвертору, управляющий вход которого подключен к выходу системы управления, входы которой соединены с выходом датчика частоты вращения, соединенного с валами асинхронных машин, и выходом вычислителя частоты напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора; нагрузочный момент создается за счет снижения частоты переменного напряжения, формируемого управляемым инвертором; в процессе снижения формируемой управляемым инвертором частоты переменного напряжения, снижается также и его действующее значение до минимально необходимого для создания на валу испытуемого асинхронного двигателя его номинального момента.
На фиг. 1 представлена блок-схема, поясняющая предлагаемый способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки.
На блок-схеме показаны управляемый инвертор 1, система управления 2, вычислителя частоты напряжения 3, муфта 4, испытуемый асинхронный двигатель 5, нагрузочная асинхронная машина 6, датчика частоты вращения 7.
Муфта 4 соединяет валы испытуемого асинхронного двигателя 5 и нагрузочной асинхронной машины 6, на обмотку статора которой подается питание с выхода управляемого инвертора 1. К управляющему входу управляемого инвертора 1 подключен выход системы управления 2. На силовой вход управляемого инвертора 1 подается постоянное напряжение, на обмотку статора испытуемого асинхронного двигателя 5 подается переменное трехфазное напряжение.
На фиг. 2 представлены механические характеристики на различных этапах процесса реализации предлагаемого способа испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки. На всех представленных координатных плоскостях сплошная линия соответствует механической характеристике испытуемого асинхронного двигателя, пунктирная линия - механической характеристике нагрузочной асинхронной машины.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. На первом этапе вывод испытуемого асинхронного двигателя 5 на режим номинальной нагрузки происходит путем задания разности частот напряжений, подаваемых на обмотки статора обеих машин 5 и 6, например, способом, приведенным в описании прототипа (запуск машин 5 и 6 на холостом ходу с последующим уменьшением частоты переменного напряжения, подаваемого на обмотку статора нагрузочной асинхронной машины 6, по сравнению с частотой переменного напряжения, подаваемого на обмотку статора испытуемого асинхронного двигателя 5). Механические характеристики испытуемого асинхронного двигателя 5 и нагрузочной асинхронной машины 6 при этом принимают вид, приведенный на фиг. 2, а. Частота вращения ротора nр, контролируемая при помощи датчика частоты вращения 7, принимает значение равное номинальному значению частоты вращения ротора испытуемого асинхронного двигателя nр.н.
На втором этапе происходит пошаговое снижение частоты напряжения ƒ2, питающего нагрузочную машину 6, контролируемая при помощи вычислителя частоты напряжения 3. После каждого шага снижения частоты производится проверка условия: «стала ли частота вращения ротора nр выше, чем была до выполненного шага увеличения частоты ƒ2». После каждого шага снижения частоты ƒ2, если частота вращения ротора nр увеличилась, то производится плавное снижение действующего значения напряжения U2, питающего нагрузочную машину 6, до достижения частоты вращения ротора номинального значения (nр=nр.н). Если после очередного шага снижения частоты ƒ2 частота вращения ротора nр увеличилась, то ƒ2 увеличивается до ее предыдущего значения, и на этом процесс снижения частоты ƒ2 и действующего значения напряжения U2 заканчивается. В процессе регулирования частоты ƒ2 и действующего значения напряжения U2 механические характеристики машин принимают вид, приведенный на фиг. 2, б. По окончании регулирования ƒ2 и U2, механические характеристики принимают вид, приведенный на фиг. 2, в, что соответствует совпадению максимального момента нагрузочной асинхронной машины в генераторном режиме с номинальным моментом испытуемого асинхронного двигателя при номинальной частоте вращения его ротора.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет снизить действующее значение напряжения U2 до минимально необходимого для создания на валу испытуемого асинхронного двигателя его номинального момента. Снижение действующего значения напряжения U2 позволяет снизить потери мощности при испытании асинхронных машин методом взаимной нагрузки за счет уменьшения постоянных потерь в нагрузочной асинхронной машине.
Источники информации:
1. Патент на полезную модель Р.Ф. №145998, МПК G01R 31/34, 2014.
2. Патент на полезную модель Р.Ф. №163996, МПК G01R 31/34, 2016.
3. Патент на полезную модель Р.Ф. №186188, МПК G01R 31/34, Н02K 15/02 2018.

Claims (1)

  1. Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки, включающий нагружение получающего питание от источника переменного тока испытуемого асинхронного двигателя тормозным моментом, создаваемым нагрузочной асинхронной машиной, работающей в генераторном режиме, вал которой жестко соединен с валом испытуемого асинхронного двигателя муфтой; обмотка статора нагрузочной асинхронной машины присоединена к управляемому инвертору, управляющий вход которого подключен к выходу системы управления, входы которой соединены с выходом датчика частоты вращения, соединенного с валами асинхронных машин, и выходом вычислителя частоты напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора; нагрузочный момент создается за счет снижения частоты переменного напряжения, формируемого управляемым инвертором, отличающийся тем, что в процессе снижения формируемой управляемым инвертором частоты переменного напряжения снижается также и его действующее значение до минимально необходимого для создания на валу испытуемого асинхронного двигателя его номинального момента.
RU2019108116A 2019-03-21 2019-03-21 Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки RU2706449C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108116A RU2706449C1 (ru) 2019-03-21 2019-03-21 Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108116A RU2706449C1 (ru) 2019-03-21 2019-03-21 Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706449C1 true RU2706449C1 (ru) 2019-11-19

Family

ID=68579755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019108116A RU2706449C1 (ru) 2019-03-21 2019-03-21 Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706449C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2433419C1 (ru) * 2010-06-15 2011-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения Способ испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки
RU140678U1 (ru) * 2013-10-24 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Схема испытаний асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки
RU143348U1 (ru) * 2014-04-02 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Устройство для испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки
RU163996U1 (ru) * 2016-04-11 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Схема испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2433419C1 (ru) * 2010-06-15 2011-11-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения Способ испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки
RU140678U1 (ru) * 2013-10-24 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Схема испытаний асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки
RU143348U1 (ru) * 2014-04-02 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Устройство для испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки
RU163996U1 (ru) * 2016-04-11 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" Схема испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Uctug et al. Modelling and output power optimisation of a wind turbine driven double output induction generator
RU163996U1 (ru) Схема испытания асинхронных электродвигателей методом их взаимной нагрузки
RU170708U1 (ru) Стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением
US10263550B2 (en) Gas turbine power generation system and control system used in the same
RU2564401C2 (ru) Электропитание для летательного аппарата
Barrado-Rodrigo et al. Variable-speed wind energy conversion system based on a dual stator-winding induction generator
RU186188U1 (ru) Стенд для испытания асинхронных машин
Karthik et al. Analysis of scalar and vector control based efficiency-optimized induction motors subjected to inverter and sensor faults
Raj et al. Genetic algorithm-based analysis of wind-driven parallel operated self-excited induction generators supplying isolated loads
RU178539U1 (ru) Стенд для испытания асинхронных машин и машин постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением
RU2706449C1 (ru) Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки
RU192278U1 (ru) Стенд для испытания асинхронного двигателя
Kodkin et al. Frequency control of asynchronous electric drives in transport
Manjula et al. Current harmonics reduction using Hysteresis Current Controller (HCC) for a wind driven self-excited induction generator drives
RU168633U1 (ru) Стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением
RU143348U1 (ru) Устройство для испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки
Reis et al. Increasing efficiency of the switched reluctance generator using parametric regression and optimization methods
Le-Huy Modeling and simulation of a switched reluctance generator for aircraft power systems
RU156788U1 (ru) Устройство для стендовых испытаний асинхронных тяговых двигателей
Shevchenko et al. The asynchronous motor start calculation with the motor soft starter
Pantea et al. Efficient field oriented control with power losses optimisation of a six-phase induction generator for wind turbines
RU2712741C1 (ru) Способ нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки
RU195604U1 (ru) Стенд для автоматизированных испытаний асинхронного двигателя
RU2691778C1 (ru) Стенд для испытания асинхронных машин и способ их нагружения
EP2499736B1 (en) Apparatus and method for generating electromagnetic torque in an electric machine