у =
X 2 = 2 г. 2 ;
g 1 + b1
10.8. Параметры двухконтурной схемы (черт. 8)
Rm, Xm — определяют по п. 10.7
R2і=в , i = 1,2;
Ai
X 2i = —,
2i Ai
где коэффициенты Ai и вi определяют по формулам:
B-Вв2 - 4AC
. (g2 S2 — b2P2)(Pf + S22) .
-A1 л ;
. (g2S2 - b2P1)(p2 + Sj)
A2 о ,
либо вычисляют итерационным методом по циклической схеме ст(к+1) b(к+1) - ст ih S1A2 ) •
jS1 + e2 „(к+1)
(к+1) g1 S .
(к+1)2
A (к+1) = b (к+1) + [ g1 ]_ .
(к+1) „(к+1) ih(к+1) - ст ih S2A1 •
JS 2 +e1
ct(k+1)
R(k+D = «e • l(k+1) -
w2
<+1) = ь
г (к+1)-.2 ,(к+і) , lg2 J
'2
й(к+1) '
Черт. 8
В первом цикле (K = 0) A 2 = вг = 0. Для получения постоянных значений A и в достаточно 50—100 циклов. Допускается для вычисления At, вi применение других методов.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
Полную проводимость у для любого скольжения ротора для одноконтурной схемы замещения рассчитывают по формуле
y = gm — jbm +~^ =~ = g — jb .
jSX 2 + R2
для двухконтурной схемы
S S S
y = gm — jbm +SX + S - g — jb
jSX 2i + R2i jSX 22 + R22
(Измененная редакция, Изм. № 1)
Составляющие частотной характеристики Iа и Iр находят по п. 10.3. Значения y принимают по одной из формул п. 10.9 в зависимости от принятой по п. 10.6 схемы замещения.
Частотная характеристика может быть рассчитана с помощью следующих зависимостей:
= = “Ат + R1 Р, g + b
gg |
|
g2 + b2 |
= U фн R |
|
aR 2 + X2 |
I U фн X |
|
pR 2 + X2 |
Допускается определять частотные характеристики более чем по трем точкам с увеличением числа контуров ротора. В этом случае параметры схемы замещения следует определять из системы уравнений
• a A1 S A 2S AiS
y = gm — jbm + + + ... + ,
m jS + в1 jS + в2 jS + ei
где i = 1, 2,... — индексы исходных точек частотной характеристики.
Пусковые и рабочие характеристики следует определять по частотной характеристике с использованием метода отдельных потерь по формулам, приведенным ниже.
Модуль полного тока, А.
I = Ji а +11 .
Коэффициент мощности
I а
cos ф = у- .
Подводимая мощность, кВт
P1 = 3UфнI cos ф-10-3.
Далее расчет проводят по разд. 7 или разд. 8.
Частотную, рабочие и пусковые характеристики рекомендуется рассчитывать с переменным шагом по скольжению AS.
11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБАВОЧНЫХ ПОТЕРЬ
Добавочные потери делятся на добавочные потери холостого хода Рдоб.0 и добавочные потери при нагрузке Рдоб. Первые входят в потери в стали, определяемые из опыта холостого хода, вторые представляют сумму добавочных потерь основной частоты Pдоб.1 и высокочастотных добавочных потерь от высших гармоник поля P доб. v.
Добавочные потери холостого хода определяются методом скачка гистерезиса. Испытуемый двигатель, включенный на номинальное напряжение, вращают динамометром или тарированной машиной постоянного тока с частотой вращения около синхронной. Рекомендуется проводить измерения в 5 точках при частоте вращения выше и ниже синхронной. Измеряют потребляемую, мощность, момент и скольжение. При синхронной частоте вращения измеряют ток статора, далее при отключенном от сети двигателе при синхронной частоте вращения измеряют мощность динамометра, равную механическим потерям испытуемого двигателя. После отключения и остановки двигателя измеряют сопротивление обмотки статора.
Мощность, подводимая из сети, и мощность на валу динамометра строят в зависимости от скольжения (черт. 9). Эти прямые отсекают на оси ординат при скольжении, равном нулю, некоторые отрезки, обусловленные явлением гистерезиса. Середина верхнего отрезка дает сумму основных потерь в стали Рстосн и потерь, в меди статора РмЬ середина нижнего отрезка дает сумму добавочных потерь холостого хода и механических потерь испытуемого двигателя.
^ст.осн = (Рст.осн +Рм1) Р м1 ,
где P ст.осн + P м1 — определяют по черт. 9, Р м1 рассчитывают по измеренным току и сопротивлению;
Р _ = (Р _ + Р 3-Р .
1 доб.о V2 доб.о ' 1 мех-' 1 мех ’
где Рдоб.о + Рмех определяют по черт. 9, Рмех — из опыта холостого хода при отключении испытуемого двигателя.
Правильность результата проверяют по формуле
Р + Р = = = Р
с ст.осн. ~1 доб.0 с ст .
Ч
Электротехническая библиотека / www.elec.ru
ерт. 9(Измененная редакция, Изм. № 1)
Нагрузочные добавочные потери двигателей с КПД не выше 85 % определяют методом непосредственной нагрузки. Добавочные потери двигателей с КПД выше 85 % определяют методом взаимной нагрузки с использованием тарированной асинхронной машины с фазным ротором двойного питания, методом обратного вращения или методом синхронного короткого замыкания (для двигателей с фазным ротором).
При определении добавочных потерь методом непосредственной нагрузки дополнительно измеряют сопротивление обмотки статора для каждой точки. Опыт проводят одновременно с опытом снятия рабочих характеристик. Добавочные потери рассчитывают по формуле
Рдоб. = (Р1 - Р2) - (Рм1 + Рм2 + Рст + Рмех ) ,
где Рм1 — потери в меди статора, кВт, рассчитанные по измеренным токам и сопротивлению обмотки статора;
Р м2 — потери в контурах ротора, кВт, рассчитанные по измеренному скольжению;
Эти потери строят в зависимости от квадрата момента (черт. 10). Методом наименьших квадратов находится прямая, отсекающая на оси ординат некоторый отрезок B
P доб = аМ2 + В,
где а — угловой коэффициент прямой;
М — момент.
По экспериментальным точкам и уравнению прямой находят коэффициент корреляции. Если коэффициент корреляции больше или равен 0,9 и коэффициент а положителен, полученную прямую параллельно переносят в начало координат и по ней определяют добавочные потери. Если коэффициент корреляции меньше, чем 0,9 — отбрасывают наихудшую точку и повторяют расчет. Если при этом коэффициент корреляции возрастает до 0,9 или более, то используют второй расчет, если не возрастает или наклон отрицателен, то испытание считается неудовлетворительным и должно быть повторено.
При повторных испытаниях строят зависимость момента от электрической мощности при постепенном увеличении нагрузки. Для каждой серии показаний строится момент в зависимости от электрической мощности и следует использовать среднее значение этих кривых.
Ч ерт. .10
(Измененная редакция, Изм. № 2)
При определении добавочных потерь методом взаимной нагрузки испытуемый двигатель соединяют механически с тарированным двигателем с фазным ротором. Оба двигателя питаются параллельно от одного источника. С помощью независимого регулируемого источника низкой частоты, питающего фазный ротор, устанавливают номинальную нагрузку испытуемого электродвигателя при общем коэффициенте мощности близком к 1. Измеряют общую мощность (ваттметрами или счетчиком энергии), токи статора двух машин, сопротивления обмоток статора и соединительных проводов. Опыт проводят одновременно с опытом снятия рабочих характеристик. Добавочные потери при номинальной нагрузке определяют по формуле
Рдоб. = Р1 - Рм1 - Рдоб.ф - Р0,
где Р1 — мощность, подводимая из сети, кВт;
Р м1 — сумма потерь в меди статора двух машин и в соединительных проводах, кВт;
Р доб.ф — добавочные потери в двигателе с фазным ротором, кВт;
Р 0 — сумма потерь в стали и механических двух электродвигателей, практически равная подводимой мощности при скольжении, равном нулю (нулевой частоте питания ротора), кВт.
Добавочные потери в тарированном двигателе с фазным ротором могут быть определены при испытании данным методом двух одинаковых машин с фазным ротором в асинхронном или синхронном режиме.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
Определение добавочных потерь методом обратного вращения предусматривает раздельное их определение от основной частоты и высокочастотных. Добавочные потери при номинальной нагрузке определяют для тока статора равного
і=7iн -102,
где 10 — ток холостого хода, А.
Добавочные потери от основной частоты Рдобл определяют при вынутом роторе, при этом остальные конструктивные части (подшипниковые щиты и др.) остаются на своих местах. На статор подают пониженное напряжение, измеряют мощность, токи и сопротивление обмотки статора после каждой точки нагрузки. Снимают 4—6 точек при токах от 0 до номинального. Потери определяют по формуле
Рдоб.1 = Р1 - Рм1,
где Р 1 — подводимая мощность, кВт;
Рм1 — потери в меди статора, кВт, определенные по измеренным токам и сопротивлению.
При определении высокочастотных добавочных потерь методом обратного вращения испытуемый электродвигатель при пониженном напряжении вращают с синхронной частотой вращения против поля динамометром или калиброванной машиной меньшей мощности. Ч астота вращения может быть определена стробоскопическим метолом или цифровым тахометром. Измеряют мощности, подводимые к статору и ротору, токи и сопротивление обмотки статора после каждой точки. Снимают 4—6 точек при изменении тока от номинального до 0. Высокочастотные добавочные потери вычисляют по формуле
Рдоб.г = (P2 - P20) - (P1 - Рм1 - Рдоб.1),
где Р 2 — мощность, кВт, подводимая к ротору при токе статора 11;
Р 20 — мощность, кВт, подводимая к ротору при токе статора равном нулю (при отключенном двигателе);
P 1 — мощность, кВт, подводимая к обмотке статора;
Р м1 — потери в меди статора, кВт;
Р доб.1 — добавочные потери, кВт, основной частоты;
По данным опытов следует построить зависимость механической мощности (первая скобка) и электромагнитной мощности (вторая скобка) от квадрата измеренного тока.
При отсутствии динамометра и калиброванной машины высокочастотные добавочные потери надлежит определять следующим способом.
Испытуемый двигатель подключают к источнику питания и приводят во вращение в режиме холостого хода с частотой вращения, равной 1,1—1,15 синхронной. Затем источник питания отключают, и на статор подают пониженное напряжение номинальной частоты с обратным чередованием фаз. В процессе торможения ротора измеряют мощность, подведенную к статору, токи статора, частоту вращения и сопротивление обмотки статора после каждого опыта. Проводят 5—6 опытов при различных значениях тока I в пределах от нуля до номинального. Из каждого опыта определяют мощность, ток и ускорение ротора по ГОСТ 11828 при синхронной частоте вращения ротора.
Высокочастотные добавочные потери вычисляют по формуле
( dn ї ( dn ї
I I I I
Р=Р A dt jУdt j0 _(P-P-P . )
Рдоб Рмех ( dn ї (P1 Рм1 Рдоб 1)
У dt j0
где Рмех — механические потери испытуемого двигателя;
(dnї (dnї , т_п
І — І и І — І — ускорение ротора при токе I = 11 и I = 0.
У dt j1 у dt j0
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2)
11.3.4. При определении добавочных потерь методом синхронного короткого замыкания определяют добавочные потери основной частоты и высокочастотные добавочные потери. При определении добавочных потерь ротор вращают с синхронной частотой вращения динамометром или тарированной машиной постоянного тока меньшей мощности. В обмотку ротора подается постоянный ток, а обмотка статора замыкается накоротко через амперметры, снимают 4—6 точек при токах от номинального до 0. Добавочные потери определяют по формуле