RU2712741C1 - Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method - Google Patents

Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method Download PDF

Info

Publication number
RU2712741C1
RU2712741C1 RU2019110694A RU2019110694A RU2712741C1 RU 2712741 C1 RU2712741 C1 RU 2712741C1 RU 2019110694 A RU2019110694 A RU 2019110694A RU 2019110694 A RU2019110694 A RU 2019110694A RU 2712741 C1 RU2712741 C1 RU 2712741C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
induction motor
voltage
link
Prior art date
Application number
RU2019110694A
Other languages
Russian (ru)
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 RU2019110694A priority Critical patent/RU2712741C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2712741C1 publication Critical patent/RU2712741C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used as a method of loading an asynchronous motor when tested by mutual load.
EFFECT: technical result when implementing the disclosed method of loading an asynchronous motor is to increase the reliability of the stand due to excluding the possibility of overloading of the tested and loading machine during loading.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть применена в качестве способа нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки.The invention relates to the field of electrical engineering and can be applied as a method of loading an induction motor when tested by the method of mutual load.

Аналогом предлагаемого изобретения является устройство для испытаний бесколлекторных электрических машин переменного тока, характеризующееся тем, что содержит испытуемую бесколлекторную электрическую машину, подключенную к выходу статического преобразователя частоты и напряжения, на вход которого подключен источник постоянного тока, ротор испытуемой машины механически соединен с якорем генератора постоянного тока независимого возбуждения, а генератор постоянного тока подключен ко входу статического преобразователя частоты и напряжения, генератор постоянного тока подключен параллельно к источнику постоянного тока ко входу статического преобразователя частоты и напряжения, обмотка независимого возбуждения генератора постоянного тока подключена к выходу выпрямительного устройства возбуждения, а его устройство управления подключено к выходу функционального преобразователя, вход которого подключен к выходу алгебраического сумматора напряжений, а входы алгебраического сумматора напряжений подключены к датчику напряжения источника постоянного тока и датчику напряжения генератора постоянного тока (RU 2001101213 А, 10.02.2003) [1]. Данное устройство для испытаний позволяет достаточно просто измерять мощность и момент, развиваемые испытуемым асинхронным двигателем, по величине тока якоря нагрузочного генератора постоянного тока.An analogue of the present invention is a device for testing brushless electric AC machines, characterized in that it contains a test brushless electric machine connected to the output of a static frequency and voltage converter, the input of which is connected to a DC source, the rotor of the tested machine is mechanically connected to the armature of a DC generator independent excitation, and the DC generator is connected to the input of a static frequency converter and voltage, the DC generator is connected in parallel to the DC source to the input of the static frequency and voltage converter, the winding of the independent excitation of the DC generator is connected to the output of the rectifier excitation device, and its control device is connected to the output of the functional converter, the input of which is connected to the output of the algebraic voltage adder , and the inputs of the algebraic voltage adder are connected to the voltage sensor of the DC source and sensors ku voltage of the DC generator (RU 2001101213 A, 02/10/2003) [1]. This test device allows you to simply measure the power and torque developed by the test induction motor, the magnitude of the armature current of the load DC generator.

Недостатком приведенного аналога является ручное управление и как следствие возможность перегрузок в схеме в процессе вывода испытуемой машины на режим нагрузки.The disadvantage of this analogue is manual control and, as a consequence, the possibility of overloads in the circuit during the output of the tested machine to the load mode.

Другим аналогом 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, также характеризующийся тем, что дополнен 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) [2].Another analogue of the invention is a test bench for asynchronous machines, consisting of a coupling mechanically connecting the shafts of two asynchronous machines, a frequency converter with a DC link and two controlled rectifier inverters, which allow electric energy to be transmitted through the frequency converter not only from the industrial network to the induction motor but also in the opposite direction; the power input of the first controlled rectifier-inverter is connected to the network, and the output to the DC link, the power input of the second controlled rectifier-inverter is connected to the same DC link, and the output is connected to the stator winding of the first asynchronous machine, also characterized by the fact that it is supplemented by a setter parameters, contactor, calculator of the supply voltage frequency, control system, current sensor, speed sensor; the outputs of the control system are connected to the control inputs of the controlled rectifier inverters and the control input of the contactor, the inputs of the control system are connected to the output of the parameter setter, the output of the frequency converter of the supply voltage, the input of which is connected to the output of the controlled inverter; the output of the current sensor, the input of which is connected to the output of a controlled rectifier-inverter, the output of the speed sensor connected to the shafts of asynchronous machines; the stator winding of the second asynchronous machine is connected to the network through a contactor (RU 186188 U1, 01/11/2019) [2].

Недостатком приведенного аналога является сложность измерения мощности и момента, развиваемого испытуемым асинхронным двигателем, обусловленная необходимостью использования специальных измерительных систем.The disadvantage of this analogue is the difficulty of measuring power and torque developed by the tested induction motor, due to the need to use special measuring systems.

Прототипом 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, содержащая систему 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) [3].The prototype of the invention is a test circuit of induction motors by the method of their mutual load, consisting of two uncontrolled rectifiers, powered by a three-phase network, two DC links, electrically connected, the inputs of which are connected to the outputs of uncontrolled rectifiers, two of the same type of controlled inverters, the inputs of which connected to the outputs of the DC links, the coupling, mechanically connecting the tested asynchronous motors receiving power t controlled inverters, containing a control system whose outputs are connected to the inputs of the controlled inverters, and the inputs of which are connected to the outputs of the following devices: two current sensors, the inputs of which are connected to the outputs of the controlled inverters, a speed sensor connected to the rotors of the tested asynchronous motors, two frequency calculators supply voltage, the inputs of which are connected to the outputs of the controlled inverters, and the setpoint parameters of the network and the tested induction motors (RU 163996 U1, 08.20.2016) [3].

Недостатком прототипа является сложность измерения мощности и момента, развиваемого испытуемым асинхронным двигателем, обусловленная необходимостью использования специальных измерительных систем.The disadvantage of the prototype is the complexity of measuring power and torque developed by the test induction motor, due to the need to use special measuring systems.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности стенда для испытания асинхронного двигателя за счет исключения возможности перегрузки в процессе нагружения испытуемого двигателя при обеспечении простоты принципа измерения мощности и момента, развиваемого испытуемым асинхронным двигателем, что позволяет отказаться от использования специальных измерительных систем.The aim of the invention is to increase the reliability of the test bench for an induction motor by eliminating the possibility of overload during loading of the test motor, while ensuring the simplicity of the principle of measuring power and torque developed by the test asynchronous motor, which eliminates the use of special measuring systems.

Указанная цель достигается тем, что при нагружении асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки, обеспечивают тормозной момент на валу данного асинхронного двигателя комплексом, состоящим из следующих устройств: неуправляемого выпрямителя, получающего питание от трехфазной сети; звена постоянного тока, вход которого соединен с выходом неуправляемого выпрямителя; управляемого инвертора, вход которого соединен с выходом звена постоянного тока, а выход подключен к обмотке статора асинхронного двигателя, системы управления, выход которой соединен с входом управляемого инвертора, а входы которой соединены с выходами следующих устройств: датчика тока, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора, датчика скорости, соединенного с ротором испытуемого асинхронного двигателя, вычислителя частоты питающего напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора, и задатчика параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя; оснащают генератором постоянного тока, имеющим обмотку возбуждения и обмотку якоря, вал которого посредством муфты механически связан с валом асинхронного двигателя; контактором, силовые контакты которого подключают обмотку якоря к звену постоянного тока преобразователя частоты, а управляющий вход подключен к выходу системы управления; первым датчиком напряжения, вход которого подключен к звену постоянного тока преобразователя частоты, а выход соединен с входом системы управления; вторым датчиком напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря нагрузочного генератора постоянного тока, а выход соединен с входом системы управления; управляемым выпрямителем, силовой вход которого подключен к трехфазной сети, управляющий вход подключен к выходу системы управления, а выход соединен с обмоткой возбуждения генератора постоянного тока; при отключенной обмотке якоря от звена постоянного тока преобразователя частоты и обесточенной обмотке возбуждения с выхода управляемого инвертора на обмотку статора асинхронного двигателя подается переменное напряжение, с постепенным увеличением его частоты от нулевого значения; скорость увеличения частоты переменного напряжения задается системой управления в соответствии с данными, получаемыми от датчика тока, вычислителя частоты питающего напряжения и введенными в задатчик параметров; далее при достижении значения частоты переменного напряжения на выходе управляемого инвертора необходимого значения подается и увеличивается напряжение с управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения; далее при достижении напряжения на выходе обмотки якоря значения равного напряжению в звене постоянного тока преобразователя частоты обмотка якоря посредством контактора подключается к звену постоянного тока преобразователя частоты; далее увеличивается ток, подаваемый с выхода управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения, что приводит к увеличению нагрузки асинхронного двигателя в двигательном режиме и нагрузочной машины постоянного тока в режиме генератора; скорость увеличения и конечное значение тока, подаваемого с выхода управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения, задается системой управления в соответствии с данными, введенными в задатчик параметров и получаемыми от датчиков тока и частоты вращения.This goal is achieved by the fact that when loading an induction motor when tested by the mutual load method, they provide braking torque on the shaft of this induction motor with a complex consisting of the following devices: uncontrolled rectifier, powered by a three-phase network; DC link, the input of which is connected to the output of an uncontrolled rectifier; controlled inverter, the input of which is connected to the output of the DC link, and the output is connected to the stator winding of an asynchronous motor, a control system, the output of which is connected to the input of the controlled inverter, and the inputs of which are connected to the outputs of the following devices: current sensor, the input of which is connected to the output of the controlled an inverter, a speed sensor connected to the rotor of the tested induction motor, a frequency calculator of the supply voltage, the input of which is connected to the output of a controlled inverter, and a steam generator etrov asynchronous network and a test engine; equipped with a direct current generator having an excitation winding and an armature winding, the shaft of which is mechanically connected to the shaft of an induction motor by means of a coupling; a contactor, the power contacts of which connect the armature winding to the DC link of the frequency converter, and the control input is connected to the output of the control system; the first voltage sensor, the input of which is connected to the DC link of the frequency converter, and the output is connected to the input of the control system; a second voltage sensor, the input of which is connected to the armature winding of the load DC generator, and the output is connected to the input of the control system; controlled rectifier, the power input of which is connected to a three-phase network, the control input is connected to the output of the control system, and the output is connected to the excitation winding of the DC generator; when the armature winding is disconnected from the DC link of the frequency converter and the excitation winding is de-energized, an alternating voltage is applied to the stator winding of the induction motor from the output of the controlled inverter, with a gradual increase in its frequency from zero; the rate of increase in the frequency of the alternating voltage is set by the control system in accordance with the data received from the current sensor, the frequency calculator of the supply voltage and entered into the parameter setter; further, when the frequency value of the alternating voltage is reached at the output of the controlled inverter, the required value is supplied and the voltage increases from the controlled rectifier to the field winding; Further, when the voltage at the output of the armature winding reaches a value equal to the voltage in the DC link of the frequency converter, the armature winding is connected through a contactor to the DC link of the frequency converter; Further, the current supplied from the output of the controlled rectifier to the field winding increases, which leads to an increase in the load of the induction motor in the motor mode and the load of the DC machine in generator mode; the increase rate and the final value of the current supplied from the output of the controlled rectifier to the field winding is set by the control system in accordance with the data entered into the parameter setter and received from the current and speed sensors.

На фиг. 1 представлена схема, отражающая функциональные связи устройств, осуществляющих предлагаемый способ нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки.In FIG. 1 is a diagram showing the functional relationships of devices implementing the proposed method for loading an induction motor when tested by the mutual load method.

Для реализации предлагаемого способа нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки необходим следующий комплекс устройств, состоящий из подключенного к трехфазной сети 1 преобразователя частоты 2, состоящего из неуправляемого выпрямителя 2.1, звена постоянного тока 2.2 и управляемого инвертора 2.3, задатчика параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя 3, контактора 5, системы управления 6, управляемого выпрямителя 7, вычислителя частоты напряжения 8, датчиков напряжения 4 и 9, датчика тока 10, датчика частоты вращения 11, генератора постоянного тока 12, содержащего обмотку якоря 12.1 и обмотку возбуждения 12.2, вал которого подсоединен посредством муфты к валу асинхронного двигателя 13.To implement the proposed method of loading an induction motor when testing it using the mutual load method, the following set of devices is required, consisting of a frequency converter 2 connected to a three-phase network 1, consisting of an uncontrolled rectifier 2.1, a DC 2.2 link and a controlled inverter 2.3, a network parameter setter and the tested asynchronous motor 3, contactor 5, control system 6, controlled rectifier 7, voltage frequency calculator 8, voltage sensors 4 and 9, current sensor 10, sensor cha the rotation speed 11, the DC generator 12, containing the armature winding 12.1 and the excitation winding 12.2, the shaft of which is connected via a coupling to the shaft of the induction motor 13.

Вход неуправляемого выпрямителя 2.1 подключен к трехфазной сети 1. Выход неуправляемого выпрямителя 2.1 подключен к входу звена постоянного тока 2.2. Вход управляемого инвертора 2.3 подключен к выходу звена постоянного тока 2.2. Обмотка статора асинхронного двигателя 13 подключена к выходу управляемого инвертора 2.3. Валы асинхронного двигателя 13 и генератора постоянного тока 12 механически соединены между собой муфтой. Выходы системы управления 6, соединены с управляющим входом контактора 5, управляющим входом управляемого выпрямителя 7 и управляющим входом управляемого выпрямитель-инвертора 2.3. Входы системы управления 6 соединены с выходом задатчика параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя 3, выходом датчика напряжения 4, вход которого соединен с выходом звена постоянного тока 2.2, выходом датчика напряжения 9, вход которого соединен с выходом обмотки якоря 12.1 генератора постоянного тока 12, выходом датчика тока 10, вход которого соединен с выходом управляемого выпрямитель-инвертора 2.3, выходом датчика частоты вращения 11, соединенного с роторами асинхронного двигателя 13 и генератора постоянного тока 12, выходом вычислителя частоты питающего напряжения 8, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора 2.3. Обмотка возбуждения 12.2 генератора постоянного тока 12 подключена к выходу управляемого выпрямителя 7, силовой вход которого подключен к трехфазной сети 1. Обмотка якоря 12.1 генератора постоянного тока 12 подключается к входу звена постоянного тока 2.2 через контактор 5.The input of an uncontrolled rectifier 2.1 is connected to a three-phase network 1. The output of an uncontrolled rectifier 2.1 is connected to the input of a DC link 2.2. The input of the controlled inverter 2.3 is connected to the output of the DC link 2.2. The stator winding of the induction motor 13 is connected to the output of a controlled inverter 2.3. The shafts of the induction motor 13 and the DC generator 12 are mechanically interconnected by a coupling. The outputs of the control system 6 are connected to the control input of the contactor 5, the control input of the controlled rectifier 7 and the control input of the controlled rectifier-inverter 2.3. The inputs of the control system 6 are connected to the output of the network parameter setter and the tested induction motor 3, the output of the voltage sensor 4, the input of which is connected to the output of the DC link 2.2, the output of the voltage sensor 9, the input of which is connected to the output of the armature winding 12.1 of the DC generator 12, the output current sensor 10, the input of which is connected to the output of the controlled rectifier-inverter 2.3, the output of the speed sensor 11 connected to the rotors of the induction motor 13 and the DC generator 12, the output will calculate A frequency of the supply voltage 8 having an input connected to the output of inverter managed 2.3. The excitation winding 12.2 of the DC generator 12 is connected to the output of the controlled rectifier 7, the power input of which is connected to the three-phase network 1. The armature winding 12.1 of the DC generator 12 is connected to the input of the DC link 2.2 through the contactor 5.

На фиг. 2 представлена блок-схема алгоритма действий, иллюстрирующая предлагаемый способ нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки.In FIG. 2 is a flowchart illustrating the proposed method for loading an induction motor when tested by a mutual load method.

Предлагаемый способ нагружения асинхронного двигателя при испытании методом взаимной нагрузки осуществляется следующим образом. Подведенное от трехфазной сети 1 напряжение поступает на вход преобразователю частоты 2, где оно преобразуется в постоянное напряжение посредством выпрямителя 2.1, передается в звено постоянного тока 2.2 и далее инвертируется с помощью управляемого инвертора 2.3 в переменное напряжение, имеющее требуемое действующее значение и частоту. Обмотка возбуждения генератора постоянного тока 12.2 получает питание от управляемого выпрямителя 7 и создает магнитное поле, величина магнитного потока которого регулируется путем подачи соответствующего управляющего сигнала на управляемый выпрямитель 7 от системы управления 6.The proposed method of loading an induction motor when tested by the method of mutual load is as follows. The voltage supplied from the three-phase network 1 is fed to the input of the frequency converter 2, where it is converted to direct voltage by means of a rectifier 2.1, transferred to a DC link 2.2 and then inverted by means of a controlled inverter 2.3 into an alternating voltage having the required effective value and frequency. The excitation winding of the DC generator 12.2 receives power from the controlled rectifier 7 and creates a magnetic field, the magnitude of the magnetic flux of which is regulated by applying the corresponding control signal to the controlled rectifier 7 from the control system 6.

Процесс нагружения асинхронного двигателя осуществляется за счет следующих действий. Стенд начинает работу при отключенной обмотке якоря 12.1 от звена постоянного тока 2.2 преобразователя частоты 2 и обесточенной обмотке возбуждения 12.2. Оператором вводится в задатчик параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя 3 расчетная частота питающего асинхронный двигатель напряжения ƒ1н, а также значения следующих номинальных величин асинхронного двигателя 13: тока статора I1н и частоты вращения nн.The process of loading an induction motor is carried out due to the following actions. The stand starts to work when the armature winding 12.1 is disconnected from the DC link 2.2 of the frequency converter 2 and the excitation winding 12.2 is off. The operator enters into the parameter setter of the network and the tested induction motor 3 the calculated frequency of the voltage supplying the asynchronous motor ин 1n , as well as the values of the following nominal values of the asynchronous motor 13: stator current I 1n and speed n n .

Далее с выхода управляемого инвертора 2.3 на обмотку статора асинхронного двигателя 13 подается переменное напряжение, с постепенным увеличением его частоты ƒ1 от нулевого значения. Скорость увеличения частоты ƒ1 задается системой управления 6 в соответствии с данными, получаемыми от датчика тока 10, вычислителя частоты питающего напряжения 8 и введенными в задатчик параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя 3. Датчик тока 10 позволяет осуществить обратную связь по току статора I1 асинхронного двигателя 13, и тем самым позволяет осуществить его пуск с заданным значением тока I1, незначительно превышающим значение I1н за счет того, что значение частоты ƒ1 контролируется системой управления 6 с помощью вычислителя частоты питающего напряжения 8 и увеличивается до значения ƒ1н с необходимым шагом Δƒ одновременно с действующим значением напряжения U1, которое увеличивается с шагом ΔU, например, по известному закону U/ƒ=const. Величина выдержки по времени №1 на каждом шаге определяются системой управления исходя из того, чтобы значение тока I1, незначительно превышало значение I1н.Next, from the output of the controlled inverter 2.3, an alternating voltage is supplied to the stator winding of the induction motor 13, with a gradual increase in its frequency ƒ 1 from a zero value. The frequency increase rate ƒ 1 is set by the control system 6 in accordance with the data received from the current sensor 10, the frequency calculator of the supply voltage 8 and entered into the network settings and the tested asynchronous motor 3. Current sensor 10 allows feedback on the stator current I 1 of the asynchronous motor 13, and thereby allows it to be started with a predetermined current value of I 1 slightly exceeding the value of I 1n due to the fact that the frequency value ƒ 1 is controlled by control system 6 using For the frequency of the supply voltage 8, it increases to a value of ƒ 1n with the necessary step Δƒ simultaneously with the current value of voltage U 1 , which increases with a step ΔU, for example, according to the well-known law U / ƒ = const. The amount of time delay No. 1 at each step is determined by the control system based on the fact that the current value I 1 slightly exceeds the value of I 1n .

Далее при достижении частотой ƒ1 значения равного ƒ1н, увеличивается напряжение Uв, подаваемое с управляемого выпрямителя 7 на обмотку возбуждения 12.2 с шагом ΔUв и выдержкой по времени №2 на каждом шаге необходимой для того, чтобы обеспечить приемлемый (порядка единиц секунды) отрезок времени, за который напряжение на выходе обмотки якоря 12.1, равное электродвижущей силе якоря Е а , достигнет значения равного напряжению в звене постоянного тока преобразователя частоты UЗПТ.Further, when the frequency ƒ 1 ƒ 1N value equal increases in voltage U supplied from the controlled rectifier 7 to the excitation winding with 12.2 ΔU step and timed №2 at each step required in order to provide an acceptable (second-order units) the length of time for which the voltage at the output of the armature winding 12.1, equal to the electromotive force of the armature E a , reaches a value equal to the voltage in the DC link of the frequency converter U ЗПТ .

Далее при достижении электродвижущей силы обмотки якоря 12.1 Е а , регистрируемой при помощи датчика напряжения 9, значения равного напряжению UЗПТ, регистрируемого при помощи датчика напряжения 4, в звене постоянного тока 2.2 преобразователя частоты 2 обмотка якоря 12.1 посредством контактора 5 подключается к звену постоянного тока 2.2 преобразователя частоты 2.Further, when the electromotive force of the armature winding 12.1 E a is detected using the voltage sensor 9, the value equal to the voltage U of the RFB recorded by the voltage sensor 4 in the DC link 2.2 of the frequency converter 2, the armature winding 12.1 is connected to the DC link by means of a contactor 5 2.2 frequency inverters 2.

Далее увеличивается напряжение Uв и, следовательно, ток Iв, что приводит к неравенству Е а >UЗПТ и, как следствие, увеличению нагрузки генератора постоянного тока 12 и асинхронного двигателя 13. Скорость увеличения и конечное значение тока Iв задается системой управления 6 в соответствии с данными, введенными в задатчик параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя 3, а также получаемыми от датчиков тока 10 и частоты вращения 11. Исходя из этих данных формируется шаг напряжения ΔUв и выдержка по времени №3. Датчик тока 10 позволяет осуществить обратную связь по току статора I1 асинхронного двигателя 13, и тем самым позволяет осуществить процесс его нагружения с заданным значением тока I1, незначительно превышающим значение I1н.Further increases in the voltage U, and hence the current I in, which leads to an inequality E a> U PTA and, consequently, an increase in load DC generator 12 and an induction motor 13. The rate of increase and final value of current I given to the control system 6 in accordance with the data entered into the parameter setter of the network and the tested induction motor 3, as well as obtained from the current sensors 10 and speed 11. Based on these data, a voltage step ΔU in and a time delay No. 3 are formed. The current sensor 10 allows you to provide feedback on the stator current I 1 of the induction motor 13, and thereby allows you to carry out the process of loading it with a given current value I 1 slightly exceeding the value of I 1n .

Датчик частоты вращения 11 позволяет системе управления 6 определить достижение частотой вращения ротора асинхронного двигателя n значения nн, что означает достижение режима работы с номинальным скольжением и номинальной нагрузкой.The speed sensor 11 allows the control system 6 to determine the achievement of the rotational speed of the rotor of the induction motor n of the value n n , which means the achievement of the operating mode with nominal slip and rated load.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить надежность процесса испытания асинхронного двигателя методом взаимной нагрузки за счет исключения возможности перегрузки в процессе нагружения при обеспечении простоты принципа измерения мощности и момента, развиваемого испытуемым асинхронным двигателем, что позволяет отказаться от использования специальных измерительных систем.Thus, the proposed invention improves the reliability of the test process of an induction motor by the mutual load method by eliminating the possibility of overload during loading while ensuring the simplicity of the principle of measuring power and torque developed by the tested induction motor, which eliminates the use of special measuring systems.

Источники информации:Sources of information:

1. Патент на изобретение Р.Ф. №2001101213, МПК G01R 31/34, 2003.1. Patent for the invention of R.F. No. 20011101213, IPC G01R 31/34, 2003.

2. Патент на полезную модель Р.Ф. №186188, МПК G01R 31/34, H01K 15/02 2018.2. Patent for utility model R.F. No. 186188, IPC G01R 31/34, H01K 15/02 2018.

3. Патент на полезную модель Р.Ф. №163996, МПК G01R 31/34, 2016.3. Patent for utility model R.F. No. 163996, IPC G01R 31/34, 2016.

Claims (1)

Способ нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки, включающий обеспечение тормозного момента на валу данного асинхронного двигателя комплексом, состоящим из следующих устройств: неуправляемого выпрямителя, получающего питание от трехфазной сети; звена постоянного тока, вход которого соединен с выходом неуправляемого выпрямителя; управляемого инвертора, вход которого соединен с выходом звена постоянного тока, а выход подключен к обмотке статора асинхронного двигателя; системы управления, выход которой соединен с входом управляемого инвертора, а входы которой соединены с выходами следующих устройств: датчика тока, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора, датчика скорости, соединенного с ротором испытуемого асинхронного двигателя, вычислителя частоты питающего напряжения, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора, и задатчика параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя; отличающийся тем, что комплекс устройств, обеспечивающих тормозной момент на валу асинхронного двигателя дополнен генератором постоянного тока, имеющим обмотку возбуждения и обмотку якоря, вал которого посредством муфты механически связан с валом асинхронного двигателя; контактором, силовые контакты которого подключают обмотку якоря к звену постоянного тока преобразователя частоты, а управляющий вход подключен к выходу системы управления; первым датчиком напряжения, вход которого подключен к звену постоянного тока преобразователя частоты, а выход соединен с входом системы управления; вторым датчиком напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря нагрузочного генератора постоянного тока, а выход соединен с входом системы управления; управляемым выпрямителем, силовой вход которого подключен к трехфазной сети, управляющий вход подключен к выходу системы управления, а выход соединен с обмоткой возбуждения генератора постоянного тока; при отключенной обмотке якоря от звена постоянного тока преобразователя частоты и обесточенной обмотке возбуждения с выхода управляемого инвертора на обмотку статора асинхронного двигателя подается переменное напряжение, с постепенным увеличением его частоты от нулевого значения; скорость увеличения частоты переменного напряжения задается системой управления в соответствии с данными, получаемыми от датчика тока, вычислителя частоты питающего напряжения и введенными в задатчик параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя; далее при достижении значения частоты переменного напряжения на выходе управляемого инвертора необходимого значения подается и увеличивается напряжение с управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения; далее при достижении напряжения на выходе обмотки якоря значения, равного напряжению в звене постоянного тока преобразователя частоты, обмотка якоря посредством контактора подключается к звену постоянного тока преобразователя частоты; далее увеличивается ток, подаваемый с выхода управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения, что приводит к увеличению нагрузки асинхронного двигателя в двигательном режиме и нагрузочной машины постоянного тока в режиме генератора; скорость увеличения и конечное значение тока, подаваемого с выхода управляемого выпрямителя на обмотку возбуждения, задается системой управления в соответствии с данными, введенными в задатчик параметров сети и испытуемого асинхронного двигателя и получаемыми от датчиков тока и частоты вращения.A method of loading an induction motor when tested by the mutual load method, including providing braking torque on the shaft of a given induction motor with a complex consisting of the following devices: uncontrolled rectifier, powered by a three-phase network; DC link, the input of which is connected to the output of an uncontrolled rectifier; a controlled inverter, the input of which is connected to the output of the DC link, and the output is connected to the stator winding of the induction motor; a control system, the output of which is connected to the input of the controlled inverter, and the inputs of which are connected to the outputs of the following devices: a current sensor, the input of which is connected to the output of the controlled inverter, a speed sensor connected to the rotor of the tested induction motor, a frequency computer of the supply voltage, the input of which is connected to the output of a controlled inverter, and a setter of network parameters and the tested induction motor; characterized in that the complex of devices providing braking torque on the shaft of the induction motor is supplemented by a direct current generator having an excitation winding and an armature winding, the shaft of which is mechanically connected to the shaft of the induction motor by means of a coupling; a contactor whose power contacts connect the armature winding to the DC link of the frequency converter, and the control input is connected to the output of the control system; the first voltage sensor, the input of which is connected to the DC link of the frequency converter, and the output is connected to the input of the control system; a second voltage sensor, the input of which is connected to the armature winding of the load DC generator, and the output is connected to the input of the control system; controlled rectifier, the power input of which is connected to a three-phase network, the control input is connected to the output of the control system, and the output is connected to the excitation winding of the DC generator; when the armature winding is disconnected from the DC link of the frequency converter and the excitation winding is de-energized, an alternating voltage is applied to the stator winding of the induction motor from the output of the controlled inverter, with a gradual increase in its frequency from zero; the rate of increase in the frequency of the alternating voltage is set by the control system in accordance with the data received from the current sensor, the frequency calculator of the supply voltage and entered into the network settings and the tested induction motor; further, when the frequency value of the alternating voltage is reached at the output of the controlled inverter, the required value is supplied and the voltage increases from the controlled rectifier to the field winding; Further, when the voltage at the output of the armature winding reaches a value equal to the voltage in the DC link of the frequency converter, the armature winding through a contactor is connected to the DC link of the frequency converter; Further, the current supplied from the output of the controlled rectifier to the field winding increases, which leads to an increase in the load of the induction motor in the motor mode and the load of the DC machine in generator mode; the rate of increase and the final value of the current supplied from the output of the controlled rectifier to the field winding is set by the control system in accordance with the data entered into the parameter set of the network and the tested induction motor and obtained from current and speed sensors.
RU2019110694A 2019-04-10 2019-04-10 Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method RU2712741C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110694A RU2712741C1 (en) 2019-04-10 2019-04-10 Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019110694A RU2712741C1 (en) 2019-04-10 2019-04-10 Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2712741C1 true RU2712741C1 (en) 2020-01-31

Family

ID=69624841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019110694A RU2712741C1 (en) 2019-04-10 2019-04-10 Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2712741C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1780064C (en) * 1990-11-16 1992-12-07 Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им.Д.И.Менделеева Stand for taking dynamic characteristics of electrical machines
RU143346U1 (en) * 2014-04-02 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) DIAGRAM FOR DETERMINING THE ELECTRIC POWER CONSUMPED BY ASYNCHRONOUS MOTORS WHEN TESTED BY THEIR MUTUAL LOAD TEST
CN104730456A (en) * 2013-12-18 2015-06-24 上海宝钢工业技术服务有限公司 Method for testing the energy saving ratio of asynchronous motor under fluctuating load
US20150260794A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-17 Rolls-Royce Plc Fault detection in induction machines
RU163996U1 (en) * 2016-04-11 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" TEST DIAGRAM FOR ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTORS BY THE METHOD OF THEIR MUTUAL LOAD

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1780064C (en) * 1990-11-16 1992-12-07 Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им.Д.И.Менделеева Stand for taking dynamic characteristics of electrical machines
CN104730456A (en) * 2013-12-18 2015-06-24 上海宝钢工业技术服务有限公司 Method for testing the energy saving ratio of asynchronous motor under fluctuating load
US20150260794A1 (en) * 2014-03-11 2015-09-17 Rolls-Royce Plc Fault detection in induction machines
RU143346U1 (en) * 2014-04-02 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) DIAGRAM FOR DETERMINING THE ELECTRIC POWER CONSUMPED BY ASYNCHRONOUS MOTORS WHEN TESTED BY THEIR MUTUAL LOAD TEST
RU163996U1 (en) * 2016-04-11 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" TEST DIAGRAM FOR ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTORS BY THE METHOD OF THEIR MUTUAL LOAD

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья: "МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ИСПЫТАНИИ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ", Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, 2014 . Диссертация: "Искусственное нагружение судовых асинхронных электродвигателей в послеремонтных испытаниях", 2017 г *
Статья: "МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ИСПЫТАНИИ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ ВЗАИМНОЙ НАГРУЗКИ", Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии, 2014. Диссертация: "Искусственное нагружение судовых асинхронных электродвигателей в послеремонтных испытаниях", 2017 г. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU163996U1 (en) TEST DIAGRAM FOR ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTORS BY THE METHOD OF THEIR MUTUAL LOAD
CN106301144B (en) Motor drive
CN102341538B (en) Method and circuit arrangement for determining the load and/or unbalance of a laundry drum of a washing machine
Schierling Self-commissioning-a novel feature of modern inverter-fed induction motor drives
RU170708U1 (en) STAND FOR TESTING ASYNCHRONOUS MOTORS AND DC MOTORS WITH PARALLEL (INDEPENDENT) EXCITATION
RU186188U1 (en) Test bench for asynchronous machines
RU192278U1 (en) Asynchronous motor test bench
RU195604U1 (en) Stand for automated testing of an induction motor
RU2712741C1 (en) Loading method of asynchronous motor during its testing by mutual load method
AU594667B2 (en) Method and apparatus for controlling the motor speed of an electric AC motor and method of determining torque
RU2691778C1 (en) Test bench for asynchronous machines and their loading method
RU168633U1 (en) STAND FOR TESTING ASYNCHRONOUS MOTORS AND DC MOTORS WITH SEQUENTIAL EXCITATION
RU178539U1 (en) Test bench for asynchronous machines and DC machines with parallel (independent) excitation
Rodríguez-Reséndiz et al. Design and implementation of an adjustable speed drive for motion control applications
Bitoleanu et al. Experimental evaluation of rotor field orientation control and hysteresis controller for induction traction motor
RU143348U1 (en) DEVICE FOR TESTING ASYNCHRONOUS MOTORS BY THE METHOD OF THEIR MUTUAL LOAD
RU197440U1 (en) Mutual load test scheme of asynchronous machines
Al-Mahturi et al. Sensorless load torque control of BLDC machine
RU156788U1 (en) DEVICE FOR BENCH TESTS OF ASYNCHRONOUS TRACTION ENGINES
RU219268U1 (en) Stand for testing unregulated asynchronous motors by the mutual load method
JP4035991B2 (en) Inverter test device and rotation angle signal generator
RU2706449C1 (en) Method for testing asynchronous engines by mutual load
RU217790U1 (en) SCHEME OF TESTING ASYNCHRONOUS MACHINES BY THE METHOD OF MUTUAL LOAD
RU2326775C2 (en) Method of controlling ac motor moment by generation in motor drive of frequency-controlled signal and method to this effect
RU178716U1 (en) Test bench for induction motors by mutual load method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210411