Библиографическое описание:

Литвинов А. В., Бернс П. А., Абишов Е. Г., Родина Д. Е., Логинова Е. С. Определение электрических параметров схемы испытаний асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки [Текст] // Технические науки в России и за рубежом: материалы VI междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2016 г.). — М.: Буки-Веди, 2016. — С. 21-24.



Для определения электрических параметров схемы испытаний асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки (рисунок 1) проведены экспериментальные исследования на физической модели [1], реализованной на базе общепромышленных асинхронных двигателей АДМ71В4У2.

На рисунке 1 обозначены следующие элементы: АМ1, АМ2 — испытуемые асинхронные двигатели; 1, 2 — преобразователи частоты; 1.1, 1.2 — неуправляемые выпрямители первого и второго частотных преобразователей; 1.2, 2.2 — звенья постоянного тока первого и второго частотных преобразователей; 1.3, 2.3 — управляемые инверторы первого и второго частотных преобразователей; 5, 6 — контакторы; 7, 8, 9 — ваттметры; 10 — амперметр постоянного тока; 11 — вольтметр постоянного тока; 4 — общая шина постоянного тока; 3 — механическая связь валов двигателей АМ1 и АМ2, вращающихся с одинаковой угловой частотой [2].

Рис. 1. Схема для испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки с использованием двух преобразователей частоты и комплектом электроизмерительных приборов

Таблица 1

Результаты экспериментов при питании стенда от неуправляемого выпрямителя одного из преобразователей частоты

fк,

кГц

f1,

Гц

f2,

Гц

Параметры, потребляемые из сети

Pшпт,

Вт

Параметры, измеряемые анализатором качества

AR-5

Pс,

Вт

Sс,

ВА

Iс,

А

cosφс

Uд,

В

Iд,

А

Pд, Вт

cosφд

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

4

50

50

400

748

0,345

0,53

197,69

238

1,76

136

0,11

47

50

495

896

1,28

0,55

599,55

232

1,77

526

0,43

44

50

730

1260

1,83

0,58

986,58

228

2,05

915

0,65

41

50

1080

1800

2,6

0,6

1333,4

229

2,4

1266

0,77

53

50

490

870

1,26

0,56

111,33

236

2,1

179

0,12

56

50

656

1128

1,63

0,58

326,03

241

2,47

404

0,23

59

50

895

1475

2,13

0,6

433,76

230

2,75

530

0,28

62

50

1124

1837

2,67

0,61

473,76

231

2,9

568

0,28

8

50

50

407

744

1,1

0,55

199,75

237

1,79

168

0,13

47

50

490

900

1,3

0,54

594,88

228

1,77

562

0,46

44

50

715

1267

1,85

0,56

1007,1

230

2,1

965

0,67

41

50

1065

1827

2,66

0,58

1406,2

235

2,5

1350

0,77

53

50

510

918

1,33

0,56

110,02

232

2,1

155

0,11

56

50

680

1196

1,74

0,57

339,75

223

2,48

390

0,24

59

50

922

1587

2,31

0,58

454,86

233

2,8

497

0,25

62

50

1170

1975

2,84

0,59

516,88

227

2,97

554

0,27

16

50

50

459

844

1,24

0,54

224,25

230

1,79

193

0,16

47

50

530

982

1,42

0,54

562,52

222

1,74

524

0,45

44

50

726

1306

1,89

0,56

922,53

223

1,95

884

0,68

41

50

1027

1781

2,58

0,58

1282,5

224

2,34

1224

0,78

53

50

530

982

1,43

0,54

63,14

226

2,06

103

0,07

56

50

675

1214

1,76

0,56

273,89

228

2,42

320

0,19

59

50

890

1542

2,2

0,58

406,12

224

2,7

452

0,25

62

50

1120

1897

2,74

0,59

466,58

229

2,9

507

0,25

Экспериментальные исследования, результаты которых приведены в таблице 1, выполнены в следующем порядке: замыкание одного из контакторов 5 или 6, обеспечили питание схемы испытаний от неуправляемого выпрямителя одного из преобразователей частоты, далее выполнены необходимые измерения.

Экспериментальные исследования, результаты которых приведены в таблице 2, выполнены в следующем порядке: замыкание обоих контакторов 5 и 6, обеспечили питание схемы испытаний от неуправляемого выпрямителей обоих преобразователей частоты, далее выполнены необходимые измерения.

По результатам проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:

– потребляемая из сети мощность изменяется от холостого хода до полуторного значения номинальной мощности испытуемого асинхронного двигателя;

– коэффициент мощности при испытании асинхронной машины в режиме двигателя изменяется от 0,11 до 0,75; при испытании асинхронной машины в режиме генератора — от 0,08 до 0,28;

– наименьшие потери в инверторе обеспечиваются при частоте коммутации 8 кГц;

– передаваемая мощность по общей шине постоянного тока может достигать значений сопоставимых с мощностью преобразователя частоты. Данное положение требует учесть при подборе преобразователя частоты по мощности под конкретный тип двигателей, т. к. согласно Руководства по подключению общей шины постоянного тока, передаваемая мощность не должна превышать номинальной мощности преобразователя частоты;

– полученные результаты использованы при составлении методики определения потерь в основных элементах схемы [3].


Таблица 2

Результаты экспериментов при питании стенда через выпрямители обоих частотных преобразователей

f1,

Гц

f2,

Гц

Преобразователь частоты №1

Преобразователь частоты №2

Pшпт,

Вт

Параметры, измеряемые AR-5

Pс1

Вт

Sс1,

ВА

Iс1,

А

cosφс1

Pс2

Вт

Sс2,

ВА

Iс2,

А

cosφс2

Uд,

В

Iд,

А

Pд, Вт

cosφд

49

50

170

320

0,48

0,53

240

427

0,62

0,56

107

231

1,7

301

0,26

47

50

168

317

0,45

0,53

316

555

0,79

0,57

301

239

1,8

563

0,44

45

50

330

580

0,83

0,57

442

755

1,1

0,59

480

233

1,9

820

0,62

43

50

253

458

0,65

0,55

580

970

1,4

0,60

575

240

2,2

1065

0,67

41

50

330

590

0,74

0,56

730

1200

1,08

0,61

656

235

2,4

1270

0,75

51

50

260

463

0,67

0,56

170

330

0,97

0,52

278

238

2

115

0,08

55

50

432

750

0,99

0,58

180

356

0,98

0,51

450

232

2,3

263

0,16

57

50

540

910

1,23

0,59

200

375

0,81

0,53

577

232

2,6

364

0,20

59

50

650

1080

1,35

0,60

237

435

0,71

0,54

691

240

2,7

430

0,22


На рисунке 2 показан график зависимости отношения потребляемой мощности двигателя к его номинальной мощности от мощности, потребляемой из сети. Как видно из рисунка 2, при одной и той же потребляемой мощности из сети, служащей для компенсации потерь в схеме, мощность, подведенная к двигателю в случае изменения питающего напряжения вниз от 50 Гц, оказалась больше мощности двигателя, чем в случае регулирования питающего напряжения выше 50 Гц.

По рисунку 2 можно также сделать вывод о том, что метод регулирования нагрузки вверх от номинальной частоты питающего напряжения, в диапазоне f = 50, 51 … 60 Гц является более энергоемким при снятии рабочих характеристик.

Рис. 2. Зависимость отношения мощности, потребляемой двигателем к его номинальной мощности от мощности, потребляемой из сети

Литература:

  1. Авилов В. Д., Данковцев В. Т., Попов Д. И., Литвинов А. В. Физическая модель испытательной станции асинхронных тяговых двигателей с использованием метода взаимной нагрузки // Инновационные проекты и новые технологии для транспортного комплекса: Материалы четвертой научно-практической конференции, посвященной Дню российской науки и 110-летию ОмГУПСа (8 февраля 2012 г.). Омск: Омский гос. ун-т путей сообщения, 2012. С. 69–73.
  2. Литвинов А. В. Совершенствование технологии испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов: дис. канд. технических наук. Омский гос. университет путей сообщения, Омск, 2014.
  3. Харламов В. В., Попов Д. И., Литвинов А. В. Методика определения потребляемой мощности во время испытаний асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки с учетом особенностей их питания // «Известия Транссиба». Научно-технический журнал. ОмГУПС. 2015. № 3. С. 53–62.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle