×
20.06.2019
219.017.8cd8

Результат интеллектуальной деятельности: Стенд для испытания асинхронных машин и способ их нагружения

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002691778
Дата охранного документа
18.06.2019
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть применено для испытания асинхронных машин и способа их нагружения. Технический результат: повышение надежности стенда за счет исключения возможности перегрузки испытуемой и нагрузочной машины в процессе их нагружения. Сущность: стенд содержит муфту, механически соединяющую валы двух асинхронных машин, преобразователь частоты со звеном постоянного тока и двумя управляемыми выпрямитель-инверторами. Силовые входы первого и второго управляемых выпрямителей-инверторов подключены к сети. Выход первого выпрямитель-инвертора подключен к звену постоянного тока, а выход второго выпрямитель-инвертора - к обмотке статора первой асинхронной машины. Стенд дополнен задатчиком параметров, контактором, вычислителем частоты питающего напряжения, системой управления, датчиком тока, датчиком частоты вращения. Способ нагружения асинхронных машин, входящих в состав стенда, заключается в том, что при отключенной обмотке статора второй асинхронной машины от сети посредством контактора с выхода второго управляемого выпрямитель-инвертора на обмотку статора первой машины 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 и вычислителя частоты питающего напряжения и введенными в задатчик параметров. При достижении значения частоты переменного напряжения, подаваемого на обмотку статора первой машины, величины, равной частоте напряжения сети, обмотка статора второй асинхронной машины подключается к сети посредством контактора. Далее снижается частота переменного напряжения, подаваемого на первую асинхронную машину, что приводит к увеличению ее нагрузки в режиме генератора и нагрузки второй асинхронной машины в режиме двигателя. Скорость снижения и конечное значение частоты переменного напряжения, подаваемого на первую асинхронную машину, задается системой управления в соответствии с данными, получаемыми от датчиков тока и частоты вращения, вычислителя частоты питающего напряжения и введенными в задатчик параметров. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве стенда для испытания асинхронных машин и способа их нагружения.

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, 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) [1].

Недостатком приведенного аналога является невозможность испытания под нагрузкой асинхронного двигателя при питании его от сети синусоидального напряжения. Питание испытуемого двигателя в данной схеме может осуществляться только от преобразователя частоты. Однако если испытуемый двигатель рассчитан на работу от синусоидального напряжения, такое питание приведет к искажению диагностической информации и снижению достоверности испытаний.

Другим аналогом предлагаемого изобретения является устройство испытания асинхронных тяговых двигателей методом взаимной нагрузки, содержащее два одинаковых двигателя подключаемых к общей промышленной сети, и механически связанных друг с другом, при этом в него дополнительно введены преобразователь частоты и группа контакторов, установленных с возможностью подключения каждого из двигателей к промышленной сети либо напрямую, либо через преобразователь частоты, при этом механическая связь валов двигателей выполнена посредством муфты (RU 80018 U1, 20.01.2009) [2].

Недостатками приведенного аналога являются возможность перегрузок в схеме в процессе вывода испытуемой машины на режим нагрузки и невозможность снятия механической характеристики двигателя при неизменной частоте напряжения, подаваемого на его обмотку статора от преобразователя частоты, т.к. для увеличения нагрузки испытуемого двигателя необходимо увеличивать частоту питающего его напряжения.

Прототипом предлагаемого изобретения является устройство для испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки, у которых механическая связь валов друг с другом выполнена посредством муфты, содержащее два одинаковых двигателя и группу контакторов, установленных с возможностью подключения одного из двигателей к промышленной сети напрямую, а другого двигателя - через преобразователь частоты, подключенный к той же сети, при этом в составе преобразователя частоты используется два управляемых выпрямитель-инвертора, позволяющих передавать электрическую энергию через преобразователь частоты не только от промышленной сети к асинхронному двигателю, но и в обратном направлении (RU 143348 U1, 20.07.2014) [3].

Недостатком прототипа является возможность перегрузок в схеме в процессе вывода испытуемой машины на режим нагрузки.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности стенда для испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки за счет исключения возможности перегрузки в процессе нагружения испытуемой машины при обеспечении возможности испытания асинхронного двигателя под нагрузкой при питании его от сети синусоидального напряжения и возможности снятия механической характеристики двигателя при неизменной частоте питающего напряжения, подаваемого на его обмотку статора.

Указанная цель достигается тем, что 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, 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.

На фиг. представлена схема, отражающая функциональные связи элементов стенда для испытания асинхронных машин и поясняющая способ их нагружения.

Предлагаемый стенд для испытания асинхронных машин состоит из задатчика параметров 3, системы управления 4, контактора 5, вычислителя частоты напряжения 6, датчика тока 7, датчика частоты вращения 11, асинхронного двигателя 12, муфты 8, соединяющей валы асинхронных машин 9 и 10, подключенного к сети 1 преобразователя частоты 2, состоящего из неуправляемого выпрямителя 2.1, звена постоянного тока 2.2 и управляемого инвертора 2.3.

Силовой вход первого управляемого выпрямитель-инвертора 2.1 подключен к сети 1, а выход к звену постоянного тока 2.2, силовой вход второго управляемого выпрямитель-инвертора 2.3 подключен к тому же звену постоянного тока 2.2, а выход подключается к обмотке статора первой асинхронной машины 9, выходы системы управления 4 соединены с управляющими входами управляемых выпрямитель-инверторов 2.1 и 2.3 и управляющим входом контактора 5, входы системы управления 4 соединены с выходом задатчика параметров 3, выходом вычислителя частоты питающего напряжения 6, вход которого соединен с выходом управляемого инвертора 2.3; выходом датчика тока 7, вход которого соединен с выходом управляемого выпрямитель-инвертора 2.3, выходом датчика частоты вращения 11, соединенного с валами асинхронных машин 9 и 10; обмотка статора второй асинхронной машины 10 подключается к сети через контактор 5; муфта 8 механически соединяет валы двух асинхронных машин 9 и 10.

Устройство работает следующим образом. Подведенное от сети 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, подаваемое на обмотку статора первой асинхронной машины 9.

Процесс нагружения асинхронного двигателя осуществляется следующим образом. Стенд начинает работу при отключенной обмотке статора второй асинхронной машины 9 от сети 1 посредством контактора 5. Оператором вводится в задатчик параметров 3 значения следующих номинальных величин асинхронного двигателя 9: тока статора I, частоты питающего напряжения ƒ, частоты вращения nн.

Далее с выхода второго управляемого выпрямитель-инвертора 2.3 на обмотку статора первой асинхронной машины 9 подается переменное напряжение, с постепенным увеличением его частоты ƒ1 от нулевого значения. Скорость увеличения частоты ƒ1 задается системой управления 4 в соответствии с данными, получаемыми от датчика тока 7 и вычислителя частоты питающего напряжения 6 и введенными в задатчик параметров 3.

Датчик тока 7 позволяет осуществить обратную связь по току статора I1 асинхронной машины 9, и тем самым позволяет осуществить ее пуск с заданным значением тока I1, незначительно превышающим значение I. Значение частоты ƒ1 контролируется системой управления 4 с помощью вычислителя частоты питающего напряжения 6 и увеличивается до значения частоты ƒc напряжения сети 1, после чего обмотка статора второй асинхронной машины 10 подключается к сети посредством контактора 5.

Далее снижается частота переменного напряжения ƒ1, подаваемого на первую асинхронную машину 9, что приводит к увеличению ее нагрузки в режиме генератора и нагрузки второй асинхронной машины 10 в режиме двигателя. Скорость снижения и конечное значение частоты ƒ1, задается системой управления 4 в соответствии с данными, получаемыми от датчиков тока 7 и частоты вращения 11, вычислителя частоты питающего напряжения 6 и введенными в задатчик параметров 3.

Датчик тока 7 позволяет осуществить обратную связь по току статора I1 асинхронной машины 9, и тем самым позволяет осуществить процесс ее нагружения с заданным значением тока I1, незначительно превышающим значение I. Датчик частоты вращения 11 позволяет системе управления 4 определить достижение частотой вращения ротора асинхронного двигателя n значения nн, что означает достижение режима работы с номинальным скольжением и номинальной нагрузкой.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить надежность стенда для испытания асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки за счет исключения возможности перегрузки в процессе нагружения испытуемой машины при обеспечении возможности испытания асинхронного двигателя под нагрузкой при питании его от сети синусоидального напряжения и возможности снятия механической характеристики двигателя при неизменной частоте питающего напряжения, подаваемого на его обмотку статора.

Источники информации:

1. Патент на полезную модель Р. Ф. №163996, МПК G01R 31/34, 2016.

2. Патент на полезную модель Р. Ф. №80018, МПК G01R 31/04, 2009.

3. Патент на полезную модель Р. Ф. №143348, МПК G01R 31/00, 2014.


Стенд для испытания асинхронных машин и способ их нагружения
Стенд для испытания асинхронных машин и способ их нагружения
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 21-30 из 47.
13.11.2018
№218.016.9ca7

Способ контроля симметричности опорных поверхностей букс подвижного состава

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к буксам грузовых вагонов, и может быть использовано на вагоноремонтных предприятиях при определении объема сварочно-наплавочных работ опорных поверхностей корпусов букс. Для реализации изобретения предложен способ контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672157
Дата охранного документа: 12.11.2018
29.12.2018
№218.016.ad65

Способ обнаружения несанкционированных воздействий на трубопровод

Использование: для обнаружения несанкционированных воздействий на трубопровод. Сущность изобретения заключается в том, что возбуждают трубопровод зондирующими периодическими виброимпульсами, формируют образцовые уровни сигналов, имитирующих несанкционированные воздействия, и принимают решение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676386
Дата охранного документа: 28.12.2018
18.01.2019
№219.016.b09e

Способ определения ресурса щеток тяговых коллекторных электродвигателей

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве способа для определения остаточного ресурса щеток тяговых коллекторных электрических двигателей. Способ основан на сравнении соотношения длины щетки с допустимой, при этом расчет производится в зависимости от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677243
Дата охранного документа: 16.01.2019
11.03.2019
№219.016.d5ec

Измерительный токоприемник электроподвижного состава

Изобретение относится к токоприемникам электроподвижного состава. Измерительный токоприемник электроподвижного состава состоит из основания, пневмопривода, взаимодействующего с шарнирно сочлененным несущим рычагом и верхней рамой, на которой размещены оборудованные упругими элементами каретки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681477
Дата охранного документа: 06.03.2019
09.05.2019
№219.017.4951

Способ автоматической совместной дренажной защиты для подземных сооружений, автоматическая дренажная установка для совместной защиты подземных сооружений для осуществления способа

Изобретение относится к методам электрохимической защиты подземных металлических сооружений от блуждающих токов, вызываемых рельсовым электротранспортом. Способ включает управление катодной поляризацией подземных сооружений путем регулирования величины отводимых блуждающих токов от защищаемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687123
Дата охранного документа: 07.05.2019
09.05.2019
№219.017.49eb

Способ обнаружения и классификации сигнала в системах контроля

Использование: для обнаружения и классификации сигнала в системах контроля. Сущность изобретения заключается в том, что обнаружение и классификация сигнала основаны на механизме обнаружения сигнала с использованием метода накопления и определения характеристик случайного сигнала, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687177
Дата охранного документа: 07.05.2019
14.05.2019
№219.017.51e8

Устройство для исследования трения в узлах крепления консоли

Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к устройствам для проверки параметров контактной сети, и может быть использовано для определения трения в узлах крепления консоли. Устройство содержит консоль, посредством узлов крепления соединенную с опорой, шарнирно установленной на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002687310
Дата охранного документа: 13.05.2019
24.05.2019
№219.017.5f2c

Способ обеспечения информационного взаимодействия систем железнодорожной автоматики и телемеханики с графиком исполненного движения поездов железной дороги

Изобретение относится железнодорожной автоматике. В способе средствами диагностики подвижного состава определяют нагрев буксового узла, формируют информационное сообщение, содержащее данные о кодах станций, времени обнаружения нагретого буксового узла, порядковом номере вагона и степени нагрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688651
Дата охранного документа: 21.05.2019
31.05.2019
№219.017.71a2

Способ определения ходовых свойств вагонов для корректировки работы подсистемы автоматического роспуска составов горочного комплекса

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для автоматизации технологического процесса на сортировочной горке. В способе определяют ходовые свойства вагонов для корректировки работы подсистемы автоматического роспуска составов горочного комплекса, содержащего взаимоувязанный с путевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689668
Дата охранного документа: 28.05.2019
01.06.2019
№219.017.7244

Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения

Изобретение относится к системам электроснабжения. Способ определения энергетических показателей движения поезда и системы тягового электроснабжения заключается в следующем. Определяют напряжения на токоприемнике электроподвижного состава при проведении тяговых и электрических расчетов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690126
Дата охранного документа: 30.05.2019
Показаны записи 1-5 из 5.
10.05.2018
№218.016.4d7d

Способ измерения момента на валу двигателя и частоты вращения его ротора

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве способа измерения момента на валу двигателя и частоты вращения его ротора. Новый способ основан на измерении угла взаимного разворота концов базового участка упругого вала под действием крутящего момента с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652174
Дата охранного документа: 25.04.2018
11.10.2018
№218.016.90d5

Способ диагностирования состояния коммутации коллекторных электрических машин

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено для диагностирования причин высокого уровня искрения на коллекторе электрической машины. Техническим результатом является повышение достоверности диагностирования состояния коммутации коллекторных электрических машин за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668996
Дата охранного документа: 05.10.2018
18.01.2019
№219.016.b09e

Способ определения ресурса щеток тяговых коллекторных электродвигателей

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве способа для определения остаточного ресурса щеток тяговых коллекторных электрических двигателей. Способ основан на сравнении соотношения длины щетки с допустимой, при этом расчет производится в зависимости от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677243
Дата охранного документа: 16.01.2019
21.11.2019
№219.017.e457

Способ испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706449
Дата охранного документа: 19.11.2019
04.02.2020
№220.017.fdad

Способ нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть применено в качестве способа нагружения асинхронного двигателя при его испытании методом взаимной нагрузки. Технический результат при реализации заявленного способа нагружения асинхронного двигателя - повышение надежности стенда за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712741
Дата охранного документа: 31.01.2020
+ добавить свой РИД