книги из ГПНТБ / Некоторые вопросы исследования режимов и параметров корабельных электроэнергетических систем

торых характеризуется параметрами генератора по про­

Методы снятия ч.х. зависят в основном от того, на какой машине снимались ч.х. - на неподвижной или на вращающейся. Из большого числа способов снятия ч.х. в настоящее время широко применяется метод, осно­ ванный на анализе кривой затухания постоянного тока в

статоре или роторе С 9; 10; IIJ , Значительные преиму­ щества этого метода состоят в следующем!

-опыт проводится на неподвижной машине;

-по одной кривой затухания постоянного тока оп­

20

- для проведения опыта не требуется специального оборудования.

Теоретически метод построения ч.х. по кривой за­ тухания постоянного тока был разработан в f Q J и дру­ гих работах, однако практическое использование его при­ водило иногда к большим погрешностям, что дало повод

внекоторых случаях к неверной оценке метода в целом.

Внастоящее время опыт проводят с использованием изме­ нения масштаба времени, повышения чувствительности в процессе снятия кривой затухания и других усовершенст­ вований как при проведении опыта, так и при обработке данных, что позволило рекомендовать метод для внедре­ ния в практику промышленных испытаний крупных электри­ ческих машин.

Частотные характеристики корабельных СГ, насколь­ ко известно, в литературе не рассматривались.

Нами проверялись три метода* метод затухания пос­ тоянного тока в цепи статора, метод питания обмотки статора от источника синусоидального напряжения и ме­ тод гармонического анализа /питание обмотки статора от инвертора/.

Кетод затухания постоянного тока в цепи статора отработан для крупных машин, составлена программа для расчета ч.х. на ЭЦВМ, и естественно было бы опробовать его для корабельных синхронных машин с целью учета особенностей этих машин. Построение ч.х. по кривым за­ тухания тока в цепи возбувденмя не проводилось, так как оно связано с большим объемом работы по обработке данных и расчетов вручную.

Вместе с тем этот способ не устраняет основного недостатка снятия ч.х. по кривым затухания постоянно­ го тока, так как дифференциальное рассеяние в этом

21

случае также учитывается лишь приближенно. Этот недо­ статок не снижает ценности методов, основанных на ана­ лизе кривой затухания постоянного тока, так как ошибка оказывается незначительной. Результаты можно улучшить, если питать обмотку от источника синусоидального на­ пряжения регулируемой частоты £ 12} 13 Сложность проведения опыта в этом случае связана с необходимо­ стью иметь источник с широкими пределами изменения час­ тоты /примерно от 0,025 до 100-200 гц для машин нор­ мальной частоты/. Кроме того, для проведения экспери­ мента и расчета требуется большая затрата времени.Прак­ тически указанный диапазон частот можно получить толь­ ко от невращающегося преобразователя /например, инвер­ тора, выполненного на тиристорах/. Однако при этом кри­ вая напряжения содержит высшие гармоники. Разложение кривой на гармоники снижает точность результата и зна­ чительно увеличивает объем обработки. Этим методом бы­ ли сняты всего несколько точек, поэтому он недостаточ­ но изучен и рекомендовать его нецелесообразно.

Опыт на постоянном токе проводится по схеме, по­ казанной на рис.1-7. После замыкания накоротко цепи статора осциллографируется кривая затухания тока. В корабельных синхронных машинах постоянные времени зна­ чительно меньше, чем в крупных турбо- и гидрогенерато­ рах, поэтому процесс затухания практически достаточно снимать в течение 5-10 сек.

22

23

Up

чальной части кривой, то начало процесса должно осцмллографнроваться при большой скорости протяжки бумаги осциллографа. Наилучшие результаты можно получить,ес­ ли кривая растягивается так, что наклон ее в начале процесса составляет примерно 45°. С этой целью для снЦтия начального участка кривой лучше пользоваться бара­ банной кассетой. При использовании фильмовой кассеты точность будет ниже из-за малой скорости и неравномер­ ности протяжки бумаги. При снятии начала процесса не­ обходимо использовать вибратор, имеющий высокую часто­

гласно /1-3/ определяется площадью под кривой затуха­ ния, поэтому процесс затухания постоянного тока,кото­ рый длится теоретически бесконечно долго, необходимо снимать для корабельных машин в течение 5-10 сек, при этом с повышением чувствительгости для более точной записи конца процесса.

Аналогичные рекомендации можно дать при снятии параметров по оси £ .

На исследуемых машинах процесс снимался дважды: один раз при скорости протяжки бумаги 2,5 м/сек в те­ чение 0,2-0,5 сек, второй раз при скорости примерно 0,25 м/сек в течение 5 сек с однократным повышением чувствительности в 7-14 раз. Опыт лучше проводить при питании от аккумуляторной батареи, так как электромашинный источник дает пульсации напряжения,которые

24

снижают точность обработки осциллограммы. Так как виб­ ратор в зоне малых отклонений дает большую ошибку, то необходимо ввести постоянную составляющую, накладывае­ мую на кривую затухания. Для этого можно включить в цепь короткого замыкания шунт /100 ив/ и за счет паде­ ния напряжения на нем создать подпитку короткозамкну­ того контура. Постоянная составляющая при обработке ос­ циллограммы должна вычитаться из кривой затухания.

стоянного тока, в цепь статора перед проведением опы­ та необходимо подать постоянный ток от электромашинного источника, по величине близкий к номинальному для создания нормального намагничивания машины. После его выключения необходимо выждать 20-30 сек для затухания токов в роторе и затем снимать кривую затухания.

При снятии ч.х. по продольной оси ротор устанав­ ливается в положение максимальной магнитной связи ста­ торных и роторных контуров, а по поперечной оси - в положение минимальной магнитной связи.

Указанное положение ротора определяется с исполь­ зованием переменного тока: в цепь статора подается переменный ток частотой 50 гц и по величине равный примерно 1-5# от номинального. В обмотку возбуждения включается вольтметр. Поворачивая ротор, наблюдают за напряжением по вольтметру. Максимуму напряжения соот­ ветствует ось d , минимуму - ось ^ *

При снятии кривой затухания постоянного тока в обмотке статора машин на повышенную частоту появляют­ ся трудности, обусловленные тем, что процесс затухает с очень малыми постоянными времени, и поэтому трудно получить удовлетворительную растяжку по времени нача­

25

ла процесса, даже при протяжке бумаги осциллографа со скоростью 10 м/сек.

Проведение опыта в данном случае при малых на­ чальных значениях постоянного тока /Юа/, как принято в крупных машинах, невозможно, ввиду того, что прихо­ дится для получения полного отклонения шлейфа включать

шунт с сопротивлением, соизмеримым с активным сопротив­ лением обмотки статора. Это приводит к еще большему уменьшению постоянной времени. Поэтому в опыте на ТГ повышенной частоты начальное значение постоянного тока было выбрано 400а .

Однако проведение опыта при таких больших токах требует мощного источника, который работает в этом слу­ чае практически в режиме к.з. Опыт проводился с одно­ кратным повышением чувствительности в б раз через

ного тока строится в полулогарифмическом масштабе. Об­ работка указанной кривой начинается с выделения экспо­ ненты с самой большой постоянной времени. Далее стро­ ится разность исходной кривой и полученной экспоненты и затем выделяется следующая экспонента. Б качестве примера на рис.1-8 показано разложение кривой затуха­ ния постоянного тока для генератора МС92-4. Вычитание выделенных экспонент из кривой затухания целесообраз­ но выполнять в табличной форме. При неточном выделении экспонент точки кривой разности, соответствующие ма­ лым ординатам, могут отклоняться от прямой вверх или вниз. Это означает, что предыдущая экспонента была проведена ниже или выше, чем необходимо, и требуется соответственно ее перестроить.

26

8 £.мм

ГО

Замена опытной кривой затухания суммой экспонент эквивалентна замене синхронной машины электромагнитной системой с конечным числом эквивалентных роторных кон­ туров, параметры которых не изменяются. Кривая затуха­ ния постоянного тока может быть представлена в виде суммы экспонент:

где

При экспоненциальном представлении кривой затуха­ ния выражение /1-5/ в операторной форме имеет вид

28

По данным разложения кривой затухания постоянно­ го тока определяются корни характеристического уравне­ ния вращающейся малины по оси d . По известным зна­ чениям корней характеристического уравнения рассчиты­ вается ч.х. по оси d

i j n

/1 -9/

-рxd. лx*i

29