ИЭРЭТУ_3

рений из-за неустановившегося теплового процесса, а при длительных измерениях может привести к недопустимому для нормальной работы изоляции нагреву его обмоток.

Способ измерения суммарного момента основан на измерении мо-

мента, действующего на статор двигателя и численно равного моменту,

действующему на его ротор. Способ позволяет определить вращающие моменты как при установившемся режиме работы, так и при переходных процессах. Основным недостатком этого способа является необходимость крепления двигателя к измерительному механизму. Технологический раз-

брос размеров двигателя приводит к смещению его центра тяжести отно-

сительно оси поворота прибора, что может привести к погрешностям при измерении.

Динамический способ определения вращающего момента основан на измерении ускорения двигателя при пуске на холостом ходу.

При использовании статического способа применяют различные тормозные моментомеры – фрикционные, гидравлические, аэродинами-

ческие, электромагнитные и электромашинные, а также крутильные мо-

ментометры – в основном тензометрического типа.

При исследовательских испытаниях основным требованием, предъ-

являемым к моментомерам, является точность. В то же время такие фак-

торы, как трудоемкость испытаний и сложность установки, можно не принимать во внимание.

В случае приемосдаточных испытаний в серийном производстве ос-

новным при выборе типа моментомеров является минимум трудозатрат.

Требования к точности менее жесткие, чем в первом случае, и, как прави-

ло, для измерений достаточен класс точности 1,0...2,5.

Моментомеры, предназначенные для проведения приемочных, типо-

вых и ресурсных испытаний, должны обладать большим сроком службы и работать при повышенных вибрациях, температурах, влажности и т.д.

Тормозные устройства моментомеров. Анализ этих устройств проведем с учетом приведенной классификации моментомеров.

Фрикционные тормоза являются наиболее простыми по конст-

рукции. Создаваемый ими момент нагрузки не зависит от частоты враще-

ния, а только от давления. Конструктивно такие тормоза состоят из ме-

таллического шкива, насаженного на вал испытуемого двигателя, разрез-

ной деревянной колодки или заменяющей ее ленты (металлической или текстильной) и измерительного устройства. Требуемый момент на валу создается путем сжатия колодки или натяжения ленты. К недостаткам фрикционных тормозов то, что коэффициент трения покоя существенно отличается от коэффициента трения движения, причем переход от перво-

го ко второму происходит скачкообразно.

Аэродинамические и гидравлические тормоза. В этих тормозах мощность расходуется на движение и подогрев жидкости или воздуха и они могут быть выполнены на значительные мощности. Простейшим примером гидравлического тормоза является гидронасос, а аэродинами-

ческого – вентилятор.

Электромагнитные тормоза просты в изготовлении и удобны в эксплуатации. Они состоят из поворотного статора, по окружности кото-

рого располагаются на равном расстоянии друг от друга электромагниты чередующейся полярности, и вращающегося внутри него диска (ротора),

в котором наводятся вихревые токи, создающие тормозной момент. Диск соединен с валом испытуемого двигателя. По принципу действия элек-

тромагнитный тормоз аналогичен асинхронной машине, работающей в режиме динамического торможения. Поворотный статор соединен с гру-

зом (противовесом), так что измеряется не момент, действующий на ро-

тор испытуемого двигателя, а момент реакции, действующий на по-

воротный статор моментомера.

К недостаткам электромагнитных тормозов следует отнести зна-

чительную мощность, потребляемую обмотками электромагнитов, нали-

чие момента трения в подшипниках моментомера, что следует учитывать при испытаниях двигателей малой мощности, и сравнительно большой момент инерции.

Электромашинные тормоза применяют в балансирных момен-

томерах (баланс-машинах) и в электромашинных моментомерах. Измере-

ние момента в этом случае проводится методом суммарного момента.

Электромашинный тормоз представляет собой электрическую машину,

ротор которой соединен с ротором испытуемой машины, а статор являет-

ся частью измерительного устройства моментомера.

Необходимыми характеристиками обладает машина постоянного тока, работающая в одном из тормозных режимов – рекуперативного торможения, динамического торможения, противовключения. Регулируя напряжение питающей сети, можно смещать механическую характери-

стику машины параллельно самой себе в зону больших или меньших ско-

ростей, т.е. регулировать момент нагрузки.

К достоинствам рекуперативного торможения следует отнести ма-

лое потребление энергии при испытаниях.

В качестве электромашинного тормоза могут применяться асин-

хронные машины в основном в режиме динамического торможения. В

этом случае обмотка статора асинхронной машины включена в сеть по-

стоянного тока, а фазная обмотка ротора – на внешнее активное сопро-

тивление. Регулирование критической скорости осуществляется измене-

нием этого активного сопротивления.

Измерение динамических моментов. Измерение ускорения ис-

пытуемого двигателя для определения динамического момента осуществ-

ляется с помощью акселерометра, часто изготавливаемого на базе асин-

хронного двигателя с полым ротором. Если одну обмотку такого двигате-

ля питать от сети постоянного тока, то при неизменной частоте вращения ЭДС во второй (генераторной) обмотке будет отсутствовать. Если же час-

тота вращения п изменяется, то в генераторной обмотке наводится ЭДС,

значение которой пропорционально ускорению ротора испытуемого дви-

гателя.

3.6 Измерение расхода охлаждающего газа

Знание расхода охлаждающего газа необходимо при применении ка-

лориметрических методов определения потерь, при тарировке аэродина-

мических тормозов, при форсировании нагрева отдельных частей маши-

ны путем изменения сечения вентиляционных каналов (ускоренные ис-

пытания на надежность), при экспериментальном определении гидравли-

ческих сопротивлений машины и др.

При проведении промышленных испытаний расход газа определяет-

ся в соответствии с ГОСТ 12259 – 75 «Машины электрические. Методы определения расхода охлаждающего газа». При испытаниях, как правило,

измеряется расход воздуха независимо от того, какой газ используется для охлаждения машины. Для крупных синхронных машин с водородным охлаждением можно измерять расход водорода. Естественно, что уста-

новка измерительных устройств не должна изменять условия движения охлаждающего газа на входе и выходе машины.

Расход газа определяется в режиме холостого хода при номинальной частоте вращения машины, снабженной встроенными; вентиляторами,

или при номинальной частоте вращения внешних, не связанных с валом машины, вентиляторов.

Расход воздуха определяется приборами для измерения скорости воздуха, путем объемного измерения расхода воздуха или ка-

лориметрическим методом.

При использовании приборов для измерения скорости воздуха в ка-

честве ручных анемометров применяют чашечные, крыльчатые и индук-

ционные анемометры. Ось крыльчатого анемометра должна быть распо-

ложена навстречу (параллельно) потоку воздуха, чашечного – перпенди-

кулярно потоку.

Термоанемометры или термозонды имеют чувствительный элемент в виде металлических нитей, нагреваемых электрическим током. Эти приборы имеют малые размеры и инерционность.

Калориметрический метод определения расхода охлаждающего воздуха применяют, когда известны потери, отводимые охлаждающим га-

зом в заданном режиме работы машины, плотность и удельная теплоем-

кость охлаждающего газа. При использовании этого метода необходимо обеспечить хорошую теплоизоляцию измерительного участка для устра-

нения утечек теплоты. Во время опыта замеряют температуру охлаждаю-

щего газа на входе и выходе вентиляционной цепи машины, давление газа

внутри корпуса машины.