Содержание
Сопротивление ротора/якоря и статора бензинового генератора
1.сопротивление ротора/якоря бензинового генератора
2.сопротивление статора бензинового генератора
Рассмотрим на примере.
1. В нашем случае был сделан замер на статорах, как на перемотанных, так и на некоторых генераторах.
Было измерено на статорах, длина железа составляет 140мм
Количество фаз 1
Мощность 5,5 кВт (генераторы с надписями 6500)
Обмотка медная
Сопротивление красный и чёрный провод выдавал 0,5-0,6-0,7 (Ом) -красный и чёрный идут на клемник и на выход в розетку 220V,
Фишка с четырьмя проводами идущая на запайку AVR, два синих и два желтых (0,1(Ом)) + (1,0-1,3-1,6(Ом))
Фишка с двумя проводами идущая на диодный мост 0,1(Ом)
Все вышеуказанные измерения были проведены с отключенными разъемами.
2. В нашем случае был сделан замер на статорах, как на перемотанных, так и на некоторых генераторах.
Как пример, было вымерено на статорах длина железа .
…мм
Количество фаз 1
Мощность 2,5 кВт (генераторы с надписью 2500)
Обмотка медная
Сопротивление красный и чёрный провод 2,5-2,6 (Ом) -красный и чёрный идут на клемник и на выход в розетку 220V,
Фишка с четырьмя проводами, идущая на запайку AVR, два синих и два желтых (0,1(Ом)) + (1,0-1,3-1,6(Ом))
(0,2-0,3(Ом)) + (3,0(Ом))
Фишка с двумя проводами, идущая на диодный мост 0,1(Ом)
Измерения были проведены с отключенными разъемами.
3. В нашем случае был сделан замер на статорах, как на перемотанных, так и на некоторых генераторах.
Как пример, было вымерено на статорах длина железа ….мм
Количество фаз 3
Мощность 5,5 кВт (генераторы с надписью 6500)
Обмотка медная
Сопротивление обмоток N-L1-1,6, N-L2-1,6, N-L3-1,6, —-L1-L2-3,2, L1-L2-3,2, L1-L2-3,2, (Ом)- три красных и чёрный идут на клемник и на выход в розетку 380V,
Фишка с четырьмя проводами, идущая на запайку AVR, два синих и два желтых (0,1(Ом)) + (2,1(Ом))
0,1(Ом)
Фишка с двумя проводами, идущая на диодный мост
Измерения были проведены с отключенными разъемами.
Проверка и
1 Якорь
1 Сопротивление со счетками (форте 6500, 71 Ом)
2 Проверяем сопротивление обмотки половинки
3 Протереть токосъемные кольца
4 Заменить счетки(бывает замыкание)
2 Статор
1 Прозвонка мегометром силовой обмотки с корпусом
2 Прозвонка сопротивления силовой обмотки
3 Прозвонка сопротивления первой и второй доп.обмотки
Тестирование
1 Подаем на якорь около 20-30 в. (24в)на заведенном двигателе))
— если появилось напряжение на силовые обмотки значит якорь целый
2 Меряем напряжение на выходе силовой обмотки (должна быть 220в +-30%)
— если на протяжение 2 минут не дымит значит силовая обмотка целая
3 Проверяем доп обмотки 1- 15-30в, 2- 70-100в.(форте 6500, подалы 24в ,получили 82в и 15в)
4 Доп.обмотка с меньшим напряжением звонится с силовой.
та доп.обмотка которая не звонится с силовой обмоткой должна быть в районе 100 вольт.
Сопротивление обмотки короткозамкнутого ротора с овальными закрытыми пазами
Активное сопротивление стержня клетки
при 20°С:
.
Коэффициент приведения тока кольца
к току стержня:
.
Сопротивление короткозамыкающих
колец, приведенное к току стержня при
20°С:
.
Центральный угол скоса пазов:
.
По рис. 15 определим значение коэффициента
скоса пазов ротора:
Рисунок 15. График
зависимости kск=f(αск).
.
Коэффициент приведения сопротивления
обмотки ротора к обмотке статора:
.
Активное сопротивление обмотки ротора
при 20°С приведенное к обмотке статора:
.
Активное сопротивление обмотки ротора
при 20°С приведенное к обмотке статора
(в относительных единицах):
.
Ток ротора для рабочего режима:
.
Коэффициент проводимости рассеяния
для овального закрытого паза ротора:
Количество пазов ротора на полюс и
фазу:
.
Коэффициент дифференциального
рассеяния ротора определяем по рис.
16:
Рисунок 16. График
зависимости kд2=f(q2).
.
Коэффициент проводимости дифференциального
рассеяния:
.
Коэффициент проводимости рассеяния
короткозамыкающих колец литой клетки:
.
Относительный скос пазов ротора, в
долях зубцового деления ротора:
.
Коэффициент проводимости рассеяния
скоса пазов:
.
Коэффициент проводимости рассеяния
обмотки ротора:
.
Индуктивное сопротивление обмотки
ротора:
.
Индуктивное сопротивление обмотки
ротора, приведенное к обмотке статора:
.
Индуктивное сопротивление обмотки
ротора, приведенное к обмотке статора
в относительных единицах:
.
Проверка правильности определения
:
.
Сопротивление обмоток преобразованной схемы замещения двигателя (с вынесенным на зажимы намагничивающим контуром)
Активные сопротивления статора и ротора
приводим к расчетной рабочей температуре,
соответствующей классу нагревостойкости
примененных изоляционных материалов
и обмоточных проводов.
Коэффициент рассеяния статора:
.
Коэффициент сопротивления статора:
.
Найдем преобразованные сопротивления
обмоток:
Так как
и
необходимость пересчета магнитной цепи
отсутствует.
Режимы холостого хода и номинальный Расчет режима холостого хода
Так как
при расчете режимов считаем, что
.
Реактивная составляющая тока статора
при синхронном вращении:
.
Электрические потери в обмотки статора
при синхронном вращении:
.
Расчетная масса стали зубцов статора
при трапецеидальных пазах:
.
Магнитные потери в зубцах статора
(для стали 2013):
.
Масса стали спинки статора:
.
Магнитные потери в спинке статора
(для стали 2013):
.
Суммарные магнитные потери в сердечнике
статора, включающие добавочные потери
в стали:
.
Механические потери при степени защиты
IP44 и способе охлаждения IC0141 без радиальных
вентиляционных каналов:
.
Активная составляющая тока ХХ:
.
Ток ХХ:
.
Коэффициент мощности при ХХ:
.
Расчет параметров номинального режима работы
Активное сопротивление КЗ:
.
Индуктивное сопротивление КЗ:
.
Полное сопротивление КЗ:
.
Добавочные потери при номинальной
нагрузке:
.
Механическая мощность двигателя:
.
Эквивалентное сопротивление схемы
замещения:
.
Полное сопротивление схемы замещения:
.
Проверка правильности определения
и
:
Скольжение (в относительных единицах):
.
Активная составляющая тока статора
при синхронном вращении:
.
Ток ротора:
.
Ток статора, активная составляющая:
.
Ток статора, реактивная составляющая:
.
Фазный ток статора:
.
Коэффициент мощности:
.
Линейная нагрузка статора:
.
Плотность тока в обмотке статора:
.
Линейная нагрузка ротора:
.
Ток в стержне короткозамкнутого
ротора:
.
Плотность тока в стержне короткозамкнутого
ротора:
.
Ток в короткозамыкающем кольце:
.
Электрические потери в обмотках
статора и ротора соответственно:
.
Суммарные потери в электродвигателе:
Подводимая мощность:
.
Коэффициент полезного действия:
.
Проверка правильности вычислений
(с точностью до округлений):
;
.
ИСПЫТАНИЯ РОТОРА ГЕНЕРАТОРА — Sidewinders LLC
Прежде чем говорить об испытаниях ротора генератора, давайте убедимся, что мы все согласны с тем, что делает ротор. Во-первых, давайте начнем с быстрого обсуждения терминологии. Некоторые OEM-производители, такие как GE, называют вращающуюся часть генератора полем. Другие, такие как Siemens, называют его ротором. Оба правильны, но оба имеют свои ограничения.
«Ротор» удобен тем, что говорит нам о том, что это вращающийся компонент. «Поле» говорит нам, что это электромагнит постоянного тока с кратным количеством двух полюсов. «Ротор» и «поле» путаются, когда мы говорим о бесщеточном возбудителе, в котором поле (часть постоянного тока) стационарно, а якорь (часть переменного тока) является ротором. Правильный термин с точки зрения электротехники — «поле», тогда как термин «якорь» всегда относится к компоненту переменного тока, независимо от того, является ли он неподвижным или вращающимся. Ротор передает свой крутящий момент статору посредством блокировки или синхронизации вращения своего магнитного поля с вращением статора. Сила этой магнитной блокировки пропорциональна тому, какой ток мы заставляем проходить через ротор. Мы также можем влиять на напряжение сети, если сеть мала по сравнению с мощностью генератора, ИЛИ, в случаях, когда генератор подключен к бесконечной сети, мы не можем заметно поднять напряжение сети, но мы можем помочь сети путем экспорта VAR.
Тема VAR — тема, заслуживающая отдельного обсуждения — в другой раз.
В агрегате на 60 Гц магнитное поле ротора совершает 60 оборотов в секунду, магнитное поле статора также совершает 60 оборотов в секунду. Если выключатель генератора разомкнут и возбуждение включено, генератор будет производить полное номинальное напряжение и нулевой ток.
При разомкнутом выключателе или если блок находится в небольшой островной сети, где он является основным или единственным генератором (изохронный режим), повышение возбуждения приведет к немедленному повышению напряжения в сети.
В отличие от статора, где практически все обмотки скрыты под множеством слоев слюдяной и эпоксидной изоляции, обмотки ротора открыты для окружающей среды и имеют минимальную изоляцию. По этой причине роторы особенно уязвимы к замыканиям на землю и межвитковым замыканиям («закороченным виткам»).
Как и при любом тестировании генераторов, цели достаточно ясны:
- Проверить, что все изоляторы должным образом изолируют;
- Убедитесь, что все проводники работают правильно
Не более того! В конце концов, мы говорим о меди, стали и изоляции.
Существует множество тестов, которые OEM-производители требуют для роторов во время устранения неполадок или перемотки, но наиболее распространенными являются следующие тесты технического обслуживания:
- Испытание сопротивления изоляции и поляризации («Megger & P.I.»)
- Испытание сопротивления постоянному току
- Испытание сопротивления переменному току
- Испытание RSO
При проведении и оценке этих испытаний компания Sidewinders следует рекомендациям IEEE 56 — §8.2 и OEM-производителям.
Ниже приведены краткие сведения о каждом из вышеперечисленных тестов и о том, как Sidewinders оценивает данные.
Тест сопротивления изоляции и поляризации
Этот тест, который чаще всего называют «мегомметром и PI», является очень коротким, простым и безопасным тестом, который дает нам много информации о системе изоляции за относительно короткий промежуток времени. «Мегомметровая» часть испытания состоит в подаче постоянного напряжения на испытуемую обмотку.
Для большинства статоров 13 800 и более большинство OEM-производителей требуют выдержки 5000 в течение 10 минут. Для обмоток ротора стандартным напряжением является 500 В постоянного тока.
При объяснении электрических концепций полезно провести аналогию с водопроводной системой, понятной каждому. Обычный садовый шланг с нулевым давлением и клапаном, закрытым на другом конце, набухнет при первом включении воды, и вы можете услышать и почувствовать, как вода устремляется в шланг, хотя с другого конца ничего не выходит. из-за закрытия клапана. Сравнивая напряжение с давлением, электрическая обмотка имеет аналогичный зарядный ток, когда мы впервые прикладываем напряжение мегомметра. Несмотря на то, что система представляет собой разомкнутую цепь, каким-то образом в ней все еще протекает ток! Это связано с тем, что молекулы изоляции переориентируются так, что диполь выравнивается с электрическим полем, которое нагружает изоляцию. Поскольку изоляция электрически «растягивается» точно так же, как садовый шланг немного набухает, противодавление в шланге отталкивается, чтобы противостоять потоку дополнительной воды, не поступающей внутрь, поскольку давление выравнивается с давлением источника (крана / мегомметра) (60 PSI / 5000 В постоянного тока).
Это приведет к увеличению показаний сопротивления на испытательном наборе, что со временем приведет к более высоким значениям сопротивления. К концу 10-минутного периода «выдержки» зарядный ток обмотки практически снизится до нуля, и любой оставшийся ток утечки будет считаться следствием дефектов изоляции обмотки.
Индекс поляризации (PI) рассчитывается как отношение 10-минутного сопротивления к 1-минутному сопротивлению. На статорах вы хотите увидеть улучшение как минимум на 100 % за десятиминутный период или PI = 2,0 или выше. Для роторов из-за открытой системы изоляции ожидается более низкий PI, хотя нам нравится видеть 2,0 или выше, гораздо чаще можно увидеть PI в диапазоне 1,2–1,5. Эти показания приемлемы до тех пор, пока фактическое значение мОм достаточно велико. Sidewinders имеет дополнительные критерии OEM для интерпретации низких значений PI.
Тест сопротивления постоянному току
Этот тест очень прост. С помощью цифрового омметра низкого сопротивления (ДЛРО) подаем ток силой 10 ампер через цепь обмотки ротора и измеряем падение напряжения.
Прибор берет эти данные и, используя закон Ома, рассчитывает сопротивление. Из-за термических свойств меди сопротивление сильно зависит от температуры, поэтому недостаточно просто записать значение сопротивления — необходимо также записать температуру обмотки. Сегодня вы можете тестировать устройство на открытом воздухе при температуре 75 градусов по Фаренгейту и получить определенное тестовое значение, а следующий человек может протестировать устройство в середине января и получить гораздо более низкое значение. Sidewinders всегда преобразовывает фактическое сопротивление в то, которое было бы, если бы оно было взято в
25 C. Эта стандартизация позволяет сравнивать все данные испытаний по принципу «яблоки с яблоками».
Этот тест важен, поскольку он позволяет нам увидеть, есть ли какие-либо изменения в сопротивлении со временем, по сравнению с предыдущим тестом или с даты изготовления. Сопротивление обмотки редко снижается — если что-то идет не так, оно обычно растет. Сопротивление возрастает, когда паяные соединения начинают выходить из строя или когда изнашиваются посеребренные поверхности.
В случаях, когда сопротивление падает, мы можем заподозрить короткое замыкание витков.
Испытание полного сопротивления переменному току
Испытание полного сопротивления переменному току используется для выявления признаков короткозамкнутых витков ротора. Тест выполняется путем подачи переменного напряжения на обмотку возбуждения и повышения его с шагом 10 вольт до 100-120 вольт или до достижения максимального тока. Измеряем ток на каждом шаге. Используя закон Ома, мы вычисляем импеданс Z=V/I, где Z — величина комплексного импеданса (Z=R + jwL), резистивная и индуктивная составляющие), V = приложенное напряжение и I = результирующий ток.
По мере повышения напряжения разность напряжений на каждом витке обмотки также увеличивается. При низких напряжениях мы часто не видим межвиткового замыкания до тех пор, пока напряжение не поднимется до точки, когда рубашка начинает проводить. В этой точке перехода мы увидим скачкообразное изменение импеданса. Мы увидим ступеньку на графике.
Другой способ анализа данных состоит в том, чтобы увеличивать их с шагом в 10 вольт, а затем уменьшать с шагом в 10 вольт. Обычно данные показывают некоторый гистерезис, что является нормальным и ожидаемым. Важной частью является то, что данные начинаются и заканчиваются в одной и той же точке. Замкнутый путь — это хорошо: путь, который начинается и заканчивается в двух разных точках, наводит на мысль о коротких поворотах. Из-за гистерезиса важно, чтобы при повышении напряжения между шагами мы не возвращались назад, если превышаем тестовое значение. Другими словами, если мы пытаемся набрать 20 вольт, но выходим за рамки 21,05 вольт, мы не идем назад и пытаемся настроить ровно 20 вольт. Гистерезис приведет к протеканию другого тока, чем если бы мы не откатились назад!
В случаях, когда есть подозрение на короткое замыкание, мы обычно вызываем тест RSO, чтобы подтвердить это. Философия Sidewinder заключается в том, чтобы не отдавать устройство на перемотку без проведения дополнительных испытаний для подтверждения неисправности.
Вот где тест RSO пригодится!
Тест RSO
RSO расшифровывается как Recurrent Surge Oscillography. RSO — это низковольтный тест, при котором последовательность высокочастотных (РЧ) импульсов подается на один конец ротора и определяется форма волны энергии, выходящей с другого конца. Он похож на концепцию RADAR тем, что использует концепцию времени пролета для обнаружения электрических препятствий, таких как закороченные витки внутри обмотки. Тест поочередно подает энергию в одном направлении и измеряет энергию с другой стороны, затем меняет направление. Это обеспечивает две осциллограммы. В идеальной обмотке ротора без короткозамкнутых витков две формы волны могут идеально накладываться друг на друга. Если они не могут быть идеально согласованы, это указывает на закороченные витки. Мы используем «математическую» функцию на осциллографе, чтобы вычесть канал 1 из канала 2, чтобы получить «разностную» кривую. Если трассы на каналах 1 и 2 идентичны, то Ch2 – Ch3 будут равны нулю.
При построении разностной трассы будет показана плоская линия в идеальном блоке и будет показана плоская линия с «меткой» в блоке с шортами.
RSO сам по себе может подтвердить закороченные витки, но не говорит нам, ГДЕ находится короткое замыкание. Это просто тест «проходи-не-проходи». Единственным верным тестом на закороченные витки, который говорит нам, какая катушка имеет короткое замыкание и сколько, является датчик потока. Мы обсудим достоинства датчика потока в следующем выпуске этого блога.
Сопротивление обмотки двигателя
— как проверить
Лорен Нагель
«Сопротивление обмотки» — это цифра, которую вы, вероятно, видели в техническом описании электродвигателя. Это может быть не первое, что вы ищете, но это может быть полезно.
В этой статье мы объясним, что представляет собой это значение и как вы можете использовать его для пользы вашего проекта.
Содержание
- Что такое сопротивление обмотки двигателя
- Сопротивление обмотки и мощность двигателя
- Проверка сопротивления обмотки двигателя — омметром
- Как использовать сопротивление обмотки двигателя в вашем проекте
1.
Что такое сопротивление обмотки двигателя
Сопротивление обмотки двигателя является основным свойством проволочных катушек, составляющих статор и ротор электродвигателя. Это мера того, насколько проволочные катушки препятствуют прохождению через них электрического тока.
Сопротивление провода приводит к тому, что часть электрической энергии преобразуется в тепло, что связано с более низким КПД двигателя. Кроме того, это тепло может привести к перегреву двигателя и, в конечном итоге, к выходу из строя, поэтому важно убедиться, что сопротивление обмотки находится в безопасном диапазоне.
Сопротивление обмотки зависит от длины, площади поперечного сечения (калибра) и удельного сопротивления провода, используемого в катушках, а также от количества витков в катушке. На него также влияет температура двигателя: более высокие температуры приводят к увеличению сопротивления из-за повышенной вибрации и частоты столкновений ионов металлов.
Дополнительная литература: Как работают бесщеточные двигатели и как их тестировать
2.
Сопротивление обмотки и характеристики двигателя
Сопротивление обмотки электродвигателя играет решающую роль в определении его рабочих характеристик. Например, более высокое сопротивление обмотки приводит к снижению выходной мощности, снижению эффективности и увеличению тепловых потерь.
И наоборот, более низкое сопротивление обмотки может привести к чрезмерному потреблению тока, что может привести к повреждению двигателя и связанного с ним оборудования. Поэтому полезно измерять и контролировать сопротивление обмотки электродвигателей, чтобы обеспечить оптимальную производительность и предотвратить повреждение.
Сопротивление обмотки обычно определяется путем измерения напряжения и тока в двигателе. Затем сопротивление рассчитывается по закону Ома, который гласит, что сопротивление равно напряжению, деленному на ток.
Это измерение можно использовать для обнаружения неисправностей катушки, таких как короткие замыкания или обрывы проводов, а также для диагностики других проблем в двигателе, таких как проблемы с подшипниками или схемой привода.
Дополнительная литература: Как измерить эффективность бесщеточного двигателя
3. Проверка сопротивления обмотки двигателя
Простым способом измерения сопротивления обмотки двигателя является использование омметра/мультиметра. Вот как это делается.
Как использовать мультиметр для измерения сопротивления обмотки двигателя:
- Отключите питание двигателя.
- Доступ к обмотке двигателя: для доступа к обмотке может потребоваться снять крышку или разобрать двигатель.
- Определите клеммы обмотки: найдите электрическую схему двигателя или маркировку на клеммах, чтобы определить начальную и конечную точки обмотки.
- Включите омметр/мультиметр: если вы используете мультиметр, выберите функцию омметра. Выберите соответствующий диапазон для ожидаемого значения сопротивления обмотки вашего двигателя. Если вы не уверены, начните с самого высокого диапазона и двигайтесь вниз.
- Подсоедините щупы: подключите щупы счетчика к клеммам обмотки. Убедитесь в хорошем контакте щупов и отсутствии короткого замыкания.
- Пропускание испытательного тока по проводу: значение испытательного тока следует выбирать в соответствии с номинальным током обмотки. Испытательный ток не должен превышать 10 % номинального тока обмотки.
- Считайте сопротивление: обратите внимание на значение сопротивления, отображаемое на измерителе. Если значение находится в пределах рекомендованного производителем диапазона, то обмотка вашего двигателя, вероятно, работает правильно. Если значение выходит за пределы допустимого диапазона, возможно, проблема в обмотке или двигателе.
- Рассчитайте сопротивление обмотки: используйте закон Ома для расчета сопротивления обмотки. Для этого нужно разделить приложенное к обмотке напряжение на полученный ток. Например, если напряжение на обмотке равно 10 вольт, а результирующий ток равен 1 ампер, сопротивление обмотки равно 10 Ом (R = V/I).
- Повторите тест: Для обеспечения точности рекомендуется повторить тест несколько раз и получить среднее значение показаний.
Дополнительная литература: Анализ мощности и эффективности бесщеточного двигателя
4. Как использовать сопротивление обмотки двигателя в вашем проекте ing сопротивление двигателя как спецификация, чтобы помочь клиенты понимают электрические характеристики и рабочие характеристики двигателя.
Видео: Как использовать сопротивление обмотки двигателя для создания модели вашего двигателя
Вот несколько способов использования сопротивления обмотки двигателя в вашем проекте:
Чтобы сделать модель двигателя: сопротивление обмотки может позволить вам сделать модель вашего двигателя, которая может быть полезна на этапе проектирования.
Чтобы сделать правильную теоретическую модель, вам также необходимо знать, какая обмотка у вас в двигателе (звезда или треугольник). На практике мы заметили, что между экспериментальной и теоретической моделями часто существуют значительные различия (погрешность >30% в некоторых измерениях), поэтому мы также рекомендуем протестировать ваши двигатели с упорным стендом для оценки производительности.
Заключение
Таким образом, сопротивление обмотки двигателя может быть полезной величиной для вашего проекта, и его легко измерить с помощью мультиметра.
Это может помочь вам выбрать соответствующую комбинацию двигателя и гребного винта, спроектировать схему привода двигателя, определить неисправности в двигателе и рассчитать эффективность двигателя.
Принимая во внимание сопротивление обмотки наряду с другими электрическими характеристиками, производители дронов могут оптимизировать производительность своего дрона и обеспечить его надежную работу.
Если вы хотите начать определение характеристик своих электродвигателей, ознакомьтесь с нашими инструментами для тестирования двигателей:
- Серия 1585 — измеряет до 5 кгс тяги / 2 Нм крутящего момента
- Полетный стенд 15 — измеряет тягу до 15 кгс / крутящий момент 8 Нм.
- Flight Stand 50 — измеряет до 50 кгс тяги / 30 Нм крутящего момента
- Полетный стенд 150 — измеряет тягу до 150 кгс / крутящий момент 150 Нм.
Оставить комментарий
Комментарии будут одобрены перед показом.