Нагрузочное устройство для испытания генераторов переменного тока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 466559 Союз Советских Социалистических РеспубликГосударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий(72) Автор изобретения С. Л. Воронков Горьковский институт инженеров водного транспорт(54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКАИзобретение относится к нагрузочным устройствам, которые используются для создания комплексной нагрузки при испытании генераторов переменного тока нормальной и повышенных частот.Известно нагрузочное устройство для испытания трехфазных генераторов, в котором реактивное и активное сопротивление каждой фазы выполнено в виде дросселя с обмотками на разных стержнях магнитопровода из массивных ферромагнитных пластин.Недостатками известной конструкции являются; во-первых, отсутствие возможности осуществлять плавное изменение нагрузки в широких пределах при сохранении постоянства коэффициента мощности, во-вторых, при естественном воздушном охлаждении выделение большого количества тепла в магнитопроводе приводит к выходу из строя изоляции между пластинами магнитопровода.Целью изобретения является создание устройства с плавным изменением нагрузки при сохранении постоянства коэффициента мощности, пригодного для испытания маломощных генераторов при естественном воздушном охлаждении.Поставленная цель достигается тем, что дроссель с внешней стороны охвачен по меньшей мере одним массивным ферромагнитным полым цилиндром, замкнутым по диаметру перемычкой, проходящей через отверстие в среднем стержне магнитопровода, выполненном подвижным в осевом направлении.Кроме того, с целью обеспечения нормального теплового режима устройства магнитопровод выполнен с воздушными зазорами между пластинами, а перемычка выполнена из меди.Сущность изобретения поясняется черте жом, на котором изображен дроссель в общемвиде,Основу устройства составляет однофазныйдроссель с шихтованным трехстержневым маг нитопроводом из массивных ферромагнитныхпластин, Крайние стержни 1 магнитопровода выполнены неподвижными, а средний стержень 2 может перемещаться в осевом направлении. Между соседними пластинами стерж ней при сборке прокладываются металлические шайбы (на чертеже не показаны), с помощью которых осуществляется воздушная изоляция между пластинами и улучшаются условия охлаждения. Пластины магнитопрово да имеют антикоррозийное металлическое покрытие. На крайних стержнях 1 магнитопровода размещается обмотка 3 из голого медного провода, которая располагается на каркасе 4 из асбоцементной трубы с пазами по шагу 30 обмотки, Обмотки включены согласно по направлению магнитного потока в магнитопроводе.С внешней стороны дроссель охвачен несколькими массивными ферромагнитными полыми цилиндрами 5, замкнутыми по диаметру медными перемычками 6, проходящими через отверстия 7 в среднем стержне магнитопровода. Полые цилиндры 5 жестко связаны с пластинами подвижного стержня 2, но изолированы друг от друга и от пластин подвижного стержня 2 с помощью асбоцементных планок 8.Работу устройства можно рассматривать как работу двухобмоточного трансформатора с большими потерями в магнитопроводе, у которого вторичной обмоткой и ее нагрузкой являются короткозамкнутые витки, образованные полыми цилиндрами 5 и перемычками 6.При верхнем положении подвижного стержня 2 короткозамкнутые витки не имеют потокосцепления с обмоткой 3 и практически не оказывают никакого влияния на работу устройства. В этом положении величина нагрузки минимальна и определяется потерями в магнитопроводе и обмотке 3.При нижнем положении подвижного стержня 2 короткозамкнутые витки полностью сцеплены с магнитным потоком, создаваемым обмоткой 3. В этом положении величина нагрузки максимальна и определяется потерями в магнитопроводе, обмотке 3 и короткозамкнутых витках.Таким образом, изменением положения подвижного стержня 2 можно плавно изменять величину нагрузки,При любом положении подвижного стержня 2 величина коэффициента мощности устройства определяется соотношением активных и реактивных потерь устройства. Первые определяются величиной омпческого сопротивления обмотки 3, перемычки 6 и активными потерями на гистерезис и вихревые токи в магнитопроводе и полых цилиндрах 5. Вторые определяются индуктивным сопротивлением рассеяния и внутренним индуктивным сопротивлением вихревым токам в магнитопроводе и полых цилиндрах.При выполнении магнитопровода и полыхцилиндров из массивного ферромагнитного материала, толщина которого более утроенной глубины проникновения поля, в области сильных полей отношение между реактивными и активными потерями в магнитопроводе и полых цилиндрах есть величина постоянная, ко торая для обычно используемых на практикеконструкционных сталей составляет около 0,6.Поэтому теоретически без учета поля рассеяния и омических потерь в обмотке 3 коэффициент мощности такого устройства при любом 15 положении подвижного стержня 2 равен около 085.Практически из-за влияния полей рассеяниякоэффициент мощности несколько ниже.Стабилизировать величину коэффициента 20 мощности возможно путем уменьшения полейрассеяния, например, при исполнении полых цилиндров 5 в виде нескольких электрически не связанных между собой, как описано выше. 25 Предмет изобретения1. Нагрузочное устройство для испытаниягенераторов переменного тока, содержащее однофазный дроссель с обмотками, размещен ными на крайних стержнях шихтованноготрехстержневого магнитопровода из массивных ферромагнитных пластин, о т л и ч а юще е с я тем, что, с целью плавного изменения нагрузки, дроссель с внешней стороны охва чен по меньшей мере одним массивным ферромагнитным полым цилиндром, замкнутым по диаметру перемычкой, проходящей через отверстия в среднем стержне магнитопровода, выполненном подвижным в осевом направле нии.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что, с целью обеспечения нормального теплового режима устройства, магнитопровод выполнен с воздушными зазорами между пла стинами, а перемычка выполнена из меди.Составитель А, ХрущевТехред В. Рыбакова Редактор В. Фельдман Корректор 3, Тарасова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 18682 Изд. М 695 Тираж 833 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5