ИЗМЕРЕНИЕ СКОЛЬЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Под скольжением понимается относительная разность между час­тотами вращения магнитного поля машины и ротора, выраженная в от­носительных единицах:

(4.1)

где n₁ - частота вращения магнитного поля машины, об/мин,

n - частота вращения ротора (механическая), об/мин.

Поскольку величина скольжения в номинальном режиме для АД общепромышленного применения составляет от нескольких сотых до тысячных долей единицы, то метод непосредственного измерение с последующей ее подстановкой в формулу приведет к весьма большим ошибкам, поэтому при определении скольжения необходимо измерять разность величин n₁-n непосредственно.

В соответствии с ГОСТ 7217-89 для измерения скольжения при­меняются методы амперметра постоянного тока, индуктивной катушки и стробоскопические методы. В последнее время находят применение частотные методы намерения скольжения с использованием ЭВМ.

Метод амперметра постоянного тока применим дляасинхронных двигателей с фазным ротором.В цепь ротора включаетсямагнитоэлек­трический амперметр с нулем в середине шкалы. Поскольку частота токов в обмотке ротора f₂ равна f₁s, то измерив число n полных качаний стрелки амперметра за время Тможем вычислить частотуто­ков ротора f₂, а по ней и величину скольжения

(4.2)

Метод индуктивной катушки основан на измерении частотытоковротораасинхронной машины. Поскольку непосредственно включитьпри­бор в цепь ротора не всегда удается, многовитковую катушку распо­лагают вблизи от лобовой части обмотки ротора так, что потоки рас­сеяния ротора будут наводить в ней ЭДС с частотой f₂.

Стробоскопический метод основан на измерений разности частот вращения ротора и магнитного поля машины с использованием стробо­скопических дисков. В качестве источников излучения применяют безынерционные лампы (неоновые или люминесцентные) или лампу-вспышку, питаемую от стабилизированного источника постоянной частоты. Питание ламп производится с частотой сети, от которой питается асинхронный двигатель. При питании синусоидальным напря­жением продолжительность горения лампы в течение полупериода относительно велика и изображение получается расплывчатым. Поэтому следует подавать на лампу напряжение сильно заостренной формы. Если на торце вала расположить диск с равным количеством чередующихся темных и светлых секторов и освещать его лампой, то при синхронной скорости вращения ротора n = n₁, звезда секторов будет казаться неподвижной в пространстве. При n < n₁ звезда сек­торов будет вращаться с разностью скоростей n₁-n против направ­ления вращения ротора, а при n > n₁ - по направление вращения ротора. Для крупных машин вместо диска с секторами используют либо торец вала, либо доступную для наблюдения часть вала. В пос­леднем случае чередующиеся сектора заменяются чередующимися поло­сами. Скольжение определяется по формуле:

(4.3)

где К - число полных оборотов звезды секторовза время измерений Т,с; р - число пар полюсов исследуемой машины.

Пример: р=2; К=20; р=2; f₁=50 Гц.

При весьма малых скольжениях целесообразно определять не число полных оборотов звезды секторов за время измерений Т, а число К темных (светлых) сегментов, прошедших мимо неподвижной точки за то же время. Тогда скольжение будет определяться по формуле

(4.4)

где N - число темных (светлых) сегментов на диске. Таким обра­зом, при неизменном вращении можно получить одинаковую точность измерений скольжения приизменении его в широких пределах.

При использовании частотных методов измерения скольжения на валу ротора устанавливается диск с прорезями, а на статоре – связан­ные с диском фотоэлектрическое устройство (аналогично фотоэлектри­ческому датчику). Количество прорезей К в диске делается таким, чтобы за один оборот ротора можно было получить 100 и более им­пульсов.

Напряжение, питающее ЭM, в свою очередь поступает на формиро­ватель импульсов (число импульсов равно числу периодов питающего напряжения f₁T) и далее в ЭВМ, где умножается на число прорезей в диске, установленном на роторе, т.е. равно fKt. Суммирова­ние импульсов по двум каналам статора и ротора идет одновременно, и через определенное время t проводится расчет скольжения по формуле

(4.5)

где N₁ и N - количество импульсов по каналу счетчиков импульсов статора и ротора за время t. В случае 2р - полюсной машины в канале счетчика импульсов ротора надлежит производить умножение числа импульсов на р.

Поскольку N₁ = fKt, а N = npKt, формула (4.5) тождественна формуле (4.1). Увеличивая число импульсов за один оборот ротора можно увеличить точность определения скольжения методом непосредственногоизмерения частоты вращения ротора.