RU2009455C1 - Method for determining inertia moment of solid body - Google Patents
Method for determining inertia moment of solid body Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009455C1 RU2009455C1 SU5014224A RU2009455C1 RU 2009455 C1 RU2009455 C1 RU 2009455C1 SU 5014224 A SU5014224 A SU 5014224A RU 2009455 C1 RU2009455 C1 RU 2009455C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- inertia
- moment
- direct current
- stator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения моментов инерции твердых тел, в том числе роторов синхронных электрических машин. The invention relates to measuring technique and is intended to determine the moments of inertia of solids, including rotors of synchronous electric machines.
Цель изобретения - повышение точности и упрощение технической реализации способа измерения моментов инерции твердых тел. The purpose of the invention is to improve the accuracy and simplify the technical implementation of the method of measuring the moments of inertia of solids.
На чертеже приведена функциональная схема установки для измерений моментов инерции твердых тел, поясняющая сущность способа. Установка содержит регулируемый источник постоянного тока 1, амперметр 2, испытуемый синхронный двигатель 3 с системой фаз на статоре 4 и постоянными магнитами на роторе 5 и валом 6, на котором закрепляется эталонное тело 7, фазосдвигающий фильтр 8, усилитель мощности 9 и частотомер 10. Способ может быть реализован применительно к синхронным двигателям с постоянными магнитами, электромагнитным возбуждением и любым другим активным ротором. The drawing shows a functional diagram of the installation for measuring the moments of inertia of solids, explaining the essence of the method. The installation comprises an adjustable direct current source 1,
В установке одна из обмоток статора 4 синхронного двигателя 3 подключена через амперметр 2 к регулируемому источнику постоянного тока 1, две другие обмотки соединены между собой через последовательно соединенные фазосдвигающий фильтр 8 и усилитель 9, на валу 6 двигателя 3 закрепляется эталонное тело 7, к выходу усилителя 9 подключен частотомер 10. In the installation, one of the
При подключении одной из обмоток статора синхронного двигателя 3 к источнику постоянного тока 1 в результате взаимодействия магнитного потока, создаваемого этой обмоткой, и потока, создаваемого постоянными магнитами ротора 5, происходит ориентация ротора 5 в положение, соответствующее минимуму энергии электромеханической системы (нулевое). Обмотка с постоянным током в данном случае выполняет роль регулируемой электрической пружины с жесткостью С, пропорциональной току I в обмотке постоянного тока, т. е. С= КпI, где Кп - коэффициент пропорциональности.When one of the stator windings of a
Для создания незатухающих колебаний ротора относительно нулевого положения используется режим качающегося магнитного поля, который обеспечивается при соединении двух обмоток статора по схеме автогенератора, т. е. между собой через последовательно соединенные фазосдвигающий фильтр 8 и усилитель 9. При соответствующем выборе частотной характеристики фазосдвигающего фильтра 8 качания ротора 5 переходят в автоколебательный режим с периодом
T = 2, (1)
где J - момент инерции колеблющейся части;
К - коэффициент передачи цепи вал-двигатель.To create undamped oscillations of the rotor relative to the zero position, the oscillating magnetic field mode is used, which is ensured by connecting two stator windings according to the oscillator circuit, that is, through a series-connected phase-shifting
T = 2 , (1)
where J is the moment of inertia of the oscillating part;
K is the gear ratio of the shaft-motor circuit.
Уравнение (1) свидетельствует о том, что если определены период колебаний Т и коэффициент К передачи цепи вал-двигатель, то легко может быть вычислен момент инерции I колеблющейся части. Основное затруднение вызывает определение коэффициента К передачи цепи вал-двигатель, который зависит от периода колебаний. Однако известно, что этот коэффициент применительно к синхронным двигателям прямо пропорционален электромагнитной жесткости и, следовательно, величине постоянного тока I в обмотке статора 4 двигателя 3, т. е. Equation (1) indicates that if the oscillation period T and the transmission coefficient K of the shaft-motor circuit are determined, then the moment of inertia I of the oscillating part can be easily calculated. The main difficulty is the determination of the transmission coefficient K of the shaft-motor circuit, which depends on the period of oscillation. However, it is known that this coefficient as applied to synchronous motors is directly proportional to electromagnetic stiffness and, consequently, to the value of direct current I in the stator winding 4 of
К= γС= γ КпI, (2)
где γ - коэффициент пропоpциональности.K = γ C = γ K p I, (2)
where γ is the proportionality coefficient.
Это дает основание выполнить измерение момента инерции ротора синхронного двигателя по двум экспериментам, состоящим в воспроизведении незатухающих колебаний ротора двигателя с закрепленным на нем эталонным телом 7 и без него, но при одной и той же частоте. This makes it possible to measure the moment of inertia of the rotor of a synchronous motor according to two experiments, consisting in reproducing undamped oscillations of the rotor of the motor with and without a
В первом эксперименте ротор 5 двигателя остается свободным. Одну из обмоток статора 4 подключают к источнику постоянного тока 1, две другие обмотки соединяют между собой через последовательно соединенные фазосдвигающий фильтр 8 и усилитель 9. Последовательно с обмоткой постоянного тока включают амперметр 2, а к выходу усилителя 9 подключают частотомер 10. В результате такого включения обмоток ротор 5 совершает незатухающие колебания. По показаниям амперметра 2 определяют ток Iо в обмотке постоянного тока статора двигателя, а по показаниям частотомера 10 определяют период Т (частоту f= 1/T) колебаний. Период Т колебаний связан с моментом инерции Jо ротора синхронного двигателя соотношением
T = 2
или, с учетом формулы (2):
T = 2 . (3)
Во втором эксперименте ротор синхронного двигателя 3 жестко соединяют с эталонным телом 7 с известным моментом инерции Jэ и возбуждают незатухающие колебания ротора. Так как момент инерции колеблющейся части (Jо+Jэ) во втором эксперименте больше, чем в первом, то период колебаний увеличивается. Регулированием тока в обмотке постоянного тока статора синхронного двигателя 3 устанавливают период колебаний ротора с закрепленным эталонным телом равным Т и измеряют величину тока I, соответствующую этому режиму. Соотношение между периодом колебаний Т и током I в обмотке постоянного тока статора при этом имеет вид
T = 2 (4)
Приравняв правые части уравнений (3) и (4) и выполнив математические преобразования, получим формулу
Jo= J, (5)
по которой по измеренным значениям токов Io и I в обмотке постоянного тока статора синхронного двигателя 3 и значению момента инерции Jэ эталонного тела 7 вычисляют момент инерции Jо ротора 5.In the first experiment, the
T = 2
or, taking into account the formula (2):
T = 2 . (3)
In the second experiment, the rotor of the
T = 2 (4)
Equating the right sides of equations (3) and (4) and performing mathematical transformations, we obtain the formula
J o = J , (5)
according to which the measured values of currents I o and I in the DC winding of the stator of the
Таким образом, поскольку измерения производятся на одной частоте, то есть в одной точке частотной характеристики коэффициента передачи цепи вал-двигатель, а его значение не определяется и в явном виде не входит в вычислительную формулу (5), то, следовательно, повышается точность измерения момента инерции ротора синхронного двигателя. Измерение постоянного тока с помощью современных электроизмерительных приборов выполняется просто и с высокой точностью. Thus, since the measurements are made at the same frequency, i.e., at one point of the frequency response of the shaft-motor transmission coefficient, and its value is not determined and is not explicitly included in the computational formula (5), therefore, the measurement accuracy of the moment is increased inertia of the rotor of a synchronous motor. Direct current measurement with modern electrical measuring instruments is simple and high precision.
Определение момента инерции ротора синхронного двигателя производится без его разборки, непосредственно в собранной машине, относительно реальной оси вращения, сформировавшейся в результате установки ротора и с учетом влияния подшипников, что также обеспечивает повышение точности измерений. The moment of inertia of the rotor of a synchronous motor is determined without disassembling it, directly in the assembled machine, relative to the real axis of rotation, formed as a result of the installation of the rotor and taking into account the influence of bearings, which also improves measurement accuracy.
Использование предлагаемого способа в приемочных и научно-исследовательских испытаниях синхронных двигателей и других изделий позволит повысить эффективность испытаний. Using the proposed method in acceptance and research tests of synchronous motors and other products will improve the efficiency of the tests.
(56) Авторское свидетельство СССР N 1755080, кл. G 01 M 1/10, 1989. (56) Copyright certificate of the USSR N 1755080, cl. G 01 M 1/10, 1989.
Claims (1)
Jo= J,
где J0 - момент инерции ротора;
Jэ - момент инерции эталонного элемента;
I0 - постоянный ток без эталонного элемента;
I - постоянный ток с эталонным элементом,
определяют момент инерции ротора синхронного двигателя.METHOD FOR MEASURING THE INERTIA MOMENT OF A SOLID BODY, consisting in the fact that two solids, one of which is the rotor of the electric motor, and the other is rigidly connected to its shaft, are introduced into self-oscillation mode by turning on the stator winding of the electric motor in the oscillator circuit, measure the oscillation period of these bodies and its value is determined by the moment of inertia of one of them, characterized in that a reference element is used as a solid, a synchronous motor is used as an electric motor, the stator winding of which is additionally excited they choke with direct current, at the value of which the oscillation period remains unchanged both for the rotor with the indicated element, and without it and in relation
J o = J ,
where J 0 is the moment of inertia of the rotor;
J e - moment of inertia of the reference element;
I 0 - direct current without a reference element;
I - direct current with a reference element,
determine the moment of inertia of the rotor of the synchronous motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5014224 RU2009455C1 (en) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Method for determining inertia moment of solid body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5014224 RU2009455C1 (en) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Method for determining inertia moment of solid body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009455C1 true RU2009455C1 (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=21590380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5014224 RU2009455C1 (en) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Method for determining inertia moment of solid body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2009455C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2150062C1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-05-27 | Мельниченко Игорь Юрьевич | Gas-return mechanism of self-loading weapon |
| RU2715044C1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Марийский государственный университет" | Method of measuring moment of inertia of asynchronous electric motor |
| RU2725897C1 (en) * | 2019-08-02 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Excitation method of mechanical self-oscillations |
-
1991
- 1991-11-28 RU SU5014224 patent/RU2009455C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2150062C1 (en) * | 1999-03-25 | 2000-05-27 | Мельниченко Игорь Юрьевич | Gas-return mechanism of self-loading weapon |
| RU2715044C1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-02-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Марийский государственный университет" | Method of measuring moment of inertia of asynchronous electric motor |
| RU2725897C1 (en) * | 2019-08-02 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Excitation method of mechanical self-oscillations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2521788C2 (en) | Electric drives survey and test bench | |
| Ojo et al. | Measurement and computation of starting torque pulsations of salient pole synchronous motors | |
| Miller | Methods for testing permanent magnet polyphase AC motors | |
| RU2009455C1 (en) | Method for determining inertia moment of solid body | |
| RU2172936C1 (en) | Method for measurement of body moment of inertia | |
| CN114729976B (en) | Method and device for calibrating a regulator of an electric machine | |
| RU2077036C1 (en) | Resonance method of measurement of moment of inertia of articles of type of bodies of revolution | |
| CN109581221A (en) | A kind of method for accurate testing of PWM driving source magneto efficiency | |
| Sudan et al. | The measurement of transient torque and load angle in model synchronous machines | |
| McCann et al. | Investigation of direct flux measurements in switched reluctance motors | |
| RU2011203C1 (en) | Method of measuring current of generator with brushless excitation | |
| SU761857A1 (en) | Apparatus for measuring electric machine shaft power | |
| JPH0534423A (en) | Method for calculating characteristic of linear induction motor | |
| SU1606945A2 (en) | Apparatus for graduating and testing angular accelerometers | |
| US3422668A (en) | Device for measuring mechanical vibration | |
| Arshad et al. | Rated starting performance of solid pole synchronous motors from reduced voltage factory tests | |
| Jovanovic et al. | Off-line testing of reluctance machines | |
| SU1325309A1 (en) | Device for measuring electric motor static movement | |
| SU1043481A1 (en) | Electromagnetic method for measuring ferromagnetic article diameter | |
| RU2141631C1 (en) | Device measuring torque of magnetic clutch | |
| SU1397849A1 (en) | Device for measuring and registering the load angle of synchronous machine | |
| RU34752U1 (en) | Device for measuring and recording the internal angle of a synchronous machine | |
| RU57456U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING TORQUE ON THE SHAFT OF AN ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR | |
| SU864204A1 (en) | Device for measuring magnetization of ferroregisters | |
| SU849118A1 (en) | Device for measuring energy loss for rotating hysteresis |