Merenje otpornosti provodnika namotaja

Презентација на тему: "Merenje otpornosti provodnika namotaja"— Транскрипт презентације:

1 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Prvi ogled je merenje namotaja mašine u hladnom stanju (svi delovi mašine na temperaturi ambijenta). Za merenje otpora namotaja mašina bitna je temperatura namotaja; vrednost otpora zavisi od temperature, tako da je uvek važno naglasiti pri kojoj temperaturi je meren otpor. Merenje može da se radi mernim mostovima – Vitsonovim ili Tompsonovim – međutim nije uobičajeno; Vitsonov most služi za merenje otpora srednjih vrednosti (kod mašina manjih i srednjih snaga) dok Tompsonov most služi za preciznije merenje malih vrednosti otpora namotaja (kod mašina većih snaga); precizni mostovi su najčešće glomazni i skupi. Standardni ommetar za merenje otpora namotaja mašina ne dolazi u obzir, jer služe samo za grubo merenje otpora.

2 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Najčešće se koristi U-I metoda merenja otpora u naponskom spoju, i vrednost otpora namotaja R se uzima prosto kao količnik merenog napona U i merene vrednosti struje I u ogledu (znači bez korekcije usled pojedinačnih grešaka upotrebljenih mernih instrumenata). Naponski spoj U-I metode se koristi zbog toga što je vrednost otpora namotaja mala tako da bi ampermetar na red sa njim uneo veliku grešku merenja. Unutrašnji otpor voltmetra koji je u paraleli sa malim otporom namotaja neće značajno uticati na grešku merenja (merena struja je približno jednaka struji kroz otpor namotaja).

3 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Šema merenja: izvor konstantnog napona, ne sme da ima valovitost pa je to najčešće akumulator npr. 12 V ili baterija; predotpor je neophodan za ograničavanje struje kroz namotaj mašine tokom merenja; treba imati u vidu malu vrednost otpora namotaja, primer: Rnamot=0,01 Ω, I=12/0,01=1200 A tako veliku vrednost struje kroz namotaj ne smemo dozvoliti Veza voltmetra u ogledu nikad nije statična, volmetar se samo prislanja na tačke merenja

4 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Postupak: volmetar nije priključen, uključi se akumulator, podesi se struja pomoću promenljivog otpornika na željenu vrednost, prislanja se volmetar, očitavaju se vrednosti pokazivanja ampermetra i volmetra, odspoji se voltmetar, a zatim se isključi struja kroz kolo. Ukoliko bi se ostavio volmetar priključen, a isključilo kolo struje, usled induktivnosti namotaja (ne treba zaboraviti da merimo otpor namotaja) dolazi do prenapona koja može uništiti relativno osetljive laboratorijske merne instrumente. Struja koju treba podesiti u ogledu treba da bude 5-10% vrednosti nominalne struje kroz namotaj; za recimo 10% vrednosti nominalne struje gubici u bakru su 1% od nominalnih te je promena temperature namotaja tokom ogleda zanemarivo mala (odatle vidimo razlog zašto se uspostavlja vrednost struje merenje do 10% nominalne vrednosti).

5 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Treba imati u vidu da kontaktna otpornost između namotaja i priključka (u priključnoj kutiji mašine) može da bude reda veličine otpornosti namotaja; zato treba vezati krajeve instrumenta (voltmetra) iza priključne kutije da bi izbegli kontaktnu otpornost (ukoliko je to moguće učiniti). S obzirom na relativno veliku induktivnost i malu otpornost namotaja (pogotovo kod mašina većih snaga) i vremenski dijagram uspostavljanja struje u RL kolu, može se zaključiti da vremenska konstanta uspostavljanja struje T=L/R može biti značajna. Zato treba sačekati 3-5 vremenskih konstanti da bi struja dostigla stacionarnu vrednost.

6 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Generalno, dodatni promenljivi otpor smanjuje vremensku konstantu ; recimo da je T=10 min. (kao kod velikih transformatora) to bi značilo da treba sačekati bar 3T=30 min. što ne dolazi u obzir; u tom slučaju treba povećati dodatnu otpornost, ali time i smanjujemo jačinu struje merenja, koja će napraviti mali pad napona na merenom otporu namotaja tako da ga je nekad teško precizno meriti; u tom slučaju takođe treba povećati napon napajanja (jednosmernog konstantnog izvora). Kako odabrati ampermetar i voltmetar koji su potrebni za merenje: ampermetar za 5-10% nazivne struje voltmetar koji može da ide do napona konstantnog izvora (recimo 12V), ali da takođe ima mogućnost biranja manjih mernih opsega – pretpostavimo otpor namotaja Rn, kako mi biramo struju merenja Imer možemo izračunati očekivani napon na njemu kao Vmer=Rn*Imer što znači da sličan merni opseg volmetar treba da poseduje; otpor namotaja procenjujemo na osnovu nominalnih gubitaka u bakru, na taj način što ukupne gubitke odredimo na osnovu stepena iskorišćenja mašine (natpisna pločica), zatim procenimo udeo gubitaka u bakru u ukupnim gubicima (tipično 60%), podelimo sa brojem faza i sa merenom strujom na kvadrat Imer2 i time dobijamo procenjenu vrednost otpora faznog namotaja

7 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Skretanje ampermetra i voltmetra u ogledu treba da bude što veće (u gornjoj polovini skale) kako bi imali tačnije rezultate (kako bi pravili manju grešku prilikom očitavanja). Povećavanjem struje povećavamo zagrevanje mašine, odatle sledi da samo merenje treba da traje što kraće kako bi rezultati merenja bili relevantni. Pored merenja otpora namotaja u hladnom stanju nekada je potrebno uraditi merenje otpora namotaja u toplom stanju. Zašto merimo otpor namotaja u toplom stanju: treba imati u vidu da je nominalna radna tačka takva da temperatura namotaja ne pređe tačno definisanu vrednost (određenu klasom izolacije namotaja); tako na ovaj način proveravamo da li se pri datoj nominalnoj snazi mašina pregreva ili ne; tokom takve provere bi smo opteretili mašinu nominalnom snagom i čekali dok se temperatura ne ustali i onda bi izmerili otpor namotaja (u takvom toplom stanju) iz čega bi mogli da izvučemo informaciju o temperaturi namotaja te bi mogli da odredimo da li mašina može da radi sa tom snagom ili ne; zaključak: otpor namotaja u toplom stanju merimo da bi odredili temperaturu namotaja.

8 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Postupak određivanja povišenja temperature na osnovu merenja otpora namotaja u toplom i hladnom stanju prikazan je u sledećim redovima:

9 Merenje otpornosti provodnika namotaja
Tokom ovog postupka nikada se ne računaju otpori Rt i Rhl već se povišenje temperature određuje kao: Gde je Ut napon izmeren U-I metodom u toplom stanju, a Uhl napon izmeren U-I metodom u hladnom stanju, tako što se napon meri pri istoj struji merenja. Na taj način se smanjuje greška instrumentacije jer je time anulirana greška ampermetra.

10 Merenje otpornosti provodnika namotaja
PRIMER. Procena otpora namotaja mašine i relevantih vrednosti za izbor potrebnih instrumenata. Npr. podaci mašine: 1,1 kW, Δ-Y, V, 5,2-3 A, 1390 o-min, cosφ=0,75. Prvi korak: U sprezi zvezda kroz fazni namotaj teče nazivna struja, u ovom slučaju 3 A. Odatle sledi da struja koju u ogledu treba podesiti iznosi oko Imer = 10%*3 A = 0,3 A. Ova vrednost određuje potreban merni opseg ampermetra (recimo, bar 0,6 A sa mogućnošću biranja manjeg opsega). Drugi korak: Ukoliko je za U-I metodu kao izvor upotrebljen akumulator napona 12 V, potrebnu vrednost promenljivog predotpora možemo dobiti na osnovu: 12 V / 0,3 A = 40 Ω. Uzećemo neki predotpor u opsegu Ω kako bi obuhvatili i situaciju ako je možda akumulator prepunjen.

11 Merenje otpornosti provodnika namotaja
PRIMER. Procena otpora namotaja mašine i relevantih vrednosti za izbor potrebnih instrumenata. Treći korak: Otpor namotaja procenjujemo na sledeći način. Ukupni gubici u mašini su: pretpostavka

12 Merenje otpornosti provodnika namotaja
PRIMER. Procena otpora namotaja mašine i relevantih vrednosti za izbor potrebnih instrumenata. Treći korak: pretpostavljajući da se gubici u bakru podjenako raspoređuju na stator i na rotor, gubici u bakru statora iznose: Četvrti korak: otpor namotaja statora stoga procenjujemo na vrednost: Konačno: Vrednost napona relevantna za izbor potrebnog volmetra za ogled merenje otpora ovog namotaja iznosi: Izabraćemo prvi veći standardan opseg, recimo 2 V