Merenje otpornosti provodnika namotaja Prvi ogled je merenje

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.

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).

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

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).

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.

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 3 T=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 12 V), 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 Imer 2 i time dobijamo procenjenu vrednost otpora faznog namotaja

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.

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

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.

Merenje otpornosti provodnika namotaja • PRIMER. Procena otpora namotaja mašine i relevantih vrednosti za izbor potrebnih instrumenata. • Npr. podaci mašine: 1, 1 k. W, Δ-Y, 220 -380 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 40 -50 Ω kako bi obuhvatili i situaciju ako je možda akumulator prepunjen.

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

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