Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрических вращающихся машин

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрических вращающихся машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН с ротором и трехфазной обмоткой на статоре, содержащее блок питания, блок коммутации фаз статорной обмотки, блок сравнения с элементом задания напряжения уставки. программный блок в виде узлов временного управления блоком коммутации фаз и блоком сравнения, индикатор контроля, при .этом выход блока коммутации подключен к статорной обмотке, первый выход программного блока соединен с управляющим входом блока коммутации, а второй - с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с индикатором контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса измерения, устройство снабжено регуляторами постоянного тока, включенными между блоком питания и блоком коммутации фаз и соединенными с управляемым программным блоком, и датчиком магнитного потока, предназначенным для установки на торце машины концентрично «g оси и подключенным к второму входу блока сравнения.С/г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3753040/24-07 (22) 19.06.84 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) Ю. Д. Новиков и Ю. В. Бабин (53) 621.313.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 542409, кл. G 01 R 31/34, 1957.

Авторское- свидетельство СССР № 813603, кл. Н 02 К 15/16, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН с ротором и трехфазной обмоткой на статоре, содержащее блок питания, блок коммутации фаз статорной обмотки, блок сравнения с элементом задания напряжения уставки, „„SU„„A (5ц 4 G 01 R 31/34 программный блок в виде узлов временного управления блоком коммутации фаз и блоком сравнения, индикатор контроля, при .этом выход блока коммутации подключен к статорной обмотке, первый выход программного блока соединен с управляющим входом блока коммутации, а второй — с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с индикатором контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса измерения, устройство снабжено регуляторами постоянного тока, включенными между блоком питания и блоком коммутации фаз и соединенными с управляемым программным блоком, и датчиком магнитного потока, предназначенным для установки на торце машины концентрично @ оси и подключенным к второму входу блока сравнения.

1191849

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к электрическим машинам, и может быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрических машин в процессе их изготовления, эксплуатации и ремонта.

Целью изобретения является повышение точности и ускорение процесса измерения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 условная схема размещения статорных катушек двухполюсной асинхронной машины и взаимное расположение статора и ротора относительно условной линии симметрии воздушного зазора при наличии статического эксцентриситета в> и динамического в, на фиг. 3 и 4 — примеры задания токов в фазах статора для двух моментов времени, соответствующих условному начальному временному положению звезды токов и ее повороту на 30 эл. град соответственно; на фиг. 5 — кривая распределения намагничивающей силы Н вдоль воздушного зазора; на фиг. 6 — распределение тока по пазам при наличии дефекта за счет магнитной несимметрии; на фиг. 7— положение ротора относительно статора при положении звезды токов соответственно фиг. 4 и кривая индукции В в зазоре; на фиг. 8 — распределение токов в обмотке статора при положении звезды токов статора соответственно фиг. 4.

Устройство содержит блок питания 1, регуляторы 2 — 4 постоянного тока, блок 5 коммутации фаз статорной обмотки, испытуемую электрическую машину 6, программный блок 7, датчик 8 измерения магнитного потока, блок 9 сравнения, индикатор 10 контроля.

Устройство работает следующим образом.

В качестве измеряемого параметра, по изменению которого судят о наличии эксцентриситета, выбирается величина потока рассеяния, обусловленная наличием постоянной составляющей магнитной индукции в зазоре при симметричной намагничивающей силе, вызванной несимметрией магнитной системы.

В определенной точке конвейера статорные обмотки испытуемой электрической машины 6 подключаются на короткое время к соответствующим выходам регуляторов 2 — 4 постоянного тока через блок 5 коммутации фаз статорной обмотки. Величина тока в каждой из фаз статорной обмотки испытуемой электрической машины 6 задается программным блоком 7 и соответствует мгновенным значениям звезды фазных токов для фиксированного момента времени. При подключении статорных обмоток испытуемой электрической машины 6 через регуляторы 2 — 4 постоянного тока к источнику 1 питания блоком 5

55 коммутации фаз (фиг. 3, 4) по обмоткам п ротека ют постоянные по величине токи, создающие магнитный поток в воздушном зазоре и магнитной системе электрической машины. В случае несимметрии магнитной системы появляется постоянная составляющая магнитного потока, которая замыкается по путям, изображенным на фиг. 1 линией Ф . Измерение магнитного потока Ф производят. при включении или отключении машины от источника питания. Потоком рассеяния Ф наводится

ЭДС в катушке датчика 8 измерения магнитного потока. Сигнал с датчика 8 измерения магнитного потока поступает на вход блока 9 сравнения, где сравнивается с эталонным значением. Если измеряемая величина ЭДС превышает допустимое эталонное значение, то блок 9 сравнения выдает сигнал на индикатор 10 контроля и данная машина признается негодной.

Данное устройство, кроме отбраковки изделий, позволяет получить данные как о наличии статического эксцентриситета, так и динамического и их координат. Возможность определения координат динамического и статического эксцентриситета при помощи предлагаемого устройства вытекает из принципа его работы и может быть объяснена следующими примерами.

На фиг. 3 изображена звезда токов в статорной обмотке для фиксированного момента времени, совмещенная с комплексной плоскостью. Регуляторы 2, 3 и 4 тока запитывают обмотку статора по команде программного блока 7 током, величина которого равна проекции вектора тока соответствующей фазы на вещественную ось. На фиг. 4 изображено распределение обмотки по пазам двигателя с q=2 и величиной тока в катушках, соответствующих положению звезды, изображенной на фиг. 3.

На фиг. 5 ступенчатой кривой Не показано распределение намагничивающей силы вдоль воздушного зазора на полюсном делении, соответствующее распределению тока в статорных обмотках. При этом кривая 6 отражает крайний случай несимметрии, когда средняя величина воздушного зазора под одним полюсом минимальна (Ь„), а под другим — максимальна (6 ), Такому положению ротора при заданном распределении тока в обмотках статора соответствует распределение индукции в воздушном зазоре, изображенное на фиг. 5 кривой В с максимальным значением индукции В, под одним полюсом- с минимальным воздушным зазором 6 и с минимальным значением индукции В, под другим полюсом с максимальным воздушным зазором 6z. Нарушение симметрии магнитного поля приводит к возникновению постоянной составляющей индукции Во (фиг. 5) в воздушном зазоре, с которой связан маг1191849

Ф Кxв еииЯ отара о/77ООФ нитный поток, замыкающийся по путям рассеяния и изображенный на фиг. 1 линией

Фь . При этом между величиной дефекта и потоком Ф существует линейная связь где К, — экспериментально устанавливаемый коэффициент для данного типа машины; е — эксцентриситет.

Таким образом, при включении (или отключении) обмотки статора на постоянный ток с распределением тока по пазам согласно фиг. 6 и наличии дефекта за счет магнитной несимметрии потоки, связанные с постоянной составляющей магнитной индукции, замыкаются по путям Ф q, наводят ЭДС в катушке датчика 8 измерения магнитного потока, которая пропорциональна величине эксцентриситета и является рабочим сигналом.

Задаваясь различными значениями токов в обмотке статора, соответствующих различному временному положению звезды токов, можно найти как максимальное, так и минимальное положение эксцентриситета.

Так, на фиг. 7 показано такое положение ротора относительно статора, при котором для заданного положения звезды токов, соответствующего фиг. 4, и распределению токов в обмотке статора (фиг. 8) средние величины зазора под каждым полюсом (изображенные кривой о) равны между собой и, несмотря на искажение кривой распределения магнитной индукции в зазоре (кривая В, фиг. 7), постоянная составляющая магнитного поля отсутствует.

Таким образом, если, имитируя поворот звезды токов, находим максимальную ве5 личину сигнала, соответствующую максимальному дефекту, а потом при повороте ротора данный сигнал не изменяется, то имеет место статический эксцентриситет, координаты которого строго определены.

10 Если же при повороте ротора величина сигнала с датчика 8 измерения магнитного потока изменяется, то в машине имеет место и динамический эксцентриситет. Постепенно изменяя положение ротора относительно статора и имитируя программным блоком 7 вращение звезды токов статорной обмотки, определяем координаты динамического эксцентриситета с высокой степенью точности.

Таким образом, в результате применения предлагаемого устройства автоматизируется и упрощается процесс контроля неравномерности воздушного зазора электрических вращающихся машин в условиях поточного производства с определением точных координат статического и динамического эксцентриситета. Кроме того, предлагаемое устройство дает возможность сократить время испытания одного двигателя, позволяя в условиях выпуска больших серий асинхронных машин малой мощности экономить электроэнергию, при этом производится отбраковка электрических машин с величиной неравномерности воздушного зазора выше установленной нормы.!!91849 фиг. 4 фиг. 5

У У А л Z Z a 8 x x с с

0+0+0+0+0+0+0+0+000000

957т УПт I и 51т Оба 1т О бает

Фи«б фиг. 7

000+0+О+О+00000000

0 ЮХ 0, адб 7я

Фиг. 8

Составитель А. Трепутнева

Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Келемеш

Заказ 7153I43