Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей

Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в упрощении испытаний и повышении достоверности результатов. Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей основан на увеличение частоты питающего тока по отношению к номинальному. Благодаря тому, что электродвигатель нагружают топливным насосом, измеряют параметры, определяют время ускоренных испытаний по эквивалентности влияния на прочность изоляционных материалов, износ подшипников и проводят испытания в течение времени, равного наименьшему из этих значений, обеспечивается достижение поставленной цели. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИ tECKVIX

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 К 15/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

О

С 00

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4432 1 50/07 (22) 05.04.88 (46) 15.08.91. Бюл. М 30 (72) А.И. Ткаченко и М.И. Гроссман (53) 621.313.713(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1125710,,кл,,Н 02 К 15/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N 320684. кл. F 25 В 31/02. 1971. (54) СПОСОБ УСКОРЕННОГО ИСПЫТАНИЯ

ПОГРУЖН ЫХ ЭЛ ЕКТРОДВИГАТЕЛ ЕЙ (57) Изобретение относится к электромашиностроению. Цель изобретения состоит в

Изобретение относится к способам испытания погружных электродвигателей, предназначенных для привода топливных насосов, и может быть использовано в отраслях промышленности. занятых производством и испытаниями погпужных электродвигателей.

Цель изобретения состоит в упрощении испытаний и повышении достоверности результатов.

На фиг. 1 приведен график изменения момента на валу топливного насоса в зависимости от частоты вращения: на фиг. 2— зависимость потребляемого тока от нагрузочного момента; на фиг. 3 - зависимость температуры перегрева обмотки статора и по1 ребляемого тока электродвигателя от частоты питающей сети.

Способ ускоренных испытаний погружных асинхронных электродвигателей. предназначенных для привода топливных насосов. реализуется следующим образом. .Электродвигатель в составе насоса помещают в топливо и включают в работу при номинальном напряжении и номинальной частоте питающей сети. При этом измеряют ток и установившуюся температуру tH об. Ж 1670748 А1 упрощении испытаний и повышении достоверности результатов. Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей основан на увеличении частоты питающеготока по отношению к номинальному, Благодаря тому, что электродвигатель нагружают топливным насосом, измеряют параметры, определяют время ускоренных испытаний по эквивалентности влияния на прочность изоляционных материэлов, износ подшипников и проводят испытания в течение времени, равного наименьшему из этих значений, обеспечивается достижение поставленной цели, 3 ил, мотки статора электродвигателя, например, методом сопротивлений. Затем псвышают частоту питающей сети и при этой повышенной частоте определяют потребляемый 1ок.

Определяют время ускоренных испытаний за сче1 повышения температуры изоляционных материалов по формуле Ц н (у 1

ty tH(— -—

mt тн где К вЂ” уг, овой коэффициент. равный К= —, н так как зависимость установившейся температуры тн от частоты fH — прямая r, = К1н

Определяют время ускоренных испытаний за счет повышенного радиального износа подшипников по формуле

I2 .f

ty — т, -2 . у у и н

Определяют время ускоренных испытаний за счет торцевого износа подшипников по формуле

Fm+ F,(f) 5

7 +F„Q „

Из определенных трех значений времени ускоренных испытаний выбирают наименьшее.

1670748

Как следует из фиг. 1 и 2 повышение частоты питающего тока приводит к повышению частоты вращения электродвигателя, к увеличению потребляемого тока, т,е. повышению температуры обмотки.

Повышение частоты вращения, сопровождаемое увеличением момента на валу и осевого усилия, приводит также к увеличению нагрузки на подшипник, т.е. к увеличению их износа за единицу времени.

В общем случае ускорение испытания за счет повышения температуры электроизоляционных материалов определяется по формуле

ty Тн Ту

1н mt где ty — время ускоренных испытаний;

tH — время гарантийной наработки;

TH — температура элемента (изоляции) при испытании с номинальной частотой в сети питания электродвигателя;

Ту — температура элемента (изоляции) при испытании с повышенной частотой в сети питания электродвигателя; п11 — показатель степени термической стойкости элемента (изоляции).

При увеличении частоты питающей сети растет нагрузка на валу электродвигателя, работающего в топливе в составе насоса.

При этом растет ток и температура. 3ависимость установившейся температуры (фиг. 3) от частоты есть прямая линия, т.е. г= Kf

Следовательно к(1, — Я

1н m где К вЂ” коэффициент пропорциональности. угловой коэффициент который может быть определен как гн

К = —, 1н где тн — установившаяся температура при номинальной частоте.

Ускорение испытания за счет повышенного радиального износа графитовых подшипников определяется следующим образом.

Как известно долговечность подшипника определяется произведением удельного давления на линейную скорость (р 4

При работе электродвигателя в вертикальном положении насосом вниз (нормальное положение на объекте) на радиальный подшипник действует сила одностороннего магнитного притяжения. равная

S 2 -о

Гомп = 5ppp 4В Д -Дгде S — площадь соприкосновения вала и подшипника;

Вд — индукция в воздушном зазоре; — начальный эксцентриситет;

5 д о — односторонний воздушный зазор между статором и ротором.

Для одного и того же электродвигателя

5000 4 = К вЂ” постоянная

10 Тогда (4) (6) г

Гомп = К1 ВД, (2)

Магнитная индукция в воздушном зазоре из теории электрических машин равна

15 В Ф (3)

%тпрр где Ф вЂ” магнитный поток, а; — коэффициент полюсного перекрытия;

20 г и — полюсное деление; г- длина пакета статора (ротора).

Магнитный поток равен (по закону Ома для магнитной цепи

IW

25 Rp

Ф = —, где! — потребляемый ток электродвигателя:

W — число витков обмотки статора;

Rp — сопротивление прохождению магнитного потока.

30 Подставляя (4) и (3) получим (5)

W где K2 — — постоянная для одного и

,И Я

Удельное давление равно

FoMn K1 K) I

Р— — — — — — — Кз.! (7)

К1 K) где Кз= — — постоянная, S

Линейная скорость, как известно. равна

60 (8) где D — диаметр вала;

60(5р и=- — — частота вращения вала; р

f — частота питающей сети;

P — число пар полюсов статора.

Подставляя выражение и в (8), получим

uDf

55 V= =К4 f, р (9)

=л0 где К4= - - — постоянная для одного типа электродвигателей.

Таким образом из (7) и (9);

1670748

10 но

Р = — — — --- К (Г + F(f)). (12) 30

F Fm + F(fj

1 где K5- — — постоянная

Из (9) и (12) получим

P-V=K6fFm+ F(f)) К4 f (13) 35

Время ускоренных испытаний при эквивалентности торцового износа подшипника равно

Рн Чн — — — — или у у 40 н — или

45

КЗ I K4 f = 5 I (10) гДЕ К5= КЗ К4 — ПОСтОЯннаЯ

Время ускоренных испытаний при эквивалентности радиальных износов подшипников равно

Рн Чн — или гy чу

К5 1нтн . 2 — — 4 или

К5 lyfy нтн

1У 2 (11)

lyfy

Ускорение испытания эа счет повышенного торцевого износа торцевого подшипника определяется следующим образом.

П ри работе электродвигателя в вертикальном положении в составе насоса в топливе на торцевой подшипник действует сила 20 массы Fm ротора и осевое усилие Foñ со стороны насоса:

F=Fm+Foc

Сила Foc зависит от частоты питающей сети, т,е. 25

Foocc-=F(f)

Тогда F=Fm+F(f)

Удельное давление на подшипник равFm + н, н

+ y (14)

Зависимость F(f) определяется предварительно экспериментально или расчетным путем.

Таким образом. измерив установившуюся температуру при частоте fH, потребляемый ток при Гн и повышенной частоте, а также зная массу ротора и зависимость F(f), можно определить время ускоренных испытаний по формулам 1, 11 и 14. В качестве фактического времени ускоренных испытаний принимают наименьшее.

Предлагаемый способ испытания погружных электродвигателей является простым, так как не требует дополнительных устройств и оборудования, более достоверным, так как ужесточаются режимы работ всех узлов электродвигателя и ускоряет испытания.

Проведенные проверочные испытания показали, что при увеличении частоты тока питающей сети в 1.15 раэ (при fy=460 Гц вместо fr=400 Гц) время испытания сокращается в 2 раза, Формула изобретения

Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей, включающий увеличение частоты питающего тока по отношению к номинальному, отличающийся тем, что, с целью упрощения испытаний и повышения достоверности результатов, нагружают электродвигатель топливным насосом, измеряют потребляемый ток и установившуюся температуру обмотки при номинальной частоте и потребляемый ток при повышенной частоте, определяют время ускоренных испытаний по эквивалентности влияния на прочность изоляционных материалов, радиальной и торцевой износ подшипников и проводят испытания в течение времени, равного наименьшему из этих значений.

1670748

И

Составитель Н. Мотин

Редактор B. Трубников 1ехред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Закаэ 2755 3 ираж 328 Подписное

ВНИИПИ Госуд рс венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

i 13035 Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производг гвенн -издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101