Способ измерения осевого магнитного тяжения в электрической машине

Способ измерения осевого магнитного тяжения в электрической машине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С-А

ОП И H-ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалнстимесмнз

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТЗУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 27.12,73(2l) 1980276/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.07 76,Áþëëeòeíü №26 (5>3 > <л

Н 02 К 15/00

Государственный комитет

Соавта Министров СССР оо делам нэооретеннй и открытий (») УЮ621.З1З. . 1 З(088.8) 1(46) Дата опубликования описания 12.09,76

Н. Ф. Кузнецов и A. И. Мурыгин (72} Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОГО МАГНИТНОГО ТЯЖЕНИЯ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЕ

Изобретение относится к области электротехники.

Известен способ измерения осевого магнитного тяжения в электрической машине с жестко закрепленным в корпусе статором, заключающийся в том, что между статорол и неподвижным ротором машины размещают немагнитную прокладку и по величине усилия отрыва ротора от статора (при возбужденчой магнитной цепи машины) судят о величине магнитного тяжения (1). Однако при таком способе измерения не учитывается влияние нагрузочных факторов, появляюшихся при работе машины.

Известен также способ измерения осево- д го магнитного тяжения в электрической машине, основанный на измерении деформации упругого элемента, через который пере. дается осевое усилие на ротор машины, осевое перемещение одной из опор которого предотвращается посредством фиксирующего элемента, например крышки подшипника (2).

Предварительные осевые нагрузки на подшипниках настраивают в:статическом состоянии двигателя путем сжатия пружин или щ заменяющих их упругих элементов - подшипниковых шитов. Влияние же факторов, проявляющихся при работе машины под нат рузкой, не учитывается при настройке усилия осевого поджатия.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения. Это достигается тем, что ротору обеспечивают возможность осевого перемешения относительно корпуса, например, путем установки прокладки между крышкой подшипника и корпусом, устанавливают между ротором и корпусом предва рительно тарированный упругий элемент, осуществляют пуск машины и ее введение в необходимый режим, затем сжимают упругий элемент в направлении, встречном осеаа магнитному тяжению, измеряют величяну деформации упругого элемента в момент начала смещения ротора в осевом направлении и по характеристике тарированного уцругого элемента определяют величину осевого магнитного тяжения.

Момент начала смещения ротора в осевом направлении определяют по скачку показаний включенного в цепь обмотки стато»

52163>

3 ра электроизмерительного прибора, например вольтметра, или по скачку показаний измерителя механических перемещений, например микрометра, установленного с торца ротора. б

На чертеже показана электрическая машина, в которой реализуется описываемый способ.

Между ротором 1 и статором 2 машины имеется воздушный зазор О., в котором при <© возбуждении машины (путь основного магнитного потока обозначен пунктирной линией) возникает магнитное тяжение. На левой опоре ротора подшипинк 3 фиксирован, т. е. не имеет осевых перемещений относительно ротора и статора. Правая опора ротора выполнена "плавающей, т. е. ее подшипник

4 имеет свободу осевых перемещений относительно статора. Между наружным кольцом подшипника 4 и крышкой 5 установлена предварительно тарированкая пру>кина 6 сжатия. В случае огсутствия в конструкции машин укаэанной пружины ее устанавливают на опоре на время определения осевого магнитного тяжения.

При работе машины в генераторном режиме в цепь обмотки 7 статора 2 можно включить вольтметр 8, показывающий величину напряжения данного режима работы при номинальном воздушном зазоре G и постоянном токе возбу><дения. При сжатии пру36 жикы 6 посредством завикчивакия ключом крышки 5 возникает упругая сила, действу-ющая встречно осевому магнитному тяжению машины. В это время на фиксированной опоре вре."боенко (на момент измерекич) об сЗЬ печивается зазор О между наружным кольцом подшипника 3 и крышкой 8 дчя осевого хода ротора в направлении действия упругой силы пружины 6, например, посред ством прокладки 10. 4Î

При сжатии пружины 6 на величину Ь И путем завинчивания крышки 5 упругая сила пружины сравнивается по величине с силой магнитного тяжения (неустойчивое равновесие) и при незначительном превышении

35 упругой силой силы тяжения ротор перемешается в осевом направлении в крайнее положение на величину б

Таким образом, определив величину упругой силы пружины 6, можно определить 50 и величину осевого магнитного тяжения, развиваемого в аксиальном воздушном зазоре Q электрической машины.

Величину упругой силы пружины определчют по характеристике пружины но величи- М не сжатия А Я, определенно-о путем измерения перемещения крышки 5. Величину зазора б целесообразно выбирать минимальной, но достаточной для того, чтобы при помощи измерительного прибора 8 можно было 6О зафиксировать изменение величины напряжения (по отношению к его первоначальному установившемуся значению), вызванное осевым перемещением ротора. Практически это достигается отдельными пробными замерами в каждой конкретной конструкции элек« трической машины.

Йля определения составляющей сил трения, действующих навстречу упругой силе пружины (между наружными кольцами подшипников 3 и 4 и посадочными поверхностями щитов статора), необходимо проделать указанные операции по измерению осевых сил при вращающемся роторе, но при невозбужленной магнитной цепи машины, используя для определения момента трогаиия ротора измерительный прибор-микрометр 11, установ>цч его на наружной крышке О фиксированнои опоры ротора 1 так, чтобы измерительный наконечник 12 прибора упирал ся в наружное кольцо подшипника 3, По изменению его показаний на величину 5 определяют момент осевого хода ротора, т. е. момект, когда упругая сила пружины 6 превышает силы трения между наружными коль- цами подшипников 3 и 4 и посадочными поверхкостями щитов статора. (аким образом, в момент трогания ротора упругая сила пружины численно равна противодействующим силам трения. Величину упругой силы определяют по характеристике пружины по величине ее сжатия, Механический измерительный прибор 11 можно применять также для определения самой силы осевого магнитного тяжения и в тех случаях, когда, например, затруднен или невозможен доступ к цепи обмотки статора. Для определения осевых перемещений ротора относительно статора могут быть использованы также измерительные датчики индукционного или емкостного типа.

Определив описанным способом силу тяжекия, на опорах ротора настраивают целе сообразные для данной конструкции осевые нагрузки при помощи пружины 6, сохранив при этом необходимое остаточное вв сжатие. Например, переместив крышку 5 на веиичиеу т и Н, обеспечинвют ониивиовые осевые нагрузки на опорах ротора, каждая из которых равна половине величины силы магнитного тяжения.

При работе машины в двигательном режиме с постоянной нагрузкой и постоянным возбуждением в одну иэ фаз обмотки 7 статора 2 можно включить амперметр 13, фиксирующий величину тока данного режима, работы при номинальном воздушном зазоре

О.. B этом режиме осевое магнитное тяжение машины определяют также по величине упругой силы пружины 6. Упругая сила пружины в момент трогания ротора 1 числен но ровна магнитному тяжению (если не уиитыветь сил трения), Момент трогания ротора определяют по изменению показаний амперметра 13, вызываемому изменением воздушного зазора д на величину осевого хода ротора.

Таким образом, предложенный способ

«позволяет определять осевое магнитное,тя, жение непосредственно для заданного режима, электрической машины. Применение тарированной пружины сжатия обеспечивает достаточную для практики точность измерения осевых сил магнитного тяжения. Силы трения, вносящие погрешность в измерения, могут быть легко определены.

Использование описываемого способа определения осевых сил позволяет обеспечить текже рациональное распределение осевых негруэок на опорах, что повышает работоспособность подшипников. 4Ю

Формула изобретения

1. Способ измерения осевого магнитного тяжения в электрической машине с жестко закрепленным в корпусе статором, основанный на измерении деформации упругого элемента, через который передается осевое усилие не ротор машины, осевое перемеще- М ние одной иэ опор которого предотвращается посредством фиксирующего элемента, например крышки подшипника, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, ротору обеспечиваю воэможность осевого перемещения относи тельно корпуса, например, путем установки прокладки между крышкой подшипника и корпусом, устанавливают между ротором и корпусом предварительно тарированный упругий элемент, осуществляют пуск машиьы и ее введение в необходимый режим, затем сжимают упругий элемент в направлении, встречном осевому магнитному тяжению, измеряют величину деформации упругого элемента в момент начала смещения ротора в осевом направлении и. по характеристике тарированного упругого элемента определяют величину осевого магнитного тяжения.

2. Способ по и. 1, о т л н ч е ю щ и йс я тем, что момент начала смещения ротора в осевом направлении определяют по скачку показаний включенного в цепь обмотки стетора электроизмерительного прибора, например вольтметра.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и fic я тем, что момент начала смещения ротора в осевом направлении определяют цо скачку показаний измерителя механических перемещений, например микрометра, установленного с торца ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Бертинов A. И.и др. .Униполярные электрические машины, изд. "Энергия"„

1966.

2. Келекторский Ь. А и др. . Проектирование гироскопических двигателей-, изд.

"Машиностроение", 1 968. 8 д"

Составитель Н. Сухоярская

peääóT0ð А. Пейсоченко Гехред Г. Родак Корректор М. Руснак

Заказ 4309/518 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, g. 4/5

Филиал ППП "Пагект", r. Ужгород, ул, Проектная, 4