Способ измерения вектора одностороннего магнитного тяжения электрической машины

Способ измерения вектора одностороннего магнитного тяжения электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

с" ол ес о

l7 о" ам а,тент„

-о-те-... „„,.„., б. 0;,ие.. " ""--"" я те;. а r.

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н-И" Е.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<780103

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополммуельмое к авт. свмд-ву (22) Заявлено 091277 (21) 2551567/24-07 с присоединением звввкм Йо (23) Приоритет

Р )М, Кл.З

Н 02 К 15/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опублмковамо 1511,80. Бюллетень М 42

Дата опублмковаммя опмсаммя 15. 11. 80

I (53) УДК 621. З1З.1 (088.8) Н. Ф. Кузнецов и A. И. Мурыгин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (.54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ БЕКТОРА ОДНОСТОРОННЕГО

МАГНИТНОГО ТЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к спбсобам определения одностороннего магнитного тяжения электрической машины.

Известны способы экспериментального определения одностороннего магнитного тяжения электрической машины,прн осуществлении которых необходимо разбирать машину. При этом снимают подшипниковые щиты, статор и ротор устанавливают друг относительно друга в приспособлении с эк.сцентрисйтетом заданной величины и направления, причем один иэ них (статор или ротор) закрепляют в приспособлении через тарированные из-, мерители, например упругие элементы с тензодатчиками. С помощью укаэанных средств при включении машины определяют величину взаимного магнитного притйжения ротора и стато.ра, направления действия которого заранее известно fig .

Недостаток укаэанного способа— сложность реализации.

Извес,тен также способ измерения вектора одностороннего магнитного тяжения электрической машины, преи мущественно с жестким ротором, посредством измерения векторов радиальных усилий на подшипниках ротора в рабочем режиме и в обеспеченНоМ cocIîÿíèè при одной и той же частоте вращения, и последующего нахождения вектора магнитного тяжения как разности измеренных векторов Г23

Данное техническое решение наиболее близко к изобретению по тех 10 нической сущности и достигаемому результату.

Недостаток указанного способа— малая точность, определяемая тем, что вектор магнитного тяжения связан во многих случаях с угловым положением ротора, а последнее в известном способе не фиксируется.

Цель изобретения — повышение точности.

Я Для реализации поставленной цели измеряют угловое положение ротора, а кэмерение векторов радиальных усилий в двух укаэанных режимах работы электрической машины произво25 дят при одном и том же угловом по- .ложении ротора.

На фиг.1 изображена .электрическая машина со встроенными измерителями радиальных усилий на подшипниках

3Q роторат на фиг.2 измерителями ради780103

-альных усилий встроены в прилегаю- щие к подшипникам упругие элементы; на фиг.3 схематически показан ротор с действующими на него односторонним магнитным тяжением Т, направлен ным под углом ос к весу G ротора, усилием неуравновешейности Н массы ротора, направленным под.углом ф, и радигльпой силой R немагнитной прйроды, найравленной в сторону веса ротоpa.

Вал 1 жесткого ротора 2 установлен Йа подшипниках 3, размещенных в щитах 4 статора 5..На наружных кольцах б подшипников, использующихся в качестве упругих элементов, установлены тензодатчики 7, с помощью которых определяют величину и направление радиальных реакций опор ротора..

Могут быть также использованы устройства с тензодатчиками 7,. встра иваемыми в прилегающие к подшипни- кам 3 упругие элементы 8(фиг.2). Возможно применение и пьезоэлементов, устанавливаемых на опорах ротора 2.

Тарировку измерителей целесообразно .проводить в собранной машине, на пример; по известному весу ротора 2 и навескам к нему, устанавливаемых на концах вала 1 или заменяющих их элементах, а также с помощью динамометров, закрепляемых на концах вала 1, что позволяет создавать на роторе 2 необходимые радиальные усилия как согласно, так и встречно весу ротора 2. ;пособ реализуется следующей совокупностью операций.

Для определения вектора одностороннего -магнитного тяжения электрической машины, измеряют векторы радиальных усилий на подшипниках 3 ротора

2 с помощью связанных с ними тензодатчиков 7. Измерения проводят в собранной машине, находят векторы радиальных усилий на подшипниках в заданном рабочем режиме, при этой фиксируют соответствующее угловое положейие ротора 2, например с помощью датчиков -угла индукционного или емкостного типа.В данном режиме на роторе 2.и его подшйпники 3 помимо одностороннего магнитного тяжения действует радиальная составляющая сил немагнитной природы от веса ротора 2, его неуравновешенности, неточностей центровки соединяемых валов и других прйчин. Векторы радиальных усилий на подшипниках 3 измеряют и в обесточенном состоянии машины, (отключено возбуждение, токовая йагрузка статора) непосредственно после выхода ее из указанного рабочего режима и затухания электромагнитных процессов при час тоте вращения и угловом положении ротора 2 рабочегб режима. В обесточенном состоянии машины при указан4S

55 еО

Для измерения магнитного тяжения электрической машины (имеющей статический или динамический эксцентриситет ротора) в генераторном режиме работы, когда ее вал Т соединен с валом привода с помощью муфты (не показано), в машине устанавливают заданный рабочий режим и с помощью встроенных датчиков 7, измеряют векторы радиальных усилий на опорах (фиг.3) в этом режиме и соответствующих ему условиях эксплуатации-тепловых, монтажных и др., при этом фиксируют соответствующее угловое положение ротора 2 относительно статора

5, для чего могут быть использованы датчики индукционного или емкостного типа. В данном режиме на ротор 2 воздействуют помимо магнитного тяжения Т, также вес G. ротора, усилие неуравновешенности Н его массы, радиальная сила R вызванная, например, неточностью центровки валов ных условиях на ротор 2 и его подшипники 3 действуют лишь силы не-, магнитной природы, причем их радиальная составляющая равна по величине и направлению радиальной составляющей сил немагнитной природы рабочего режима, так как сохраняются практически неизмененными тепловое состояние машины, динамика ротора 2, обеспечиваются идентичными частота вращения и угловое положение ротора 2, условия соединения с приводом, нагруз" кой и другие факторы, определяющие радиальные нагрузки ротора 2 немагнитного происхождения. Прогиб жесткого ротора 2 в обоих режимах мал

15 и практически не влияет на характер и величину проявления немагнитных нагрузок ротора 2.

По полученным в указанных режимах векторам реакций опор находят их

20 разности, по которым определяют вектор одностороннего магнитного тяжения, соответствующий заданному рабочему режиму машины.

Так согласно изобретению опредед ляетбя одностороннее магнитное тяжение в собранной электрической машине, при этом учитываются реальные факторы ее сборки, режимы и условия работы. Из измерений исключаются помимо веса ротора и другие радиальные силы немагнитной природы, имеющиеся в конкретном образце машины в условиях заданного рабочего режима, что позволяет получить характеристики реальной машины, повысить точность измерений. Для

;1д ведения измерений не требуется производить разборки машины, изготовлять специальной оснастки, необходимых в известных способах. Пред40 ложенный способ может быть применен в машинах различных типов, мощностей и частот вращения.

780103 в соединительной муфте. Затем маши-, ну обесточивают (отключают возбуждение) и спустя 0,2-0,5 с после выхода иэ генераторного режима, когда затухнут электромагнитные процессы и практически не изменится тепловое состояние машины, измеряют векторы

А и Б радиальных усилий на ойорах при частоте вращения и угловоМ положении ротора 2 генераторйого режима. При указанных условиях. в обесточенном состоянии машины на ротор

2 действуют лишь силы немагиитной природы (вес G ротора, усилие неуравновешенности Н, сила Я), радиальная составляющая которых по величине и . направлению сохраняется практически неизменной и равной радиальной составляющей сил немагнитного происхождения генераторного режима. Это позволяет по найденным векторам реакций опор в укаэанных режимах определить их разности A и Б„, а по ним определить величину и направление одностороннего магнитного тяжения Т машины в генераторном режиме.

При работе в двигательном режиме с нагрузкой (или на холостом ходе) перед обесточиванием машины поди имают не э н ачи тельно (приме рно 5-10% ) частоту вращения, а векторы радиаль-.: ных усилий на подшипниках 3 в обесточенном состоянии измеряют. на выбеге машины совместно с соединенной с ее ротором 2 нагрузкой.

Точность измерений повышается эа счет уменьшения составляющей horpetaности от сил немагнитной природы и учета фактических допусков изготовления. Например, в машине, на ротор которой помимо веса деИ<У1йуат немагнитная нагрузка, соизмеримая с величиной магнитного тяжения, точность: измерений может быть повышена в 2раза. Погрешность способа определяется в значительной мере конструкцией встраиваемых измерителей,схемой их подключения, точностью тарировки и термокомпенсации. Для осуществления измерений не требуется дополнительных затрат на. проектирова-. ние и,изготовление приспособлений необходимых для обеспечения работы . машины в заданных режимах, стоимость которых может составлять до 30% стою мости машины. Измерения предложенным способом можно производить как при ,исследованиях электрических машин-:-.---на стадии их разработки, так и в условиях эксплуатации на объекте применения. Встраиваемые на опорах датчики могут использоваться одновременно для диагностики состояния машины в период, эксплуатации.

Применение способа пбзволит раэ15 работать более надежные конструкции электрических машин с учетом действующих. на роторы, опорй,. сердечники магнитных нагрузбк.

Формула изобретения

Способ измерения вектора односто.роннего магнитного тяжения электрической машины, преимущественно с жестким ротором, посредством измерения векторов радиальных усилий на опорах ротора в рабочем режиме и в обесточенном состоянии при одной и той же частоте вращения, и последующего нахождения вектора магнитного тяжения как разности измеренных векторов, о т л и ч а ю щ и A с я .тем, что,с целью повышения точности, измеряют угловое положение

З5 ротора, а измерение векторов радиальньж усилий в двух указанных режимах работы электрической машины производят при одном и том же угловом положении ротора.

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1; Чо Хон ЕЛЬ. Исследования ра-, боты асинхронных машин при неравномерном воздушном зазоре. 1<анд.диссертация И., ИЭИ, 1957.

45 2. Темке р. Г. Неисправности ! эЩктРических машин. Л., "Энергйя", .1975, с.77.

780103

Фиг.2

Фиг.1

Составитель В. Никаноров

Редактор И. Прусова ТехредЛ.ГаврилешкоКорректор Г. Hà <л

Эакаэ 9338/20 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4