Устройство для контроля воздушного зазора

 

СОКИ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ае 08

3(Я) 6 01 В 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ -:::-: -:::::::::,:::.".,::::". "!"". - -J:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИ4

2. Устройство"для контроля воздушного зазора по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что звезды pery лируемых резисторов и измерительнык обмоток выполнены с числом лучей, . кратным трем..(21) 3358288/25-28 (22) 08. 12. 81 (46) 07.04.83. Бюл. Н 13 (72) П. А. Бабаджанян, Б.Н.Калугин, Т.П. Козлянинов, И.С.Федоров,В.Г.Андреев и И. И. Алексеев (53) 621.317.39:531.71(088.8): ,.(56) 1. Авторское свидетельство

СССР И4 55273, кл. 0 01 В 7/14, 1938.

2. Авторское свидетельство СССР

N 800616, кл. 0 01 В 7/14,1979 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА между статором и ротором электрической машины в про» цессе ее работы, содержащее размещенные на ее статоре измерительные обмотки, соединенные звездой, и блок обработки измеренных сигналов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено регулируемыми резисторами, число которых равно количеству лучей звезды измерительных обмоток, одни концы резисторов соединены в общую точку, другие присоединены к концам измерительных обмоток, а блок обработки измеренных сигналов включен между. общими точками эьеэды регулируемых резисторов и звезды измерительных обмоток.

1010452 число коорых равно количеству лучей звезды измерительных обмоток, .одни концы резисторов соединены в общую точку, а другие - присоединены к концам измерительных обмоток, а блок обработки измеренных сигналов подключен между общими точками звезды регулируемых резисторов и звезды измерительных обмоток.

Кроме того, звезды регулируемых резисторов и измерительных обмоток выполнены с числом лучей, кратным трем.

На чертеже представлена схема устройства для контроля воздушного зазора.

Устройство содержит многолучевую, например, трехлучевую звезду измерительных обмоток 1-3, размещенных на статоре машины. Одноименные выводы обмоток подключены к регулируемым резисторам 4-6, также соединенным в многолучевую звезду, число лучей которой равно числу лучей звезды измерительных оГмоток (в данном случае оно равно трем).

Блок 7 обработки измеренных сигналов, который может оыть выполнен аналогично блоку обработки сигналов известного устройства или в виде интегрирующего вольтметра постоянного тока, присоединен между общими .точками 0-0 обеих многолучевых звезд.

При наличии на статоре электри.ческой машины трехфазной или шестифаз ной, соединенной в звезду,,силовой обмотки она может быть использована в качестве измерительной, для чего нагрузочные резисторы подключают к потенциальным концам статорных обмоток машины, а блок 7 обработки включают аналогично первому случаю, между общими точками звезд резисторов и обмоток.

При наличии на статоре электричес. кбй машины двух многофазных соединенных в две звезды силовых обмоток, одна из них может быть использована в качестве звезды измерительных обмоток, а вторая - в качестве звезды нагрузочных резисторов. В этом случае блок 7 обработки сигналов должен быть включен между общими точками звезд обмоток статора электрической машины.

Устройство для контроля воздушного зазора работает следующим образом.

При вращении ротора машины под ° действием создаваемого им постоянноИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для дистанционного контроля неравномерности воздушного зазора в электричес- 5 ких машинах в процессе их работы, предпочтительно, в беэколлекторных машинах переменного тока.

Известно устройство для измерения воздушного зазора в электрических машинах перемещного тдка в процессе их работы, содержащее размещенные на статоре диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях измерительные обмотки, 15 соединенные звездой, и вольтметр," подключенный к общей точке звезды и через переключатель - к концам изме-. рительных обмоток 1. 1 1.

Недостатком этого устройства яв- 20 ляется ограниченная точность измерений, обусловленная тем, что ЭДС, наведенная в измерительных обмотках в зависимости от изменения воздушного зазора, составляет лишь несколько про-25 центов от суммарной ЗДС каждой обмотки, зависящей в основном от,скорости вращения ротора.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для контроля воздушного зазора между статором и ротором электрический машины в процессе ее работы, содержащее. размещенные на ее статоре измерительные обмотки, соединенные звездой, и блок обработки измеренных сигналов, включающий в себя два интегратора, присоединенную к их выходам схему ИЛИ, компаратор и индикатор. Интеграторы подключены входами 4, к движкам двух потенциометров, присоединенных к концам измерительных обмоток, образующих .четырехлучевую звезду 21. . Недостатком известного устройства является то, что в процессе измерения в нем формируется информа-ция о воздушном зазоре машины только по двум взаимно перпендикулярным осям, по которым расположены измерительные обмотки, что снижает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точност и контроля.

Для достижения поставленной цели. устройство для контроля воздушного зазора между статором и ротором электрической машины в процессе ее работы снабжено регулируемыми резисторами, ВНИИПИ Заказ 2465/29 Тираж 600 Подписное

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

3 10

ro магнитного поля в измерительных обмотках 1-3 наводится ЭДС, величина которой в каждой из них пропорциональна скорости вращения ротора и величине зазора между статором и ротором. При одинаковом зазоре по окружности статора машины в каждой из обмоток 1-3 будет наводится ЭДС одинаковой величины и при равенстве сопротивлений нагрузочных резисторов

4-6 разность потенциалов между общими точками 0 - 0 звезд обмоток и резисторов будет равна нулю. Перемещая ползунки регулируемых резисторов 4-6 и добиваясь нулевой разности потенциалов между общими точками звезд, можно, однако, скомпенсировать влияние неравенства первоначальных зазоров на результат измерения, если оно существует в машине после ее сборки.

Если в процессе работы машины по каким-либо причинам, например вследствие неравномерного износа подшипников ротора, нарушится соотношение первоначальных зазоров, под действием сил магнитного притяжения происхо-. дит .смещение ротора в сторону меньшего зазора. B. результате этого ро тор вращается в смещенном относительно герметрической оси цапф подшипников положении, что обуславливает соот ветствующее изменение магнитного по тока возбуждения, а следовательно, и изменение ЭДС измерительных обмоток

1-3, модулируемых практически с час.. тотой вращения ротора и амплитудой, зависящей от величины однозначного радиального смещения центра тяжести ротора. Вследствие неравенства. величин ЭДС в лучах звезды измерительных, обмоток 1-3 и в лучах звезды нагрузочных резисторов.4-6 протекают неравные токи, благодаря чему между общими точками 0 и 0 этих эвезд появляется разность потенциалов, линейно связанная с изменением воздушного зазора по окружности статора машины. В результате, на выходе блока

7 обработки сигналов,.например интегрирующего вольтметра постоянного тока, появляется выходной сигнал.

Увеличение сигнала- на выходе блока 7 обработки до определенной величины будет свидетельствовать о нарушении нормальной работы машины и

10452 4 о возможности задевания ротором статора вследствие достижения предельно допустимой величины неравномерности зазора хотя бы по одной иэ трех, рас положенных под углом 120 одна отно-. сительно другой, координатных осей в случае трехлучевой звезды.

Для сигнализации и предотвращения возможности задевания ротором статора

10 блок 7 обмотки сигналов может содержать пороговый элемент, срабатывающий при превышении предельно допустимой величины неравномерности зазора в электрической машине. Сигнал на вы1э ходе блока обработки может быть использован также для автоматического отключения машины.

В случае необходимости определения абсолютных величин изменения воз20 душного зазора электрических машин следует протарировать устройство, измеряя напряжения между нулевыми точками указанных звезд обмотки и ради-. аторов при различной.известной вели.рэ чине зазора между статором и рОтором машины, например, путем использова-, ния подшипников с заданной величиной зазора.

Если контролируемая машина имеет

З0 на статоре одну или две 3-х либо 6-ти фазных силовых обмотки, соединенных звездой, при использовании их в качестве информационных измерительных обмоток данного устройства необходимо для его нормальной работы обеспе3% чить равномерную нагрузку по фазам этой машины, что имеет место, на- . пример. в электрических машинах ïîñтоянного тока с многофазными обмот" ками, нагруженными на встроенные

40 многофазные выпрямители.. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение воэ4s душного зазора в электрических ма-: шинах в процессе их работы независимо от первоначальной асимметрии зазора и вырабатывает сигнал, информирующий об аварийной состоянии

se машины. Точность его повышается благодаря получению информации по нескольким (3,6 и т.д.) равномерно распределенным по окружности осям координат.