Устройство для контроля обмоток электрических машин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБМОТОК .ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, переключатель полярности, а в каждый П-образный сердечник - контрольная обмотка, расположенная на полюсах соответствующего сердечника, выводы контрольных обмоток соединены с клеммами для подключения измерительного прибора, причем выводы обмоток возбуждения первого и второго П-образных сердечников соединены с входами переключателя , выходы переключателя соединены с клеммами для подключения источника питания переменного тока, расстояние между полюсами П-образных сердечников выполнено равным зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки, а один из П-образных сердечников усш тановлен с возможностью поворота вокруг проверяемой обмотки так, что угол взаимного расположения осей П-образных сердечников может изменяться от О до 360°.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G 01 К 31/06

МБСОЮЗ;у tt

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ |

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3425592/18-21 (22) 15.04.82 (46) 23.09.84. Бюл. ¹ 35 (72) Г.С. Козлов и Т.С. Степанова (53) 621.313.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 451967, кл. G 01 R 31/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 512438, кл. С 01 R 29/20, 1973 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБМОТОК, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, о т л и ч аю щ е е е я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй

П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, переключатель полярности, а в каждый П-образный

„„SU„„1114989 A сердечник — контрольная обмотка, расположенная на полюсах соответствующего сердечника, выводы контрольных обмоток соединены с клеммами для подключения измерительного прибора, причем выводы обмоток возбуждения первого и второго П-образных сердечников соединены с входами переключателя, выходы переключателя соединены с клеммами для подключения источника питания переменного тока, расстояние между полюсами П-образных сердечников выполнено равным зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки, а один из П-образных сердечников установлен с возможностью поворота вок- Pg руг проверяемой обмотки так, что угол взаимного расположения осей П-образных сердечников может изменяться от

0 до 360

1 1114

Изобретение относится к измерению электрических величин, а именно к устройствам для контроля обмоток электрических машин, и может быть использовано для проверки правильности укладки секций обмоток в пазы ротора и статора.

Известно устройство для проверки якорей электрических машин, содержащее индукционный датчик, соединен- 10 ный с двумя фазовыми детекторами, с вторыми входами которых соединены соответственно источник переменного напряжения и источник эталонного напряжения, с выходами фазовых детек- 15 торов соединены индикаторы напряжения L11.

Недостатком данного устройства является невозможность применения для проверки правильности укладки. 20 обмоток других типов электрических машин, в которых поочередное пропускание ЭДС по отдельным секциям обмотки становится невозможным, а сами секции проверяемых обмоток имеют раз- 25 личное число витков и шаг укладки в

В пазы ротора или статора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее П-образный 50 сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения на П-образном сердечнике с выводами для соединения с источником питания переменного тока, клеммы для подключения к ним проверяемой об-35 мотки, соединенные с индикатором.

Расстояние между полюсами сердечника в устройстве выполняют равным удвоенному полюсному делению проверяемой обмотки. При подаче напряжения на обмотку возбуждения известного устройства в секциях проверяемой обмотки индуцируется ЭДС, величина которой пропорциональна числу витков в этих секциях. Вывод о правильности уклад- 45 ки обмоток в пазы делается на основании показаний индикатора (2).

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, так как оно не может быть применено для контроля других тИпов обмоток, например синусных. ,Синусная обмотка не имеет одинаковых по числу витков и шагу укладки однополярных секций. При применении уст- 55

Ройства для контроля обмоток, содержащих однополярные секции с шагом ук11адки больше зубцового деления, под

989 2 действием магнитодвижущей силы обмотки возбуждения магнитным потоком охватываются и другие секции, в них также индуцируется ЭДС. Это усложняет оценку результатов контроля и снижает их достоверность. Точность контроля обмоток зависит от стабильности зазора между полюсами П-образного сердечника и зубцами магнитопровода проверяемой обмотки или точности их прилегания и не может быть проверена в процессе контроля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно возможности контроля правильности укладки различных типов обмоток, например синусных, и возможности проверки достоверности результатов в процессе контроля обмоток.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля обмоток электрических машин, содержащее

П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, введены второй

П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, переключатель полярности, а в каждый П-образный сердечник — контрольная обмотка, расположенная на полюсах соответствующего сердечника; выводы контрольных обмоток соединены с клеммами для подключения измерительного прибора, причем выводы обмоток возбуждения первого и второго П-образных сердеч.— ников соединены с входами переключателя, выходы переключателя соединены с клеммами для подключения источника питания переменного тока, расстояние между полюсами П-образных сердечников выполнено равным. зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки, а один из П-образных сердечников установлен с возможность поворота вокруг проверяемой обмотки так, что угол взаимного расположения осей П-образ- . ных сердечников может изменяться от

0 до 360

На чертеже изображено устройство для контроля правильности укладки обмотки и контролируемый ротор с обмоткой синусного типа.

Устройство содержит два П-образных сердечника 1 и 2 с обмотками 3 и 4 возбуждения, расположенными на основании П-образных сердечников, полюсами 5 и двумя контрольными обмотками

6 и 7, которые расположены на полю3 11 сах 5 П-образных сердечников 1 и 2.

Расстояние между полюсами 5 в каждом

П-образном сердечнике 1 и 2 выполнено равным зубцовому делению магнитопровода 8. П-, образный сердечник 2 установлен в неподвижном основании 9, а П-образный сердечник 1 — в подвижном корпусе 10, который может поворачиваться по направляющей 11 основания 9 вместе с П-образным сердечником 1 вокруг проверяемой обмотки

12 на угол от О до 360 и устанавливаться на основании 9 неподвижно.

Переключатель 13 полярности осуществляет связь обмоток 3 и 4 возбуждения с источником питания переменнного тока последовательно-согласно или последовательно-встречно. Выводы контрольных обмоток 6 и 7 и выводы проверяемой обмотки 12 при проверке подключаются к измерительному прибору с помощью коммутирующего устройства (не показано). Магнитопровод 8 с проверяемой обмоткой 12 устанавливается на вал 14 и с помощью механизма поворота (не показан) может повоо рачиваться на 360 относительно корпуса 10. Обмотки 3 и 4 возбуждения выполняются с равным числом витков, как и контрольные обсотки 6 и 7. Чис,ло витков обмотки 3 и 4 возбуждения определяется по величине ЭДС, которая индуцируется. в секциях проверяемой обмотки 12 при подключении обмоток 3 и 4 возбуждения к источнику питания переменного тока. Величины индуцированных ЭДС в секциях проверяемой обмотки 12 выбираются удобными для измерения стандартными измерительными приборами без дополнительных усилительных устройств.

Направление намотки обмоток 3 и 4 возбуждения может быть любым, так как в устройстве имеется возможность изменять полярность одной из обмоток

3 возбуждения переключателем 13 полярности. Число витков контрольных обмоток 6 и 7 выбирается равным наименьшему числу витков, на которое может произойти реальная ошибка при укладке секций в пазы магнитопровода

8. Намотка контрольной обмотки 6 и

7 может быть выполнена как на один полюс 5, так и на два полюса 5

П-образного сердечника 1 и 2. При намотке на два полюса 5 направление намотки контрольной обмотки 6 и 7 каждого П-образного сердечника 1 и 2

14989 4

55 должно быть согласным. Взаимное направление намотки контрольных обмоток 6 и 7 может быть любым, так как при работе устройства они функционально не связаны.

Габариты П-образного сердечника

1 с обмоткой 3 возбуждения и П-образного сердечника 2 с обмоткой 4 возбуждения выбираются такими, чтобы при повороте корпуса 10 в процессе контроля обмоток .они взаимно не касались. Полюса 5 П-образных сердеч" ников 1 и 2 заливаются компаундом и обрабатываются по диаметру магнитопровода 8. В основании 9. и корпусе

10 имеются пружины 15 и 16, с помощью которых обеспечивается постоянное усилие прижатия полюсов 5 к магнитопроводу 8.

Устройство работает следующим образом.

На обмотки 3 и 4 возбуждения подается напряжение от источника питания .переменного тока с частотой, выше рабочей частоты проверяемого изделия. При выборе частоты учитываются потери в железе магнитопровода 8..Чрезмерное увеличение частоты приводит к увеличению помех, связанных с потерями в железе магнитопровода 8, и затрудняет выявление дефектов укладки обмотки 12. Переключатель 13 полярности устанавливается в положение, соответствующее встречному индуцированию ЭДС в двух секциях проверяемой обмотки 12. На вал

14 устанавливается магнитопровод 8 с проверяемой обмоткой 12. Выводы проверяемой обмотки 12 подключаются к измерителю напряжения. Магнитопровод 8 поворачивают относительно Побразного сердечника 2 до смещения двух соседних зубцов магнитопровода

8 с полюсами 5 П-образного сердечника 2 ° П-образный сердечник 1 поворачивает вокруг магнитопровода 8 и устанавливают под таким углом к сердечнику 2, при котором в пазах, расположенных против П-образных сердечников 1 и 2, находятся секции обмотки 12 с равным числом витков и шагом укладки, а при повороте магнитопровода 8 на 360 любые два паза, 0 оказавшиеся расположенными против

П-образных сердечников 1 и 2, имеют секции также с равным числом витков и шагом укладки. В случае, показанном на чертеже, для проверяемой

1114989

55 обмотки 12 синусного типа П-образный сердечник 1 устанавливается на о

180 по отношению к П-образному сердечнику 2. Магнитопровод 8 приводят в плавное вращение и в прЬцессе о поворота на 180 следят за показаниями измерителя напряжений. На основании показаний измерителя напряжений делают вывод о наличии или отсутствии ошибок укладки секций проверяемой обмотки 12. Плавное изменение напряжения (без скачков) в небольших пределах свидетельствует о правильной укладке секций с равным числом витков. При неправильной укладке секций происходит скачкообразное изменение напряжения. При изменении полярности одной из секций измеритель напряжения показывает напряжение, пропорциональное сумме чисел витков двух секций, при отсутствии одной из секций в пазу магнитопровода 8 — напряжение, пропорциональное числу витков другой секции, при перекрещивании секций — напряжениепропорциональное разнице в числе витков секций, находящихся в пазах магнитопровода 8 против пазов П-образных сердечников 1 и 2. В сомнительных случаях к измерителю напряжений поочередно подключают контрольные обмотки 6 и 7. При наличии значительного неравенства напряжений на контрольных обмотках 6 и 7 (например, более 20 ) устраняют причину, вызвавшую это неравенство, и производят перепроверку правильности укладки секций. После этого определяют правильность полярности неидентичных секций проверяемой обмотки 12 по отношению друг к другу. Для этого

П-образный сердечник 1 смещают на один паз по отношению к неподвижному магнитопроводу и по показаниям измерителя напряжений определяют напряжение в двух положениях переключателя 13. Если полярность секции, расположенной против П-образного сердечника 1 согласно электрической схеме проверяемой обмотки, должна быть такой же, что и полярность предыдущей секции, то меньшее напряжение должно соответствовать такому положению переключателя 13, в котором он был при контроле предыдущей секции. Если полярность секции, расположенной против П-образного сердечника 1 согласно электрической схеме, должна изменять\

30 ся на противоположную, то меньшее напряжение должно соответствовать другому положению переключателя 13.

Аналогично проверяют полярность остальных неидентичных секций, каждый раз смещая П-образный сердечник на один паз магнитопровода 8.

Частота подаваемого на обмотки 3 и 4 возбуждения напряжения может быть определена экспериментально. Для этого на вал 14 устанавливается магнитопровод 8 с обмоткой 12, в которой имеется известный (специально выполнейный) дефект укладки обмотки.

На обмотки 3 и 4 возбуждения подается напряжение от источника питания переменного тока регулируемой частоты. Регулируя, частоту подавае-. мого напряжения подбирают такую, когда при вращении магнитопровода 8 дефект укладки обмотки определяют по показаниям измерительного прибора. !

Предлагаемое устройство может быть использовано для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках роторов (статоров). Для этого П-образный сердечник 1 устанавливают под углом к П-образному сердечнику 2, равным шагу укладки секции проверяемой обмотки 12. Обмотка 3 возбуждения подключается к измерителю напряжения, а на обмотку 4 возбуждения подают напряжение переменного тока.

Магнитопровод 8 устанавливается на о вал 14 и поворачивается на 360

Выводные концы проверяемой обмотки остаются незадействованными. При наличии короткозамкнутых витков в секциях проверяемой обмотки 12 в обмотке 3 возбуждения индуцируется ЭДС, пропорциональная количеству короткозамкнутых витков, что регистрируется по показаниям измерительного прибора. Производительность обнаружения короткозамкнутых витков на предлагаемом устройстве зависит от типа проверяемых обмоток. Если проверяемая обмотка состоит из секции с одинаковым шагом укладки в пазы, то проверка выполняется за один поворот ротоо ра (статора) на 360 . Если проверяемая обмотка состоит из секций с разными шагами укладки в пазы, то уста-. новка П-образных сердечников 1 и 2 под углом, равным углу шага проверяемой секции, и поворот на 360 повт оряют столько раз, сколько содержится

7 1114 разных по шагу укладки секций в проверяемой обмотке.

Устройство позволяет контролировать различные типы обмоток по всем возможным ошибкам в укладке секций, а именно по неправильной полярности секций, отсутствию проводников секций в пазу магнитопровода обмотки, перекрещиванию разных по числу вит" ков секций. fO

Использование предлагаемого устройства позволяет своевременно на более ранних стадиях изготовления выявить дефекты в укладке обмоток и обнаружить короткозамкнутые витки в l5 обмотках электрических машин.

Наличие в устройстве второго Побразного сердечника с полюсами и обмоткой возбуждения и выполнение gO расстояния между полюсами в сердечниках равным зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки позволяют производить--одновременное индуцирование ЭДС в двух и только в 25 двух выбранных для сравнения секциях обмотки вне зависимости от схемы раскладки обмотки по лазам магнитопровода.

989

8 .Возможность поворота одного Побразного сердечника вокруг проверяо . емой обмотки от 0 до 360 позволяет выбирать для сравнения две любые секции обмотки вне зависимости от схемы раскладки обмоток по пазам магнитопровода.

Наличие в устройстве переключателя полярности, соединяющего выводы обмоток возбуждения первого и второго сердечника с источником питания переменного тока последовательносогласно и последовательно-встречно, позволяет индуцировать встречные

ЭДС в двух выбранных секциях обмотки вне зависимости от схемы раскладки обмотки по лазам сердечника (по полярности) и сравнивать суммарные величины индуцированных

ЭДС двух секций как при их согласном так и при встречном индуцировании, Наличие в каждом П-образном сер-: дечнике контрольной обмотки, расположенной на полюсах (полюсе) П-образного сердечника с выводами для подключения к измерительному прибору, обеспечивает проверку достоверности -результатов в процессе контроля обмоток.

1114989

К изиериаельнаму ппи5ору

Составитель В. Гусев

Редактор И. Шулла Техред И.Асталоя Корректор А. Тяско

Заказ 6764/32 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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