Способ измерения момента трогания двигателя с закрытым корпусом

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА ТРОГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С ЗАКРЫТЫМ КОРПУСОМ путем замера напряжения трогания, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения, разгоняют двигатель при подключении его к номинальному многофазному напряжению сети, отключают от сети и измеряют на выбеге зависимость момента двигателя от частоты вращения, повторно разгоняют двигатель в том же направлении, далее переключают его на напряжение, равное напряжению трогания, но имеющее обратный порядок следования фаз, и при втором выбеге двигателя также измеряют зависимость момента двигателя от частоты вращения, определяют разницу моментов при одной и той же частоте вращения , близкой к нулевой, для случаев второго и первого выбегов и путем экстраполяции полученной зависимости при нулевой частоте вращения находят (Л момент трогания двигателя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 (! 9) (1 11

4<511 С 01 R 31/34 д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHCNVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3576689/24-07

%, (22) 07.04.83 (46) 15.03.85. Бюл. Р 10 (72) Ю,С. Кричевский, Ю.И. Никитин и В.Я. Косицкий (53) 621.313(088.8) (56) 1. Спришевский.В.И. Подшипники качения. М., "Машиностроение", 1969.

2. Хрущев B.Â. Электрические микромашины автоматических устройств.

Л., "Энергия", 1976, с. 305. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТА

ТРОГАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ С ЗАКРЫТЫМ КОРПУСОМ путем замера напряжения трогания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, разгоняют двигатель при подключении его к номинальному многофазному напряжению сети, отключают от.сети и измеряют на выбеге зависимость момента двигателя от частоты вращения, повторно разгоняют двигатель в том же направлении, далее переключают его на напряжение, равное напряжению трогания, но имеющее обратный порядок следования фаз, и при втором выбеге двигателя также измеряют зависимость момента двигателя от частоты вращения, определяют разницу момен. тов при одной и той же частоте вращения, близкой к нулевой, для случаев второго и первого выбегов и путем экстраполяции полученной зависимости при нулевой частоте вращения находят момент трогания двигателя.

1145313

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к методам измерения их характеристик, и может быть использовано для неразрушающего контроля момента трогания (статического момента трения) электрических двигателей с закрытым корпусом.

Момент трогания является одним из основных параметров двигателей.

Он зависит от точности изготовления деталей и узлов, качества сборки, количества закладываемой в опоры смазки, величины натяга в опорах ротора, условий испытаний и т.п. и служит критерием качества двигателей

Контроль момента трогания является наиболее актуальным в двигателях с малым запасом по моменту.

Известен способ измерения момента трогания при горизонтальном положении оси подшипника, заключающийся в том, что контролируемый подшипник устанавливают на цапфы нала-балансира, момент создают с помощью грузов, прикладываемых к концам нити, перекинутой через вал, и перестают увеличивать, когда вал начнет поворачиваться, оценку момента трогания производят по разности весов грузов (1 7

Наиболее близок к предлагаемому способ измерения момента трогания двигателя с закрытым корпусом путем замера напряжения трогания (2).

Согласно известному способу момент трогания находят расчетным путем по заранее известному пусковому моменту и номинальному напряжению.

Однако известный способ не обеспечивает достаточной точности определения момента трогания.

Действительно, напряжение трога" ния не характеризует однозначно качества двигателя. Предположим, что два двигателя имеют равные моменты трогания, а зависимости моментов двигателей от напряжений на обмотках у них разные вследствие разброса конструктивных параметров. Тогда двигатель, имеющий больший момент, при равных значениях напряжений на его обмотках будет иметь меньшее напряжение трогания и наоборот.

Таким образом, одному и тому же значению момента трогания двух двигателей соответствуют разные значения напряжений трогания, вследствие

1О

3S

На чертеже показаны следующие зависимости: I — - зависимость момента двигателя от частоты вращения при выбеге двигателя, отключенного от сети;,II — то же, но при подключении двигателя на напряжение трогания с обратным порядком следования фаз;

III — раэностная зависимость моментов при втором и первом выбегах.

Зависимости I u II в диапазоне

0-4) прилегают близко к оси моментов, т.-е. практически лежат на этой оси (на рисунке эта зона дана в увеличенном масштабе). В этом диапазоне достаточно экспериментально проверить положение точки А, что и делается в двигателе с открытым корпусом путем подвешивания грузов к одному иэ чего необходимо делать перевод напряжения трогания в момент трогания, что снижает точность его определе— ния..Кроме того, погрешности в оп5 ределении момента трогания по известному способу связаны с тем, что определение момента трогания происходит не при нулевой, а при конечной частоте вращения, Момент трогания существенно зависит от частоты вращения, поэтому определение его на частоте, отличной от нулевой, снижает точность измерения.

Цель изобретения — повышение точ5 ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения момента трогания двигателя с закрытым корпусом путем замера напряже20 ния трогания разгоняют двигатель при подключении его к номинальному многофазному напряжению сети, отключают от сети и измеряют на выбеге зависимость момента двигателя от частоты вращения, повторно разгоняют двигатель в том же направлении, далее переключают его на напряжение, равное напряжению трогания, но имеющее обратный порядок следования фаз, и при втором выбеге двигателя также измеряют зависимость момента двигателя от частоты вращения, определяют разницу .моментов при одной и той же частоте вращения, близкой к нулевой, для случаев второго и первого выбегов и путем экстраполяции полученной зависимости при нулевой частоте вращения находят момент . трогания двигателя. концов нити, перекинутому через ротор.

Зависимость III в диапазоне скотт ростей Π— †- параллельна оси ско3

ul рости, где — @ <О, 1ы, cu — синхрон 1 45313

Зав ются с и исимости I, II u III описываоответственно уравнениями

Мм Мс(М5 (1) и +М +и- +M<, (2) и к

М- — М = (M- — М )+М (3)

6 В ная скорость.

С достаточной для практики точностью определение момента можно проводить по отрезку БВ, не строя

1О зависимость III.

По предлагаемому способу измерение производится следующим образом (рассматривается на примере двигателя с двумя статорными обмотками).

Двигатель устанавливается на рамке измерителя момента, подвешенной на упругих шарнирах, осью вращения, направленной по оси подвеса рамки.

Подается номинальное. напряжение на первую статорную обмотку, и двигатель разгоняется до некоторой скорости ы, после чего напряжение пи-. тания отключается. В процессе выбега в нескольких точках снимается одновременно информация о скорости вращения, ротора с второй статорной обмотки и о моменте сопротивления, прикладываемом тормозящимся ротором через корпус к измерителю моментов.

Строится зависимость 1. Затем напряжение на первой статорной обмотке медленно увеличивается, и в момент трогания ротора (определяемый, например, по осциллографу или измери- 35 телю моментов) измеряется величина этого напряжения. Снова подается номинальное напряжение на первую статорную обмотку, и двигатель разгоняется до той же скорости ы в. том же 40 направлении, что и при снятии зависимости 1. После снятия номинального напряжения к этой же обмотке прикладывается напряжение, которое определено в момент трогания ротора, но с изменением порядка следования фаз для обеспечения торможения. Снимается на выбеге описанным выше способом зависимость суммарного тормозящего момента от скорости. Стро- 50 ится зависимость II.

Определяют зависимость III, представляющую собой разность. между зависимостями II u I. Зависимость III экстраполируется до пересечения с 55 осью ординат. Отрезок ОА на чертеже соответствует моменту трогания двигателя.

/ где М

I суммарный момент сопротивления ротора" двигателя при выбеге; суммарный тормозящий момент ротора двигателя на выбеге при приложении к статору напряжения, соответствующего моменту трогания; момент трогания двигателя; момент трения, создаваемый механическими элементами

МЙ

М т

М контактирования ротора и статора (например, в подшипниках)

М вЂ” момент сопротивления двигателя от аэродинамических потерь;

М, — моменты сопротивления двигаМ - теля от вихревых токов.

В уравнениях (1) и (2) моменты сопротивления М и М„ при одинаковой угловой скорости равны между собой, поскольку обусловлены одними и теми же физическими причинами.

Моменты от .вихревых токов могут в общем случае быть разными, однако они обращаются в нуль при ы = О, тогда

М;„= Мт. (4)

В случае, если зависимость III подходит к оси моментов с маль1м наклоном, то момент трогания можно приближенно определить отрезком БВ, не строя зависимость III и не прибегая к экстраполяции.

В синхронных двигателях с одной статорной обмоткой и в других типах . двигателей информация о скорости ротора на выбеге снимается с помощью специальных измерительных схем.

На чертеже зависимости I, II u III построены по результатам экспериментальной проверки предлагаемого способа на синхронном двигателе.

В ряде конструкций закрытых двигателей невозможно измерить характеристики в собранном двигателе, необходимые для измерения момента трогания по способу-прототипу. Их опреде1145313

> ад

03 1д мин

ВННИПИ Заказ 1166/34 Тираж 748 По сиое

Филиал ШШ Патвит, г. Уагород,ул.Проектная, 4

Ъ ляют на имитаторах, или расчетным путем. Таким образом, известный способ определения момента трогания двигателя с учетом заранее снимаемых характеристик является косвенным способом и не обладает универсальностью.

Предлагаемый способ не требует использования заранее снимаемых характеристик и обеспечивает непосредственный контроль качества двигателей 1О по моменту трогания на любой стадии изготовления, при этом исключаются перечисленные выше погрешности, а также погрешности, вызванные изменением конструктивных параметров, парамет- IS ров схемы испытания и т.п. При измерении момента трогания предлагаемым способом на гистереэисном двигателе с шарикоподшипниковыми опорами разброс момента трогания составляет 10Х что ниже погрешностей прототипа, Разброс напряжения трогания и измеряемого момента объясняется в основном разбросом момента трогания из-за нестабильности трения покоя.

Погрешность самого предлагаемого способа измерения обусловлена погрешностью применяемого моментомера и составляет существенно меньшую величину, чем 10.

Таким образом, предлагаемый способ неразрушающего контроля обладает повьш енной точностью, является более универсальным и обеспечивает непосредственный контроль момента трогания в двигателях.