Устройство для определения места и степени повреждения стержней беличьей клетки ротора асинхронного двигателя

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения и состояния короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей , Цель изобретения - повышение точности контроля стержней путем устранения дополнительной погрешности, вызванной током намагничивания. Два магнитопровода 1 и 3 с измерительной 4 и намагничивающей 2 обмотками устанавливают последовательно над каждым стержнем 7. Измерительная обмотка включается в токовую цепь ваттметра 5, намагничивающая обмотка подключена параллельно обмотке напряжения ваттметра 5 к источнику переменного тока. При наличии обрыва, трещины, некачественной пайки к короткозамкнутым кольцам сопротивление стержня возрастает, мощность, передаваемая стержнем, уменьшается, что регистрируется ваттметром. По показаниям ваттметра определяется качественное состояние стержня. 2 ил. w -W fc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ. .РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 31/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1651248 (21) 4792290/21 (22) 14.02.90 (46) 07;03..92. Бюл. М 9 (71) Кировский политехнический институт (72) Е.А.Хагемейстер и А;В.,Голговских (53) 621.313.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР% 95665, кл. G 01 R 31/06; 1948.

Авторское свидетельство СССР.

N 1651248, кл. G 01 R 31/06, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕСТА И СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕНИЯ

-СТЕРЖНЕЙ БЕЛИЧЬЕЙ КЛЕТКИ РОТОРА

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для определения места повреждения и состояния короткозамкну,,3U „„1718155 А2 тых.обмоток роторов асинхронных двигателей, Цель изобретения — повышение точностй контроля стержней путем устранения дополнительной погрешности, вызванной током намагничивания. Два магнитопровода 1 и 3 с измерительной 4 и намагничивающей 2 обмотками устанавливают последовательно над каждым стержнем 7, Измерительная обмотка включается в токо- вую цепь ваттметра 5, намагничивающая обмотка подключена параллельно обмотке . напряжения ваттметра 5.к источнику переменного тока. При наличии обрыва, трещины, некачественной пайки к короткозамкнутым кольцам сопротивление стержня. возрастает, мощность, передавае- Я мая стержнем, уменьшается, что регистрируется ваттметром. По показаниям ваттметра определяется качественное со- С стояние стержня. 2 ил.

1718155

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, предназначено для определения места повреждения и состояния короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей типа беличьей клетки и является усовершенствованием изобретения по авт.св, ¹ 1651248.

Известно устройство, состоящее из первого и второго П-образньчх индукторов соответственно с возбуждающей и измери, тельными обмотками, прикладываемых к ротору над поверяемым стержнем, первый вывод возбуждающей обмотки подключен к первому выводу источника питания, ваттметра, через токовую обмотку которого второй вы вод возбуждающей обмотки соединен с вторым выводом источника питания, а первый вывод измерительной обмотки через напряжения ваттметра соединен с вторым выводом указанной обмотки.

Однако при контроле стержней ротора этим устройством возникает дополнительная погрешность, Причиной ее появления является то, что второй каскад, состоящий из стержня ротора (первичная обмотка) и

П-образного магнитопровода с измерительной обмоткой (вторичная обмотка) можно представить в виде трансреактора, измеряющего ток в стержне. Наличие тока намагничивания вносит погрешность (1-3 0) при измерении тока в стержне и тем самым снижает чувствительность всего устройства в целом.

Цель изобретения — повышение точности контроля стержней путем устранения дополнительной погрешности, вызванной током намагничивания второго каскада устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения места и степени повреждения стержней беличьей клетки ротора асинхронного двигателя: параллельно источнику питания к выводам возбуждающей обмотки присоединена обмотка напряжения ваттметра, а первый вы-. вод измерительной обмотки через токовую обмотку ваттметра соединен с вторым выводом указанной обмотки.

Второй каскад устройства в этом случае, как и первый, можно уже представить в виде измерительного трансформатора тока, работающего в режиме, близком к короткому замыканию (нагрузкой его служит токовая обмотка ваттметра, имеющая малое сопротивление). Как известно из теории, ток намагничивания измерительных трансформаторов тока при работе их в режиме, близком к короткому замыканию, очень мал, Следовательно, и погрешность такого трансформатора очень мала (меньше 0,5 g).

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить точность контроля стержней за счет устранения дополнительной погрешности, вызванной токами намагничивания.

На фиг.1 представлена электрическая схема устройства; на фиг.2 — график зависи5

10 мости показаний ваттметра от номера стержня, поясняющий методику нахождения дефектного стержня.

Устройство содержит первый индуктор

1, выполненный в виде П-образного магнитопровода с намотанной на нем обмоткой 2 возбуждения, второй индуктор 3, выполненный также в виде П-образного магнитопровода с намотанной на нем измерительной обмоткой 4, ваттметр 5, обмотка напряже20 ния которого подключена параллельно источнику питания (не обозначен) к возбу>кдающей обмотке 2, а токовая обмотка ваттметра 5 включена между первым и вторым выводами измерительной обмотки

4, Индукторы 1 и 3 прикладываются к ротору

6 асинхронного двигателя над поверяемым стержнем 7.

Устройство работает следующим образом.

Над каждым стержнем 7 короткозамкнутого ротора 6 последовательно устанавливают одновременно индукторы 1 и 3 и подключают устройство к источнику напряжения промышленной частоты. Ток l1, протекая по обмотке 2 первого индуктора 1, создает в его магнитопроводе поток Ф, который охватывает стержень 7 и наводит в. нем ток!г. Этот ток в свою очередь создает магнитный поток Ф в магнитопроводе второго индуктора 3. Под воздействием магнитного потока в обмотке 4 возникает ЭДС.

Исправный стержень 7 имеет сопротивление, определенное поперечным сечением и

40 удельным сопротивлением материала. Плохое качество соединения с кольцом, замыкающим все стержни, а также наличие в стержне повреждения в виде трещин и разрывов увеличивает сопротивление стержня

50 тем больше, чем существеннее неисправность. Сопротивление стержня, имеющего раз ры в, равняется и ри близител ьно бесконечности.

При исправном стержне 7 ток!2 в стер55 жне 7 максимален, так как сопротивление указанного стержня мало, следовательно, максимален магнитный поток Ф в магнитопроводе второго индуктора 3. Следователь- . но, максимальны ЭДС и ток !з, наводимые

1718155 магнитным потоком ф в измерительной обмотке 4.

Если стержень 7 имеет скрытый дефект, то его активное сопротивление больше сопротивления исправного стержня, ток 12, протекающий через дефектный стержень 7 уменьшается, при этом меньшим будет магнитный поток 42 и ток 1з в обмотке 4. Если стержень 7 имеет обрыв, то ток 12 и ЭДС обмогки 4 равны нулю.

Таким образом, чем серьезнее дефект стержня 7, тем больше его сопротивление, меньше ток 12, меньше ток 1з, наводимый в обмотке 4, что отражается в показаниях ваттметра 5.

Первый индуктор 1 с возбуждающей обмоткой 2 и стержнем 7 ротора 6 представляет по существу трансформатор тока, число витков первичной обмотки в 400-600 раз больше числа витков вторичной обмотки (стержень ротора). Это позволяет создавать в контролируемом стержне токи величиной

200-600 А и выявлять дефекты, которые не проявляются при меньших токах. Стержень

7 ротора 6, второй индуктор 3 с обмоткой 4, замкнутой на токовую обмотку ваттметра 5, представляют по существу тоже трансформатор тока, который обеспечивает измерение величины тока, протекающего в стержне 7, При этом, чем больше сопротивление стержня 7 (более существенный дефект), тем меньше потери в меди, характеризующие составные стержня ротора 6 и которые измеряются предложенным устройством.

С помощью ваттметра измеряется произведение тока в измерительной обмотке 4

1з = K2 .1, где K2 — коэффициент трансформации, на напряжение питания U1= К1 U2, где U2 — падение напряжения в стержне, K1 — коэффициент трансформации, и косинус угла между ними

Р = lз U1 cos (!3, 01) = K 11 U2 cos (12, U2), K = K1 K2

По результатам контроля всех стержней составляется график показаний ваттметра 5

5 от номера стержня (фиг.2). Нулевые показания ваттметра 5 свидетельствуют о разрыве стержня. Отклонение показания ваттметра

5от среднего Рср более чем на 50% в сторону уменьшения свидетельствуют о наличии

10 дефекта в стержне, который может привести к разрыву стержня в процессе эксплуатации. Причем, чем меньше показания ваттметра, тем более существенным является дефект.

15 Для нахождения скрытого дефекта индукторы перемещают по всей длине проверяемого стержня. На соответствующем участке стержня показания ваттметра 5 будут минимальны, что соответствует наличию

20 на этом участке скрытого дефекта.

На фиг.2 пунктирной линией изображены показания ваттметра известного устройства, сплошной — предложенного устройства. Разница между ними составля25 ет 2-3%, что и соответствует величине дополнительной погрешности, вызванной током намагничивания.

Изобретение позволяет повысить точность определения состояния стержней бе30 личьей клетки ротора асинхронного двигателя

Формула изобретения

Устройство для определения места и степени повреждения стержней беличьей

35 клетки ротора асинхронного двигателя по авт.св. М 1651248, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, параллельно источнику питания к выводам возбуждающей обмотки присоединена

40 обмотка напряжения ваттметра, а первый вывод измерительной обмотки через токовую обмотку ваттметра соединен с вторым выводом указанной обмотки.

1718155

Фиг.2

Редактор В. Данко

Заказ 8,79 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по. изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4да (ср) 2й7 (45Рср) Составитель Е. Хагемейстер

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Малец