Способ контроля неравномерности воздушного зазора многофазных электрических машин и устройство для осуществления способа

 

1 !

< ,11) 585578

Союз Советских

Социалистических

Республик

СПИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.76 (21)2371377/07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,12,77, Бюллетень К(47 (45) Дата опубликования описания 15Л 2, 77 (51) И, Кл.

Н 02 К 15/00

G 01 М 15/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК62 1. 3 1 8 (088.8) (72) Авторы изобре1екия И. А. Гурьянов, Н. М. Двойников и !О. Е, Шаршу нов

Ярославский электро<5ашиностроительцый завод (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВОЗДУ,110ÃÎ 3.- (ЗОРА

МНОГОФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ОСУШЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Изобретение относится к испытаниям электрических машин косвенными з!сто>1(!>!и и ivtoжет найти применение на электромаши(!Остроительных заводах для обеспечения 100%-ного контроля изготавливаемых машин, а также в ремонтных и других предприятиях, например, для послеремонтного или профилактического контроля.

Известно, что неравномерность воздушного зазора ухудшает энергетические показатели электрических машин и приводит к сниженик> их эксплуатационной надежности.

Известны способы косвенного контроля, основанные на зависимости механических характеристик асинхронных трехфазных двигателей от неравномерности воздушного зазора (1), (2)

Данные способы недосгаточно точны.

Известен также способ для контроля равномерности воздушного зазора трехфазного асинхронного двигателя (3) . По этому способу обмотки машины подключают к трехфазной сети, электродвигатель нагру>кают противодействующим моментом, равным опрокидывающему моменту при работе в однофазном режиме при максимально допустимой неравномерности воздушного зазора, после чего переводят двигатель с трехфазного питаIIHH на однофазное, а о равномерности возду и loI o зазора судят по величине снижения скорос! вращения двиг;геля. Способ Основав на явл(нии электромагнитной индукции при вр liiiolflill ротора.

Способ имеет следующие недостатки: ограниченную область применения, т.к. номенклату

pd контролируемых машиH вкл!очаст только трсхфазныс асl! IlxpoHHHI(дв1(г(!тел!1; низкун чувствительность и точность; не обеспечивав: возмо>кности определения неравномерности за зора, вызванной перекосом ротора.

Це !1.1О изобретения является раси;!!рс!!. фуш<щиональнь!х возможностей и и<гв! !!и IIII( точности контроля путем увеличения но((!!кг!(! туры 1 Опт130л ирx Exik>lx м 111пин, вк1 юч ая >!1!О! ( фазцые с числом фаз не менее двуx) дви

15 тели, генераторы и другие типы ма!пи!!ы, также за счет возмо>кности определения иср;1:номерности зазора, вызванной перон(>со .;!с тора. а также ооеспечение возчожности 100% ного контроля выпускаечых чашии il<>IIo(p( ствеHHo на конвейере и говыш Hli(. то-I:I(I(: t результатов., ля дости>кения этой це, !1! !!(! <)(нова !1!15! цилиндра ротора испытуемой маш! иы создан! полюсы остаточной намагнич(illlo".TII. наиричс приближая к ротору э.!ектрочаг!illт, ротор вра-! цают при Io>I(åíkloé извне силой, Оомотки ста

585578 тор» соединяют по схеме разомкнутого многоугольника, из гармонического состава ЭДС, наведенной в обмотке статора, выделяют огибающую с частотой вращения ротора н lio ee глубине модуляции определяют неравномерность воздушного зазора.

С целью контроля неравномерности зазора, вызванной перекосом ротора, полюсы остаточной намагниченности создают на обоих концах ротора, со взаимным смешением их по окружности ротора на угол, о|личный от !80, предпочтительно на 90

Устройство для контроля неравномерности воздушного зазора предлагаемым способом содержит разъемную муфту сцепления для присоединения испытуемого ротора к вспомогательному двигателю и частотно-избирательный милливольтметр, вход которого служит для подключения через низкочастотный детектор обмоток статора испытуемой машины.

На фиг. 1 изображено положение ротора с полюсами остаточной намагниченности; на л! фиг. 2 — условно показана форма ЭДС обмотки статора при наличии эксцентриситета; на фиг. 3 — расположение магнитных полюсов на роторе для определения неравномерности зазора вследствие перекоса ротора; на фиг. 4 — устройство контроля неравномерности воздушного зазора многофазных электрических машин, реализующее предлагаемый способ.

К ротору 1 испытуемой машины кратковремеllHQ приближают электромагнит, например подковообразный. После удаления магнита на роторе остаются полюса остаточной намагниченности Х и S. Остаточный поток этих полюсов при вращении ротора пересекает обмотку статора 2, наводя в ней ЭДС.

Эта ЭДС в зависимости от типа машин и 35 скорости врашения ротора имеет величину от нескольких десятков до нескольких сотен милливольт. Форма ЭДС зависит от многих причин: числа фаз и полюсов машины, количества пазов ротора и статора и др., и отличается от синусоиды, т.е. имеет сложный гармони- 4О ческий состав.

Если воздушный зазор равномерный, то амплитуды всех импульсов независимо от их формы одинаковы.

При наличии эксцентриситета магнитное со- 4 противление воздушного зазора периодически меняется, что вызывает модуляцию ЭДС с частотой вращения ротора. Огибаюшая М показана на фиг. 2.

Глубина модуляции пропорциональна разности между наибольшим и наименьшим маг- 5о нитными сопротивлениями воздушного зазора, т.е. пропорциональна неравномерности воздушного зазора.

В гармоническом составе ЭДС статора содержится информация о неравномерности воздушного зазора.

Для того, чтобы обеспечить возможность определения неравномерности зазора, вызванной перекосом ротора, остаточные магнитные полюса наносят с обоих концов ротора со взаимным смещением их по окружности ротора на угол отличный от 180 предпочтительно на 90 .

При вращении намагниченного таким образом ротора огибающая ЭДС статора содержит две составляющие от потоков обоих оснований ротора и поэтому при перекосе ротора в

ЭДС статора появляется огибающая, величина которой тем больше, чем сильнее выражена неравномерность зазора.

По величине этой огибающей (по глубине модуляции) контролируют неравномерность воздушного зазора.

Устройство для осуществления способа содержит разъемную муфту сцепления 3 для подсоединения ротора 1 испытуемой машины к приводному двигателю 4.

Обмотки статора подключены через низкочастотный детектор 5 (например диод с RC-цепочкой) к входу частотно-избирательного милливольтметра, состоящего из частотно-избирательного усилителя 6 и индикатора 7.

Детектор 5 выделяет огибающую модулированного сигнала.

Частотно-избирательный милливольтметр может быть отградуирован непосредственно в значениях неравномерности зазора, а также может быть подключен к пороговому устройству, настроенному на предельно допустимую неравномерность.

Испытание опытного образца показало высокую чувствительность и эффективность способа и устройства для его осуществления.

Формула изобретения

1. Способ контроля неравномерности воздушного зазора многофазных электрических машин, основанныи на явлении электромагнитной индукции при вращении ротора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности контроля, на одном из оснований цилиндр» ротора испытуемой машины создают полюса остаточной намагниченности, например, с помощью электромагнита, ротор вращают приложенной извне силой, обмотки статора соединягот по схеме разомкнутого многоугольника, из гармонического состава ЭДС, наведенной в обмотке статора, выделяют огибающую с частотой вращения ротора и по ее глубине модуляции о1ределяют неравномерность воздушного зазора.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что, с целью дальнейшего расширения функциональных возможнос гей контроля неравномерности зазора, вызванного перекосом ротора, полюсы остаточной намагниченности создают на обоих основаниях цилиндра ротора, со взаимным смещением их по окружности ротора на угол, отличный от 180 .

3. Устройство для контроля неравномерносги воздушного зазора многофазных электрических машин способом по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит разъемную муф585578

Ко 73697, % 82873, фа г.2

Риг 1

Фиг 3

Составитель А. Трепутнева

Редактор Н. Хлудова Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Заказ 5060/44 Тираж 917 Подписное

1 НИИПИ Государственного комитета Совета /4иннстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауцтская наб., л. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ту сцепления для подсоединения испытуемого ротора к приводному двигателю и частотно-избирательный милливольтметр, вход которого служит для подключения через низкочастотный детектор обмоток статора испытуемой машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство кл. 2! d, 2, 1956.

2 Авторское свидетечьство кл 21 d 2 1957

З. Авторское свидетельство Л 221152 кп 21 d 2 1966