Устройство для комплексного контроля дефектов в обмотке якоря электрической машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ

Союз Совятскнк

Социалистических

Республик ((()657527 фт,т. (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву - (22) Заявлено 11.06.76 (21) 2371363/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.79.Бюллетень № 14 (51} М. Кл.

Н 02 К 15/00

Государственный коыотот

СССР оо долом (цооротвккк к откр(тий (5З1 УДК 621.313..2 (088.8) Дата опубликования описания 19.04.79 (72) Автор изобретения

В. С. Чмищенко (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ

В ОБМОТКЕ ЯКОРЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится .к устройствам д}тя контроля дефектов в якорях при нроизводстве электрических машин постоянного и переменного тока.

Известно устройство для контроля обмоток якорей электрических машин, содер- % жащее приводной механизм для вращения якоря, индуктор, подключенный к генератору постоянного импульсного или переменного тока, приемник, инцуктивно связанный с якорем, и усилитель сигналов приемника, нагруженный лампой сигнализации (1 j . Однако такое устройство имеет ограниченные возможности, поскольку оно обнаруживает в малогабаритных

15 якорях только витковые и коллекторные замыкания и не определяет перекрещивания концов секций при их неправильной распайке по коллектору. Кроме того> при помощи указанного устройства нельзя уточнить, М какой вид замыканий (витковый или коллекторнь(й) имеет место в дефектном якоре, Последнее необходимо> во-первых, для. выявления бракованных якорей с устранимыми дефектами, например с перекрещиваниями и замыканиями по кбллектору, и их восстановления, во-вторых, для статистического анализа техпроцессов и точного определения причин брака и на основе этого принятия мер к его устранению.

Известно также устройство для комплексного контроля дефектов в обмотке якоря электрической машины, содержащее приводной механизм якоря, программный блок, индуктор с полюсами, подключенный к генератору переменного тока, и приемник для измерения поля якоря, размещенные над пазами якоря, блок выделения контролируемого сигнала, соединенный с приемником и включающий в себя входной усилитель, демодулятор и промежуточный усилитель, и блок индикации с усилителем и элементом индикации (2 . Однако это устройство недостаточно точно определяет .характер дефектов в обмотке.

Целью изобретения является повышение точности определения характера де657527 фектов в бракованных якорях при автоматизированной обработке информации путем измерений поля вращаемого якоря в пазовой и лобовой частях его обмотки, анализа и сравнения результатов этих измере- 5 ний при помощи электронной логической схемы. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено дополнительным приемником, двумя дополнительными одинаковыми блоками выделения 10 контролируемых сигналов, блоками их индикации и тремя триггерами, один из входов. которых подключен к выходу соответствующих блоков выделения контролируемых сигналов, другой вход — к программному блоку> а выход — к соответствующему блоку индикации, причем к второму выходу триггера основного блока выделения контролируемого сигнала подключен усилитель блока индикации витковых,замы- 0 каний, выполненный на элементах ИЛИ HE два других входа которого соединены с выходами усилителей двух дополнительных блоков индикации, при этом один из дополнительных блоков выделения контролируемого сигнала соединен с основным, а другой — с дополнительным приемником, установленным над лобовой частью обмотки в осевой плоскости якоря, проходящей между полюсами индуктора.

В основной блок выделения контролируемого сигнала между демодулятором и промежуточным усилителем может быть введен подавляющий фильтр на частоте

35 зубцовой гармоники, а на выход промежуточного усилителя подключен амплитудный селектор, настроенный HB сигнал основных дефектов.

Дополнительные блоки выделения контролируемых сигналов могут быть выполне40 ны в виде последовательно соединенных входных усилителей и амплитудных селекторов, один из которых настроен на сигнал, соответствующий коллекторным замыканиям, а другой - на сигнал, соответст45 вуюший перекрещиванию концов секций обмотки, На фиг. 1 изображена блок-схема описываемого устройства tHa фиг. 2 — распоЭ

50 ложение индуктора и приемников относительно друг друга и проверяемого якоря, вид спереди на фиг. 3 то же, вид сверху на фиг,4 - кривые изменения поля в зоне паза в низкочастотной области яко55 ря;1на фиг. 5 - то же в зоне лобовых частей невозбуждаемых секций.

Устройство содержит приводной механизм 1 для вращения якоря, программный блок (реле времени) 2 для коммутации цепей управления, генйратор 3 неременного тока повышенной частоты, подключенный к индуктору 4, основной 5 и дополнительный 6 приемники.

Индикатор состоит из трех каналов, содержащих блоки выделения контролируемого сигнала, пороговые элементы и бло-; ки индикации с усилителями.

Первый канал включает в себя входной усилитель 7, демодулятор 8, подавляющий фильтр 9, настроенный на зубцовую гармонику, промежуточный усилитель 10, амплитудный селектор 11, задерживающий поме.хи и пропускающий сигналы основных дефектов, элемент "Память" на триггере 12 и связанные с ним усилители 13-15 сигнализации, выполненные на элементах

ИЛИ-HE и питающие соответственно лампы 16 (" Годен" ), 17 (" Брак" ) и 18 ("Витковое замыкание"), причем усилители 13 и 14 соединенные последовательно, подключены к одному выходу триггера

l2 а отдельный усилитель 15 - к его другому выходу. Второй и третий каналы выполнены по одинаковой схеме и содержат. входные усилители 19 и 20, амплитудные селекторы 21 и 22, пропускающие сигналы только коллекторных замыканий или перекрещиваний концов секций, weменты "Память" на триггерах 23 и 24 и связанные с ними усилители 25 и 26 сигнализации, выполненные на элементах

ИЛИ-НЕ и питающие соответственно лампы 27 ("Коллекторное замыкание") и 28 ("Перекрещивание" ) .

Между собой каналы охвачены отрицательными обратными связями: выходы усилителей 25 и 26 сигнализации второго и третьего каналов соединены непосредственно с входами отдельного усилите- ля 1 5 с и гнал из аци и.

Первые два канала индикатора дефектов подключены к приемнику 5, а третийк приемнику 6.

Индуктор 4 и приемник 5 расположены над пазами по шагу обмотки проверяемого якоря, а приемник 6 - над лобовой частью обмотки в осевой плоскости А-A якоря, проходящей между полюсами индуктора.

Ос но вн вя особенность устройства заключается в том, что в нем сочетаются комплексный и селективный способы контроля якорей. Комплексный контроль осуществляют при помощи первого канала индикатора, который обеспечивает в низко частотной области якоря, ниже резонансной;

657527

По кривым на фиг, 4 видно, чтэ поле якоря, создавшееся в пазу Возбуждаемой дефектной секциH„B0$pBcTBGT с увеличением числа кэрэткэзамкнутых БиткэВ (кривые а и б) и имеет при секционном замыкании (кривая Б) максимальную напРЯЖЕННЭСТЪ» НЭ ПРИ HBPBKPBØHBÇHHH КЭН цов секций (кривая г) это поле такое же, KQK и при замыкании нескольких витков (кривая б), и в 2,5-3 раза слабее, чем при замыкании секции (кривая в). !

Инфэрмац11я, получаемая путем измерэ ния поля в зоне пазов возбуждаемых секций якоря, позволяет обнаружить различные дефекчы, нэ уточнить .характер только эдновременное обнаружение Виткэвых и кэллекторных замыканий и перекрещиваний концов секций по наличию пэлезных гармоник и спектре демодулированного сигнала, индуктированногэ в приемнике 5 полем 5 пазов якоря. Селективный кэнтрбль, уточняющий характер указанных дефектов в бракованных якорях, производят двумя способами: во-первых, путем выделения при помощи второго и третьего каналов максимальных сигналов, индуктированных в приемниках 5 и 6 полем дефектного якоря над пазами его возбуждаемых секций и над лобовыми частями его невозбуждаемых секций; во-вторых, путем сопоставления результатов контроля трех каналов и выделения дополнительной информации при помощи лэгических операций, предусмотренных в индикаторе, Перед проверкой якорь закрепляют В центрах и механически соединяют с приводным механизмом 1. Коммутацию цепей управления Осуществляют согласнэ заданной программе при помощи репе 2 времени.

При включении устройства в работу через контакты реле 2 времени запитыва»от эт сети двигатель приводного механизма 1, который приводит Вэ вра1цение

И проверяемый якорь. Одновремен110 11а Входы триггеров 12, 23 и 24 подают запирающий импульс, устанавливая их в нулвое положение. При этом усип11тець 13 открыт сигналом с триггера 12, а ос3% тальные усилители 14, 15, 25 и 26 "-акрыты. Горит только лампа 16 ("Годен )» питаемая через усилитель 13. Через ,1,5 - 2 с, когда скорость якоря достигает номинальных оборотов, реле 2 времени подключает генератор 3 переменного тока K индуктэру 4.

В процессе контроля электромагнитным пэлем индуктора 4 в каждом пазу добрэкачествепнОГО якоря с ДВухспэйной петле= вой обмоткой возбуждаются две различные секции, при этом ЭДС. в них направлены встречно. Благодаря их вза11мнэй компенсации тэк в цепи пэследэвательно соединенных секций якоря и, следэватель- у но, его поле отсутствуют. Сигналы с приемникэв 5 и 6 не поступают на входы каналов индикатора, и егэ схема остается в исходном положении, Горит лампа 16 (" Годен" ), сигнализирующая о годности проверяемого якоря. Через 4-5 с после начала работы устройства реле 2 времени отключает двигатель приводного механизма 1 от сети, а индуктор 4-от генератэра 3. Устройство прекращает работу и Возвращается В начальное положение.

При проверке дефектного якоря Б приемниках 5 и 6 возникаю- сигналы, инI дуктирэваннь»е полем якоря, При малых ВиткоВых замыканиях ПОПО в якоре возникает в основном на участках короткозамкнутых витков. При наличии крупных Виткэвых замыканий в одной из возбуждаемьа. Секций в обмотке якоря нарушается взаимная компенсация индуктирэВанных ЭДС что приводит к цэявле нию тока не только в контуре короткоза1икнутых ВНТКоВ, но и в другом замкнутом контуре, образованном остальными доброкачественными секциями, причем наибольшие изменения происходчт в обмот1 .B ПКОРЯ ПРИ КО»17=K ОРНОМ (СЕКЦИОННОМ) за»;и:и1=;.. -.Iи. 1. Эт-ОМ С.."-=--"=. ТОК В КОРоткэза ..1ки,"т0й се!:-IE и зиачителы»э больше чем

o o;-.-,-а.и. 1-,-..,х -с ек1В1 -, }, ..л эд1п акэвь1 х пн д, . и "прэваппь1>. Д В каждом из контуров

"-}-0:.=эвам::4 --0."; секц11и Оиределя тс .т т с, л ь к 0 е е и Ол н ы м о 0»1}у т и вл они ем ° а т . 1; за1IK..1 ;TOÉ цепи дэбпэка»1ествеьиIых сок В1 : - и.-. Сj. .ã.iç-..и:1м сопротивлением.

Пр::, -,1ерекрещ;1ва .«и хэнцэв одн эи нз в зб жца =ii х акций В эбмэтк ч" фектнэI 0»IKOp BE EECTO Вза- .Ииэй 11.0 "HHенсации ННЛ:...;:.::»эеа1.1ь»х ЗДС прэисхэ7ит их суММИ1

o0Ва::::==, БВ11ду этэ- Б обм-.тке якоря возL

И111;И=T тэк B gBH раза бэль1иий чем в контуре дэбрэкачествеи1»ых секций якэря с

К0 7 ктэр=..ым замыкан11е1.1, В последних слу»чаях поле дефектного якэрп формируется B зоне пазэВ дефектной

cBK11ии и зонах лобовых частей над всеми с илиями, »» g Остальными пазами дефект ного якоря, Б которых находятся дэброкачестве.1ные секции, поле отсутствует ввиду Ветре--пьэго направления токов в секц;::ях этих газов, 657527 одного иэ них — коллекторного (секционного) замыкания.

По кривым на фиг. 5 видно, что напряженность поля над лобовой частью обмэтки дефектного якоря при перекрещивании (кривая д) в 1,5-2 раза больше, чем при кэллекторном (секционном) замыкании (кри- вая е), и в 5-6 раэ больше, чем при замыкании нескольких витков (кривая ж).

Измерения собственных магнитных по I токов невозбуждаемых секций дают дополнительную информацию, позволяющую выделить из бракованных якэрей якори с другими дефектами — перекрещиваниями

3 концов секций.

Чтобы уменьшить влияние магнитных потоков корэткэзамкнутых витков или секций на точность контроля этого дефекта, измерение собственных магнитных пото20 ков невозбуждаемых секций производят над лобовой частью в осевой плоскости, проходящей через возбуждаемый паз де фектного якоря.

Для определения характера дефектов в бракованных якорях в предлагаемом устройстве используют различия в изменениях поля якоря, возникающие в зоне пазов возбуждаемых секций и зоне лобовых частей невозбуждаемых секций при различных дефектах.

При контроле дефектного якоря индуктирован! ые сигналы с приемника 5 поступают одновременно на входы первого и второго каналов, а с приемника 6 - на вход третьего канала индикатора.

В первом канале индикатора контроль различных - дефектов осуществляют не по абсолютной величине сигнала приемника, а по его относительным изменениям, вызывающим появление полезных гармоник в частотном спектре огибающей контролируемого сигнала. Это дает возможность устранить влияние на точность контроля начального уровня помех, наведенных в приемнике 5 полем индуктора 4, и периодических изменений сигналов приемника

5 под воздействием зубцов якоря„

Для етого сигнал с приемника 5 после усиления входным усилителем 7 подают на демодулятор 8, где путем преобразования выделяют огибающую этого сиг нала. Затем при помощи фильтра 9 в частотном спектре огибающей подавляют мешающие зубцовые гармоники и выделяни полезные гармоники, .характерные для дефектного якоря, После фи!!ьтрации 3!эР(ез!!ые гармоники усиливаются в промежуточном усилителе

10 до значений, достаточных для четкой работы амплитудного селектора 11, через которЫй проходят лишь сигналы, соответствующие дефектному якорю, При помощи триггера 12, срабатывающего от сигнала с амплитудного селектора 11, регистрируют и запоминают наличие в проверяемом

0 якоре любого из указанных дефектов. При переключении триггера 12 запирается усилитель 13, но открывается последовательно соединенный с ним усилитель 14.

Гаснет лампа 16 { "Годен), и загорается лампа 17 (" Брак" ), сигнализирующая о дефектности прэверяемого якоря. Кроме того, если на вход усилителя 15 не поступает запрет с выхода усилителей

25 и 26, то усилитель 15 сигналом с триггера 12 открывается и включает лампу 18 ("Витковое замыкание"), сигнализирующую о наличии в дефектном якоре виткэвых замыканий.

При помощи второго и третьего кана2 лов индикатора среди обнаруженного брака выявляют якори с такими устранимыми дефектами, как коллекторными замыканиями и перекрещиваниями концов отдельных секций.

Второй канал индикатора включается в работу только в случае, когда на вход амплитудного селектора 21 поступает с усилителя 19 сигнал, пэ амплитуде соответствукиций коллекторнэму (секционному)

35 замыканию. Триггер 23 срабатывает wr сигнала, поступившего с селектора 21, и открывает усилитель 25, через который включается лампа 27 ("Коллекторное за40 мыкание") сигнализирующая о наличии в

Ф дефектном якоре коллекторнэго. замыкания. Одновременно через обратную связь с выхода усилителя 25 на вход усилителя 15 первого канала, также зафиксировавшего наличие этого дефекта, поступает запрещающий сигнал. Лампа 18 (Витковое замыкание") не горит.

Третий канал индикатора работает в случае, когда на вход амплитудного селектора 22 с усилителя 20 поступает сигнал, по амплитуде соответствующий пперепутываняю концов одной из секций в обмотке дефектного якоря. Пройдя селектор 22, этот сигнал переключает триггер

24 в другое положение. В результате этого открывается усилитель 26, через который эапитывается лампа 28 (Перекрещивание"), сигнапиэируюшдя о наличии в дьфектнэм якоре секции с перекреп!иванием

10 концов. Одновременно с выхода усилителя

26 на ахоп усилителя 15 первого канала, зафиксировавшего и в атом случае указанный дефект, поступает запрещающий сигнал, препятствующий включению лампы 18 З (Витковое замыкание ).

Данное устройство наиболее целесообразно применять для проверки якорей на заводах в условиях массового производства малых алектрических мащин, где не- и обходима автоматизация контрольных операций.

Предлагаемое полуавтоматическое устройство в отличие от известных обеспечивает автоматическую разбраковку якорей по характеру дефектов, освобождая контролеров эт функций анализа брака, выделение из брака якорей с устранимыми дефектами, пригодных для восстановления, рр а также воэможность получения точных статистических данных для анализа техпроцессэв и работы оборудования, Формула изобретения

1. Устройство для комплексного контроля дефектов в обмотке якоря электрической машины, содержащее приводной ме- 39 ханизм якоря, программный блок, индуктор с полюсами, подключенный к генератору переменного тока, и приемник для измерения поля якоря, размещенные над пазами якоря, бпок выделения кэнтролируемогэ сигнала, соединенный с приемником и включающий в себя входной усилитель, демодулятор и промежуточный усилитель,: и блок индикации с усипитепем и элементом

40 индикации, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности определения характера дефектов, оно снабжено дополнительным приемником, двумя дополнительными одинаковыми блоками выделе45 ния контролируемых сигналов, блоками их индикации и тремя триггерами, один иэ входов которых подключен к выходу соответствующих блоков выделения контролируемых сигналов, другой вход - к программному блоку, а выход - к соответст вующему блоку индикации, причем к второму выходу триггера основного блока выделения контролируемого сигнала под ключен усилитель блока индикации витковых замыканий, выполненный на элементах ИЛИ НЕ, два других входа которого соединены с выходами усилителей двух дополнительных блоков индикации, при атом один из дополнительных блоков выделенчя контролируемого сигнала соединен с основным, а другой - с дополнительным приемником, установленным над лобовой частью обмотки в осевой плоскости якоря, проходящей между йопюсами индуктора.

2. Устройство по и. 1, о т и и ч а ю ш е е с я тем, что в основной блок выделения контролируемого сигнала между демодулятором и промежуточным усилителем введен подавляющий фильтр на час тоте зубцовой гармоники, а на выход промежуточного усилителя подключен амплитудный селектор, настроенный на сигнал основных дефектов.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л ич а ю и е е с я тем, что дополнительные блэки выделения контролируемых сигналов

BbIIIoJIHBHbI в виде последовательно соединенных входных усилителей и амплитудных селекторов, один из которых настроен на сигнал, соответствующий коллекторным замыканиям, а другой - на сигнал, соответствующий перекрещиванию концов секций обмотки.

Источники информации, принятые вэ внимание при акспертиэе

1. Контроль и испытание обмоток электрических мащин и аппаратов.- М., Госанергоиздат, 1959, с. 17, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 157009, кл» Н 01 P 31/06, 1962.

З Ф Х 6 7 Ю

Фиг. Х

Составитеж Ц, Никаноров

Редактор A. Пейсоченко Техред Н, Бабурка Корректор И, Муски

Заказ Х8Х7/53 Тираж 858 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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