Устройство для косвенного контро-ля неравномерности воздушного зазораэлектрических вращающихся машин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЙ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ пп813603 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 12 . 02. 79 (gf) 2722793/24-07 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 15,0381, Бюллетень ИЯ 10

Дата опубликования описания 170381 (51)М. Кл З

Н 02 К 15/16

Государственный номнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 821. 313. . 333 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. А. Леонов, И. 3. Скрыпин, С. Н. Тиханр

В. Б. Финкельштейн и Л. И. Юдина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ

HEPABH0MZPH0CTH ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН

Недостатком данных устройств является невозможность автоматизации контроля неравномерности воздушного зазора электрических машин в условиях поточного производства, ибо все они предполагают введение внутрь машины дополнительных элементов. При этом надежность контроля зависит от точности установки этих механических элементов, которая может изменяться при внешних. возникающих в электрической машине вибрациях.

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к электрическим.машинам и может быть использовано для косвенного контроля неравномернос-5 ти воздушного зазора электрических вращающихся машин.

Известны устройства для контроля неравномерности воздушного зазора вращающихся электрических машин, содержащие различные чувствительные элементы, установленные внутри контролируемой машины 1) — (8) .

Известно устройство для контроля воздушного зазора электрической машины, в котором неравномерность воздушного зазора контролируется с помощью подпружиненного ролика, размещенного на стойке, укрепленной на нажимном кольце сердечника статора и (в случае недопустимого эксцентриситета замыкаю-2О щего контакты), включенные в цепь сигнализатора jij .

Известно устройство для контроля воздушного зазора электрических машин с помощью элементов, вводимых в воздушный зазор, где применяются специ( альные элементы, выступающие над по- . верхностью статора в воздушном зазоре, электрическая машина, при соприкосновении ротора с которыми замыкается цепь, сигнализирующая о6 увеличении неравномерности воздушного зазора выше нормы (2g.

Известно устройство контроля воздушного зазора электрической машины состоящее из двух концентрических контактных деталей, одна из которых размещена на роторе, а другая на статоре. На одной из этих деталей имеется электроизоляционный слой с пониженной механической прочностью. При перемещении ротора электрической машины в радиальном направлении появляется контакт между упомянутыми деталями, что приводит либо к срабатыванию сигнализации, либо к отключению электрической машины от сети (3).

813603

Известны устройства, в которых контроль воздушного зазора осуществляется косвенным путем, без предварительной установки внутри электрической машины дополнительных механических элементов.

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного электродвигателя содержит блок» итания, от которого пониженное и стЬилизированное напряжение подается на испытуемый асинхронный электроднига- И, тель и на счетчик времени. Током испытуемого электродвигателя питается блок измерения пускового тока. Сигналы от счетчика времени и от блока измерения пускового тока поступают на входы блока сравнения и по вели- 1э чине времени разгона определяют неравномерность воздушного зазора f4).

Однако данный способ имеет малую точность, ибо на нремя разгона, кроме величины неравномерности воздуш- Щ ного зазора, влияет качество смазки и степень перекоса подшипниконых щитов .

B устройстне (5j контроль неравномерности воздушного зазора осуществляется по величине скорости вращения двигателя, нагруженного противодейстнуЮщим моментом, равным опрокидывающему моменту при работе в однофазном режиме и максимально допустимой неравномерности воздушного зазора.

Однако, наличие н указанном устройстве специального дорогостоящего нагруэочного приспособления значительно снижает его ценность. Кроме того, все операции отличаются крайней трудоемкостью, а максимальное изменение неличины показателя неравномерности воздушного зазора составляет всего 25%, что недостаточно для ® обеспечения высокой точности контроля.

В устройстве f6) контроль неравномерности воздушного зазора осуществляется по измерению напряжения тро- 45 гания двигателя, которое зависит от неличины зксцентриситета.

Однако, этот способ также является крайне неточным, так как напряжение трогания зависит не только от эксцентриситета, но и от качества сборки и состояния подшипников.

Известно устройство для контроля

Неравномерности воздушного зазора, содержащее четыре, выполненных иэ у

Медного провода, измерительных катушки для улавливания сигналов всего спектра частот магнитного поля в зазоре, расположенных в пазах статора, промежуточные трансформаторы для усиления сигналон измерительных ка- е0 тушек, фильтры верхних частот для отделения сигнала поля пазов от остального спектра частот сигналов магнитного поля, блоки сравнения, состоящие из выпрямителей высокочастотных сиг- 65 налов полей пазов, схем вычитания, и суммирования сигналов от диаметрально расположенных индуктивных катушек и схем деления разности сигналов с диаметрально расположенных индуктивных катушек на сигнал индуктивной катушки, индикаторы, фиксирующие величи ну неравномерности воздушного зазора машины во время ее работы, блок предупредительной сигнализации о наличии предельного эксцентриситета ° и блок ограничения для автоматическо-, го отключения машины при превышении в величины неравномерности воздушного зазора выше нормы (7).

Недостатком данного устройства является невозможность автоматизации процесса контроля и отбраковки электрических вращающихся машин с неравномерностью воздушного зазора, превышающего нормативное значение н условиях поточного производства из-за необходимости введения в пазы статора измерительных катушек.

Из1зестно также у" òðîéñòâî для косвенного контроля неравномерности воэ— душного зазора электрической машины с зубчатым ротором и трехфазной обмоткой на статоре, содержащее блок питания, блок коммутации фаз статорной обмотки, блок фильтров, настроенных на частоту зубцоной гармоники, схему во.зведения в квадрат, блок запоминания, сумматор, блок сравнения и индикатор контроля 183 °

Недостаток данного устройства — малая производительность при контроле н условиях поточного производства.

Цель изобретения — ускорение процесса измерения.

Для достижения поставленной цели н устройство введен программный блок, ныполненный н виде узла нременного управления, соединенного с узлами измерения скорости, узлом управления блоком кож утации, узлом подключения блока запоминания, узлом включения схемы суммирования и блока сравнения, выходы программного блока соединены с блоками коммутации фаз статорной обмотки, запоминания, схемой суммирования и блоком сравнения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрических вращающихся машин. устройство содержит блок 1 питания, создающий стабилизированное пониженное трехфазное напряжение; блок 2 коммутации фаэ статорной обмотки, производящий необходимую коммутацию статорных обмоток электрической машины; испытуемую электрическую машину 3, блок 4 фильтров, настроенных на частоту эубцовой гармоники программный блок 5, координирующий действие всего устройства; выпрямительный блок 6, преобразующий переменный сигнал зуб813603 цовой частоты в постоянное напряжение, схему 7 возведения в квадрат; блок 8 запоминания; схему 9 суммирования, блок 10 сравнения; индикатор 11 контроля.

Устройство работает следующим образом.

В качестве измеряемого параметра, о изменению которого судят о налиии эксцентриситета, выбирается сумма квадратов амплитуд зубцовых гармоник, измеренных в однофазном режиме tO .при последовательном отключении каждой из трех фаз статорной обмотки электрической машины. Контроль неравномерности воздушного зазора производится при этом одновременно с проверкой работоспособности электрической машины на холостом ходу. В определенной точке конвейера статорные обмотки испытуемой электрической машины 3 подключаются к соответствующим 20 выходам блока 2 коммутации и по команде из программного блока 5 через контакторы блока 2 коммутации на электрическую машину подается пониженное стабилизированное трехфазное 25 напряжение от блока 1 питания. После достижения установившейся скорости вращения, измеряемой узлом измерения скорости, по команде из программного блока 5.отключается фаза A статорной обмотки и вход блока 4 фильтров, настроенных на частоту зубцовой гармоники, подключается к фазам A и Б.

С выхода блока 4 фильтров сигнал зубцовой частоты поступает на выпрямительный блок 6, преобразующий сигнал переменного напряжения в постоян. ное, представляющее собой амплитуду зубцовой гармоники. Этот сигнал возводится в квадрат схемой 7 и по команде из программного блока 5 посту- 40 пает в первую ячейку памяти блока 8 запоминания. После этого по команде из программного блока 5 восстанавливается на короткое время трехфазный режим работы и затем отключается фа4S за В статорной обмотки электрической машины 3, а вход блока фильтров подключается к фазам В и С. Выделенный блоком фильтров 4 второй сигнал зубцовой частоты преобразуется выпрямительным блоком 6 в постоянное напряжение, равное амплитуде зубцовой гармоники, которое возводится в квадрат и по команде из программного блока 5 поступает во вторую ячейку памяти блока 8 апоминающего устройства. Затем 55 по ком=:íäå из программного блока 5 опять восстанавливается на короткое время трехфазный режим и отключается фаза С.

Вход блока 4 фильтров подключается g) к фазам С и A и проводится аналогичное измерение, в результате чего в третьей ячейке блока запоминающего устройства 8 фиксируется третье значение квадрата амплитуды гармоники эубцовой ; частоты. После этого по команде из программного блока 5 три значения квадратов амплитуд эубцовой гармоники из ячеек памяти блока 8 запоминаниня подаются на вход схемы сумматора 9.

Выходное напряжение схемы суммирования, представляющее собой сумму квадратов амплитуд зубцовых гармоник, подается на первый вход блока 10 сравнения, при этом на второй вход бло,ка 10 сравнения подается эталонное значение суммы квадратов амплитуд зубцовых гармоник. Если измеряемая величина превышает допустимое (эталонное) значение, то блок 10 сравнения выдает сигнал на индикатор 11 контроля, и данная электромашина признается негодной. После окончания цикла контроля,по команде из программного блока 5 устройство приходит в исходное состояние и испытуемая электрическая машина 3 отключается от блока 1 питания.

В результате применения данного устройства автоматизируется и упрощается процесс контроля неравномерности воздушного зазора электрических вращающихся машин в условиях поточного производства.

Производится отбраковка элеКтрических машин с величиной неравномерности воздушного зазора выше установленной нормы.

Формула изобретения

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрических вращающихся машин с зубчатым ротором и трехфазной обмоткой на статоре, содержащее блок питания, блок коммутации фаз статорной об. мотки и последовательно соединенные блок фильтров, настроенных на частоту зубцовой гармоники, схему возведения в квадрат, блок запоминания, сумматоь. блок сьавнения и индикатор контроля,о т л и ч а ю щ е е с я тем,что с целью ускорения процесса измерения, введен программный блок, выполненный в виде узла временного упраления, соединенного с узлом измерения скорости, узлом упраления блоком коммутации, узлом подключения блока запоминания, узлом включения схемы суммирования и блока сравнения, выходы программного блока соединены с блоками коммутации фаэ статорной обмотки и запоминания, схемой суммирования и блоком сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 342259, кл. Н 02 К 11/00, 1970. .2. Патент ФРГ Р 880911, кл.21 d,2, 1957.

3. Патент ФРГ 9 1488879, кл. Н 02 Н 7/06, 1966.

4. Авторское свидетельство СССР

9 542409, кл. Н 02 K 15/00, 1974.

813603

Составитель В. Никоноров

Редакто Т. Коссей ТехредН, . Ко ектор ".

Заказ 789 7 Тираж 30 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5. Авторское свидетельство СССР

М 221152, кл. Н 02 К 15/00, 1966.

6. Авторское свидетельство СССР

9 73697, кл. Н 02 К 15/00, 1949.

7. Журнал "Techn. mitt AEG-Tefesunken М- 3-4, Вег i n, 1969, с. 245246.

Ф

8. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2556429/24-07, кл кл. Н 02 К 15/16, 1977.