CS253571B2 - Device for metallic articles protection accommodated in neighbourhood of large magnetic field formed by rotor of alternator without stator - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro ochranu kovových předmětů, uložených v okolí velkého magnetického pole, vytvářeného rotorem alternátoru bez statoru v průběhu zkoušek, když jím prochází budicí proud, přičemž toto zařízení obsahuje kovový obal, sestávající z několika částí obklopujících rotor.

Při zkouškách rotoru alternátoru je účelné přivádět do rotoru budicí proud, aby bylo možno sledovat mechanické chování rotoru, když se zahřívá. Tyto zkoušky se provádějí ve zkušebních komorách obsahujících kovová kluzná vedení, po nichž se posouvají nosiče ložisek rotoru, jakož i posuvné můstky. Je-li ve zkušební komoře vakuum, je opatřena rovněž válcovitým ocelovým pláštěm, na němž jsou upevněna kluzná vedení a posuvný můstek.

Prochází-li však rotorem při jeho otáčení budicí proud, vytváří se okolo něj silné radiální magnetické pole, které se otáčí a které vytváří ve všech okolních kovových částech, jako nosičích ložisek, kluzných vedeních, posuvném můstku a eventuálně v kovovém plášti, pokud ho komora obsahuje, indukované proudy. Přítomnost těchto indukovaných proudů má za následek vznik zahřátých míst, což vede ke škodlivým deformacím.

Z německého patentového spisu DE-A 2 945 144 je známo používat jako ochranné zařízení kovový plášť, zcela uzavírající rotor a sestávající ze dvou pulválcových plášťových polovin z nichž každá je tvořena segmenty z plného plechu, navzájem spojovanými pomocí sešroubovaných přírub, přičemž tyto dvě plášťové poloviny jsou ve vzájemném elektrickém dotyku ve svislé rovině vzájemného spoje a mají na svých koncích čelní plochy z plných plechů.

V tomto známém zařízení se v masivním plášti uvolňuje značné množství tepla, což má za následek jeho ohřev, který může vést к deformacím. Navíc se při otáčení rotoru ohřívá vzduch uzavřený uvnitř pláště a rotor se horkým vzduchem při nepřítomnosti jakéhokoli větrání zahřívá až к nepřístupným teplotám.

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález, jehož podstatou je, že obal obklopující rotor je tvořen alespoň jednou kovovou klecí, vytvářející síť s oky, přičemž každá klec sestává z dolní poloviny nesené podstavcem, a horní poloviny, uložené na dolní polovině klece, přičemž obě poloviny klece jsou navzájem spojeny ve vodorovné rovině osy rotoru, přičemž každá polovina klece obsahuje vodorovné elektricky vodivé prvky, rovnoběžné s osou rotoru, připojené к půlkruhovitým elektricky vodivým prvkům, přičemž tato klec nebo klece, uložené jedna vedle druhé, mají délku větší, než má část rotoru vytvářející magnetické pole, přičemž vodorovné vodiče jsou trubky, jimiž obíhá voda a které jsou na obou koncích zaústěny do dutých polovičních prstenců, sloužících jako kolektory pro vstup a výstup chladicí vody.

Klece podle vynálezu zastavují magnetické pole a kovové části, nacházející se okolo klece ve vzdálenosti odpovídající velikosti ok v síti klece jsou chráněny. Vzhledem к oběhu vody jsou vodorovné elektrické vodiče chlazeny. Řešení obalu ve formě klece s oky kromě toho dovoluje zajistit odvětrávání vzduchu uváděného do pohybu otáčejícím se rotorem a zabraňuje se tak jakémukoli škodlivému vzrůstu teploty rotoru. Oky v síti klece je také možno vizuelně sledovat rotor a provádět na něm případné zásahy v průběhu kontrol, které zkoušky vyžadují. Jelikož je spojovací rovina obou polovin klece vodorovná, je usnadněna jejich montáž a není zapotřebí prostředků pro posun polovin klece ve vodorovných směrech, kolmých na osu rotoru.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou obě poloviny, tvořící každou klec, v rovině spoje prodlouženy dvěma výběžky, opatřenými pomocnými trubkami ústícími do nástavců dutých polovičních prstenců a drženými ve vzájemných odstupech půlkruhovými vzpěrami, přičemž výběžky horní poloviny klece jsou nevodivě odděleny od výběžků dolní poloviny klece elektroizolačními vložkami, přičemž kovové šrouby procházející elektroizolačními vložkami stahují obě poloviny klece bez dotyku s vodivými částmi klece.

Silné indukované proudy, vyvíjené podél roviny spoje v obou polovinách klece, tak neprochází spojem, což odstraňuje problémy dotyku mezi oběma klecemi.

Aby se lépe zajistilo chlazení každé klece, děje se oběh vody s výhodou od dolního okraje jednoho dutého polovičního prstence k hornímu ok^ai druhého dutého polovičního prstence a potom v horní polovině klece od dolního okraje jednoho dutého polovičního prstence k hornímu okraai druhého dutého polovičního prstence horní poloviny klece, přičemž místo výstupu z dolní poloviny a vstupu do horní poloviny klece jsou vzájemně spojeny krátkým potrubím.

Aby se zabránilo tomu, že horní polovina klece bude mít neurčitý potenciál, spojuje se s dolní polovinou klece elektríkýým vodivým spojem s velkým elektrčkkým odporem, který nedovolá je průchod výchylek proudu.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 vakuovou zkušební komoru, v níž je uložen rotor obklopovaný ochranným zařízením podle vynálezu, obr. 2 boční pohled na klec zařízení podle vynálezu v jejím podélném a obr. 3 příčný řez touto klecí.

Zkušební komooa, znázorněná na obr. 1, je tvořena vodorovným tunelem s válcovitou ocelovou stěnou £, obklopovanou betonem _2. Levý otvor tunelu je hermeticky uzavírán dveřmi £.

Pravý otvor tunelu je u^a'v:írán stěnou s otvorem _5, opatřeným těsněním kterým prochází hřídel 7 pro otáčení rotoru 8_. Osa rotoru 8. se může otáčet v ložiscích 9_, jejichž nosiče 10 spočíváají na kluzných vedeních 11 .

Rotor ,8 je obklopen první klecí 12 a druhou klecí 12. První klec 12 sestává z horní poloviny 13 a dolní poloviny 14. Stejně tak sestává druhá klec 12 z horní poloviny . 1_3_ a dolní poloviny 14. DDlní poloviny £4, 14 jsou pevně spojeny s nosiči 15 , 15, spočívajícími na vedení 1£. Nooiče 10 ložisek 2 a nosiče 15, 15 dolních polovin 14 , 14 jsou dopravovány dovvčtř tunelu pomocí pojízdných vozíků £6, 17 a po té ukládány na vedení 11.

Vozíky £6 pojíždějí po kolejích 18, které jsou prodlouženy mimo tunel, kde se zařízení, tvo^řen^é rotorem^, jeto ložtoky a nos/m a klecemi s přústo^ými cooí^čí sestavuje dohromady. Poté se vozíky 16 zavezou dovvčtř tunelu, kde uloží nosiče 10 ložisek na kluzná vedení ££ pomocí zvedáků, kterými jsou vozíky 16 opatřeny. Vozíky £7, používané pro nosiče £5, 15 dolních polovin £4, 14 klecí £2, 12, jsou opatřeny zvedáky £0, které po spuštění dovvouůí uložení nosičů 15, 15 na kluzná vedení £1.

Každá polovina klece, jak ukazují obr. 2 a 3, obsahuje pravidelně rozmístěné vodorovné trubky 2£. Tyto trubky procházejí otvory 22 vyvrtanými ve vodivých půlkruhových vzpěrách 23, k nimž jsou přivařeny na jejich obvodu. Půlkruhové vzpěry 23 jsou z tlustostnnného kovu a dodávvaí příslušné polovině klece její mechanickou tuhost. Na obou koncích polovin klece jsou uloženy duté poloviční prstence £4, £5 pro horní polovinu klece 12 a duté poloviční prstence 2_6, 27 pro dolní polovinu klece 12, do nichž ústí vodorovné trubky 21.

Horní polovina 13 klece £2 je ve vodorovné rovině spoje opatřena dvěma vodorovnými výběžky £8. Tyto výběžky obsahukaždý dvě vodorovné pomocné trubky £9. Stejně tak je dolní pojovina 14 klece 12 opatřena ve vodorovné rovině spoje dvěma vodorovnými výběžky £0, obsahujícími každý dvě pomocné vodorovné trubky 31. Pomocné trubky ££, 33 jsou udržovány ve vzájemných odstupech vodorovnými nástavci půlkruhových vzpěr 23 a jsou zaústěny do vodorovných nástavců koncových polovičních prstenců 2_4, 25 pro horní polovinu klece 12 a 26, £7 pro dolní polovinu klece 12.

Mezi trubky vodorovných výběžků £8, 30. jsou vklíněny lichoběžníkové izolační vložky 32, tj. mezi pomocné vodorovné trubky £9, 31 a mezi trubky 21 ležící v rovině spoje, takže horní polovina klece 13 spočívá na dolní polovině 14 klece bez elektrického dotyku výběžků £8, 30 mezi sebou.

Trubky horních výběžků 28 jsou umístěny svisle nad trubkami dolních výběžků 30, takže se docílí dobrého maanneického spolupůsobení mezi horními a dolními výběžky. Izolačními vložkami 32 prochází bez dotyku s kovovými částmi šrouby 33, sloužící ke vzájmmnému stažení horní a dolní poloviny 13, 14 klece 12.

Pravý poloviční prstenec 27 dolní poloviny 14 klece 12 je na spodní straně opatřen vstupem 34 chladicí vody, která vystupuje výstupem 35 umístěným na horním konci levého polovičního prstence £6. Tento výstup 35 je připojen ke vstupu 36, leží^cmu na spodní straně levého polovičního prstence 24 horní poloviny 13 klece hadicí 37. Chladicí voda nakonec vychází výstupem .38, umístěným na horním konci pravého polovičního prstence 25 horní poloviny 13 klece.

Pro uzemnění potenciálu horní poloviny 13 klece se tato polovina spojuje s dolní polovinou 14 klece vodivým spojem 39 s velkým elektrcekým odporem. Tento spoj nepřenáší vzhledem k vel. mi značnému odporu proměnlivé proudy, které vzniká jí v horní polovině 13 klece 12.

Pro provádění zkoušek rotoru _8 se uzavře zkušební komora a nabuzený rotor se roztočí. Vytvořené otáčneící se magnneické pole je zastavováno klecí Г2, 12' a při okách klece obdélníkového tvaru s délkou, odpo^ídaící vzdálenooti mezi půlkruhovými vzpěrami 23, rovnou 1 m, a šířkou, odpo^ídaící vzdálenooti mezi jednotlvvými axiálními vodiči, rovnou 40 cm, je maanneické pole ve vzdálenooti 50 cm od klece neškodné.

Trubky 21 jsou vyrobeny ze slitiny, která je dobrým vodičem elektřiny a teplo, vyvíjené Joulovými efekty, je odváděno chladicí vodou. Unikaící tok mezi protijehkými výběžky 28, 30 obou polovin 13, 14 klece je velmi malý vzhledem ke vzájemné blízkosti těchto výběžků 30, 28. Navíc po východu z výběžků £8* 30 ztrácí tento tok soustředný účinek a rozbíhá se bez vyvvjení škodlivého účinku. Tento tok indukuje v obou protilehlých výběžcích £8, 30 dvě proudová pole opačného znaménka, ale vzhl^^d^m k tomu, že spád maanneického potenciálu podél spoje (od V do 0) je stejný, jako ve směru čtvrtiny obvodu až ke svislému průměru, má to * za následek, že součet indukovaných proudů vq,výběžku 28 je roven, při opačném znaménku, součtu proudů indukovaných v přilehlé čtvrtině obvodu, což zajišťuje návrat proudů bez průchodu spojem.

V příkladě znázorněném na obr. 1 byla pouužta krátká klec 12' a dlouhá klec £2. Obě klece 12, 12' jsou uloženy jedna vedle druhé a jejich celková délka je o něco větší, než je délka rotoru J3 vytvářejícího pole. Je tak chráněno celé kovové okolí rotoru a zejména nosiče 10 ložisek 9 a kluzná vedení 11.

Claims (4)

1. Zařízení pro ochranu kovových předmětů, uložených v okolí velkého maanneického' pole vytvářeného rotorem alternátoru bez statoru v průběhu zkoušek, při nichž jím prochází budicí proud, zahrniijící kovový obal obklopující rotor a sestáváaící z několika částí, vyznačené tím, že obal je tvořen alespoň jednou kovovou klecí (12), vytvvřeeící sít s oky, přičemž každá klec (12) sestává z dolní poloviny (14) nesené podstavcem (15), a horní poloviny (13), uložené . na dolní polovině (14) klece (12), přičemž obě poloviny (13, 14) klece (12) jsou navzájem spojeny ve vodorovné rovině osy rotoru (8), přičemž každá polovina (13, 14) klece (12) obsahuje vodorovné elektricky vodivé prvky, rovnoběžné s osou rotoru (8), připojené k pů^kru^hovi-^j^m elektricky vodivým prvkům, přičemž tato klec (12) nebo klece (12, 12'), uložené jedna vedle druhé, maí délku větší, než má část rotoru (8) vytváiářěící maanneiceé pole, přičemž vodorovné vodiče jsou trubky (21), jimiž obíhá voda a které jsou na obou koncích zaústěny do dutých polovičních prstenců (24, 25, 26, 27), sloužících jako kolektory pro vstup (34) a výstup (38) chladicí vody.

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že obě poloviny (13, 14) tvořící klec (12) jsou v rovině spoje prodlouženy dvěma výběžky (28, 30), opatřenými pomocnými trubkami (29, 31) ústícími do nástavců dutých polovičních prstenců (24, 25, 26, 27) a drženými ve vzájemných odstupech půlkruhovými vzpěrami (23), přičemž výběžky (28) horní poloviny (13) klece (12) jsou nevodivě odděleny od výběžků (30) dolní poloviny (14) klece (12) elektroizolačními vložkami (32), přičemž kovové šrouby (33) procházející elektroizolačními vložkami (32) stahují obě poloviny (13, 14) klece (12) bez dotyku s vodivými částmi klece (12).

3. Zařízení podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že výstup dolní poloviny (14) klece (12) je spojen krátkým potrubím (37) se vstupem horní poloviny (13) klece (12).

4. Zařízení podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že mezi dolní polovinou (14) a horní polovinou (13) je umístěn elektrický vodivý spoj (39) o velkém elektrickém odporu, dovolující uzemnit potenciál horní poloviny (13) klece (12).