DE2308488B2 - Prüfstand zum Klassifizieren von Läufern von Asynchronmotoren - Google Patents
Prüfstand zum Klassifizieren von Läufern von AsynchronmotorenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klassifizieren von Läufern von Asynchronmotoren, mit einer
Aufspannvorrichtung zur Aufnahme und zum Befestigen des zu prüfenden Läufers (Prüflings) auf einer
frei drehbaren Welle in der Bohrung eines Musterstatois.
Vorrichtungen zum Prüfen der Eigenschaften von Läufern von Asynchronmotoren sind bekannt. So beschreibt
die US-Patentschrift 2568406 einen Prüfstand, mit dem Käfigläufer in einem Musterstator gemessen
werden. Der aufgespannte Läufer wird dabei von einem Hilfsmotor mit Synchrondrehzahl entgegen
seiner Solldrehrichtung angetrieben und dabei wird die Leistungsaufnahme gemessen, aus der mittels der
bekannten Drehzahl das Drehmoment errechnet wird, das seinerseits einen Schluß auf die Streuverluste erlaubt.
Eine unmittelbare Drehmomentmessung wird a.a.O. ebenfalls vorgeschlagen. Der Läuferwiderstand
wird indirekt durch Feststellung des aufgenommenen Ständerstromes bestimmt. Diese bekannte Anordnung
erlaubt zwar ein Klassifizieren der Läufer, jedoch nach zwei verschiedenen Kriterien, die aber
mehr den Elektromaschinenbauer als den Anwender eines Elektromotors angehen. Nachteilig ist nicht nur,
daß zwei verschiedene Größen gemessen werden müssen, nämlich die Leistungs- und die Stromaufnahme,
sondern vor allem, daß diese Größen nur als Hilfsgrößen benutzt werden, aus denen mittels vo.gefertigter
Funktionskurven Streuverluste und Läuferwiderstand errechnet werden sollen. Da eine Asynchronmaschine
als Motor aber niemals Synchrondrehzahl erreichen kann, sind die gemessenen bzw.
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eines für den Verkauf aus der Massenfertigung bestimmten Rotors wenig brauchbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Läufer in ihrem tatsächlichen Betriebsverhalten zu
klassifizieren. Auf dem erfundenen Prüfstand wird die vorrangige Eigenscheift eines Asynchronmotors bestimmt,
nämlich die Schlupfkennlinie. Da der Zusammenhang zwischen Schlupf und Drehmoment des Motors
fast linear ist, genügt die Feststellung eines ίο Punktes der Kennlinie.
Der erfundene Prüfstand der eingangs beschriebenen Gattung zeichnet sich zu diesem Zweck dadurch
aus, daß die Daten des Musterstators denen des Prüflings entsprechen, daß der Musterstator von einem
stabilisierten Wechselstrom gespeist wird, daß die Welle wenigstens einen Rotor eines Induktionsmotors
trägt, der von einem Stator umgeben ist, der mit einem stabilisierten Gleichstrom gespeist wird, so daß er auf
die von Prüfling und Musterstator angetriebene Welle >o ein konstantes Lastdrehmoment aufbringt, und daß
die Welle mit einem Drehzahlmesser ausgestattet ist. Der Rotor läuft also hier tatsächlich als Teil eines Motors
und stellt sich auf eine Drehzahl ein, die allein von seinen eigenen Eigenschaften bestimmt ist, denn
alle anderen Einflußgrößen sind auf konstante Werte stabilisiert. Das Klassifizieren geschieht also nach der
Drehzahl.
In vorteilhafter Ausgestaltung sitzt auf der gemeinsamen Welle ein weiterer Motor, der den aufgespann-Ki
ten Prüfling in die Nähe der Nenndrehzahl bringt und der zugleich als Bremse zum Abbremsen des Prüflings
nach der Messung dient. Zur Erhöhung der Konstanz der Meßbedingungen wird in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung eine Kühleinrichtung benutzt.
π Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Elezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
π Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Elezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel in vereinfachter Wiedergabe eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung, nämlich in
Fig. 1 eine schaubildliche und teilweise als durchsichtig wiedergegebene Darstellung der gesamten
Maschine nach der Erfindung, in
Fig. la eine Einzelheit aus Fig. 1, ebenfalls in schaubildlicher Darstellung, und in
Fig. 2 im Axialschnitt den Prüf kopf der Vorrichtung.
Die in Fig. 1 gezeigte Maschine besteht aus einem Maschinengestell 1 in der Form eines Schrankes, der
alle Mechanismen der Maschine aufnimmt und mit einem Schaltschrank 2 für die Steuerung ausgerüstet
ist. Die Hauptelemente der Maschine liegen im oberen Teil des Gestells und sind längs einer Welle 3 angeordnet,
die frei drehbar durch feste Lager 4 gestützt und gelagert ist.
Auf der Welle sind - von rechts nach links in F i g. 1 - angeordnet: ein Prüfkopf 5; zwei Induktionsmotoren
6, deren jeder aus einem Stator 7 und einem Rotor 8 besteht; ein weiterer Induktionsmotor 9 mit seinem
Stator 10 und seinem Rotor 11; eine zum Drehzahlmesser gehörende Scheibe 12 mit auf einem
Kreis angeordneten Durchbrüchen 13.
Der Prüfkopf 5 ist auf dem Maschinengestell befestigt und hat ein Lagergehäuse 14, in dem das Ende
der Welle 3 in Wälzlagern 15 gelagert ist. Bezüglich der räumlichen Anordnung im einzelnen sei auf die
Zeichnung verwiesen.
Das AiiRpnpiiHp Hpi d^n PrnfWonf ^ badenden
Blockes enthält eine im wesentlichen radialsymmetrische Ausnehmung 16, hat also Topfform, und ist mit
einem Sitzring 17 versehen, in dem mittels Schrauben 18 ein Adapter für verschiedene Stalorformen befestigt
werden kann. Mittels des Adapters, der aus einem Tragring 19 und Klauen 20 mit Schrauben 21 besteht,
wird koaxial zur Welle 3 ein Musterstator 22 für die zu prüfenden Rotoren 25 (Prüflinge) befestigt. Die
Art des jeweils an den Prüfkopf anzuschließenden Stators richtet sich nach der Art der Prüflinge.
Das Ende der Welle 3 ist mit einer Aufspannvorrichtung versehen, die ein schnelles, selbsttätiges Aufspannen
und Abnehmen der Prüflinge gestattet.
Die Statoren der drei beschriebenen Motoren haben in ihrem Inneren Kanäle 37, die an Rohre 38
angeschlossen sind, die mit einer Umwälzpumpe 39 und einem Vorratsbehälter 40 für ein Kühlmittel, beispielsweise
für eine Salzlösung, einen Kühlkreislauf bilden, dem die Wärme durch ein Kühlaggregat 41
entzogen wird. Andererseits befinden sich an den Enden aller Statoren perforierie Rohre, die in Düsen 42
münden, die gemeinsam mittels Leitungen 43 an den Ausgang eines Kreisellüfters 44 angeschlossen sind.
Dieses System dient ebenfalls der Kühlung, und zwar vorwiegend der Kühlung der Rotoren.
Der Musterstator 22 wird mit einem Wech ^elstrom gespeist, der so stabilisiet ist, daß er für die Prüfungen
eine Bezugsgröße bildet. Die Statoren der beiden Motoren 6 werden mit einem stabilisierten Gleichstrom
erregt, wodurch der Drehung ihrer Läufer ein ebenfalls konstanter Widerstand entgegengesetzt wird. Der
Motor 9 ist herkömmlich. Die Scheibe 12 bildet mit einer Fühlervorrichtung 69 für fotoelektrische Signale
den Drehzahlmesser. Die Vorrichtung 69 fühlt die Durchbräche der Scheibe ab und liefert so bei dessen
Umlauf Inf'irmatkmsimpulse für das elektronische
System.
Ein Steuersystem steuert die Arbeitsfolge des neuen Prüfs'andes unter Benutzung der Netzfrequenz
als Zeitbasrt wie folgt:
Nach den1 Einsetzen und Aufspannen des Prüflings
25 wird der Anfahnmotor 9 erregt, damit er das Ganze
in die Nähe der Drehzahl bringt, die bei der Prüfung, also beim fiinktionellen Zusammenwirken von Musterstator
und Prülfungsrotor, gefordert wird.
In einem späteren Zeitpunkt wird eine Gleichstrom-Stabilisiereinrichtung
eingeschaltet, die die erforderliche Spannung zur Speisung der beiden Statoren 7 erzeugt, die als Wirbelstrombremse der
Drehung der Gesamtanordnung einen konstanten Widerstand bieten.
Später wird der Musterstator 22 an eine stabilisierte
Energiequelle angeschlossen, die ihn mit ein^m stabi-
lisierten Wechselstrom speist. Danach wird der Anfahrmotor entregt.
Die Drehzahlmessung geschieht durch Zählung der von der fotoelektrischen Detektorvorrichtung 69 ausgesandten
Impulse während einer Sekunde, nämlich während 50 Perioden der Netzfrequenz. Die geprüften
Rotoren werden nach einprograrmnierten Zählerständen
klassifiziert und am Ausgang des Prüfstandes entsprechend getrennt.
Nach der Messung werden zuerst die Ströme unterbrochen, die den Musterstator 22 und die Belastungsstatoren 7 speisen. Danach wird vermittels eines Thyristors
eine zweite Wicklung des Anfahrmotors 9 mit einem Gleichstrom gespeist, so daß dieser Motor 9
als Wirbelstrombremse wirkt und die Gesamtanordnung schnell abbremst.
Es folgen das Lösen und Ausstoßen des Prüflings aus der Aufspannvorrichtung und das selektive Wegfördern
der gemessenen Rotoren nach Güteklassen.
Bezugszeichenliste | |
1 | Maschinengestell |
2 | Schaltschrank |
3 | Welle |
4 | festes Lager |
5 | Prüfkopf |
6 | Induktionsmotor |
7 | Stator |
8 | Rotor |
9 | Induktionsmotor |
10 | Stator |
11 | Rotor |
12 | Scheibe |
13 | Durchbrüche |
14 | Lagergehäuse |
15 | Wälzlager |
16 | Ausnehmung |
17 | Sitzring |
18 | Schrauben |
19 | Tragring |
20 | Klauen |
21 | Schrauben |
22 | Musterstator |
25 | Rotor (Prüfling) |
37 | Kanäle |
38 | Rohre |
39 | Umwälzpumpe |
40 | Vorratsbehälter |
41 | Kühlaggregat |
42 | Düsen |
43 | Leitung |
44 | Kreisellüfter |
69 | Fühlervorrichtung |
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Prüfstand zum Klassifizieren von Läufern von
Asynchronmotoren, mit einer Aufspannvorrichtung zur Aufnahme und zum Befestigen des zu
prüfenden Läufers (Prüflings) auf einer frei drehbaren Welle in der Bohrung eines Musterstators,
dadurch gekennzeichnet, daß die Daten des Musterstators (22) denen des Prüflings (25) entsprechen,
daß der Musterstator (22) von einem stabilisierten Wechselstrom gespeist wird, daß die
Welle (3) wenigstens einen Rotor (8) eines Induktionsmotors (6) trägt, der von einem Stator (7)
umgeben ist, der mit einem stabilisierten Gleichstrom gespeist wird, so daß er auf die von Prüfling
und Musterstator angetriebene Welle (3) ein konstantes Lastdrehmoment aufbringt, und daß die
Welle mit einem Drehzahlmesser (12, 13) ausgestattet ist.
2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (3) ein weiterer
Elektromotor (9) zum Anfahren des Prüflings in die Nähe der Nenndrehzahl und/oder zum Abbremsen
des Prüflings nach der Drehzahlmessung angeschlossen ist.
3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein System für eine Zwangskühlung
der der Welle (3) zugeordneten elektromagnetischen Teile.
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