DE2308488C3 - Prüfstand zum Klassifizieren von Läufern von Asynchronmotoren - Google Patents

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 eints Musterstators.

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 vorgefertigter Funktionskurven Streuverluste und Läuferwiderstand errechnet werden sollen. Da eine Asynchronmaschine als Motor aber niemals Synchrondrehzahl erreichen kann, sind die gemessenen bzw. auf Umwegen errechneten Werte für die Beurteilung 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 Eigenschaft 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 Wehe 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 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-

jo 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.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme 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 Fig. 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 S 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 Außenende des den Prüfkopf 5 bildenden

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 Staterformen befestigt werden kann. Mittels des Adapters, der aus einem Tragring 19 und Klauen 20 mit Schrauben 21 besteht, wird koaxial zur Welle 3 ein Musttrstator 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 Aufspannvorrichtungversehen, 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 perforierte 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 Wechselstrom 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 D iirchbriiche der Scheibe ab und liefert so bei dessen Umlauf Informationsimpulse für das elektronische System.

Ein Steuersystem steuert die Arbeitsfolge des neuen Prüfstandes unter Benutzung der Netzfrequenz als Zeitbasis wie folgt:

Nach dem Einsetzen und Aufspannen des Prüflings 25 wird der Anfahrmotor 9 erregt, damit er das Ganze in die Nähe der Drehzahl bringt, die bei der Prüfung, also beim funktioneilen Zusammenwirken von Musterstator und Prüfungsrotor, 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 einem 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 einprogrammierten 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.

	1	Bezugszeichenliste
	2	Maschinengestell
	3	Schaltschrank
	4	Welle
25	5	festes Lager
	6	Prüfkopf
	7	Induktionsmotor
	8	Stator
	9	Rotor
30	10	Induktionsmotor
	11	Stator
	12	Rotor
	13	Scheibe
	14	Durchbrüche
35	15	Lagergehäuse
	16	Wälzlager
	17	Ausnehmung
	18	Sitzring
	19	Schrauben
40	20	Tragring
	21	Klauen
	22	Schrauben
	25	Musterstator
	37	Rotor (Prüfling)
45	38	Kanäle
	39	Rohre
	40	Umwälzpumpe
	41	Vorratsbehälter
	42	Kühlaggregat
50	43	Düsen
	44	Leitung
	69	Kreisellüfter
	Fühlervorrichtung

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Prüfstand zum Klassifizieren von Läufern von Asynchronmotoren, mit einer Aufspannvorrichtung zur Aufnahme und zum Biefestigen 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 Induktionsmctors (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 auforingt, 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.