DE2827203A1

DE2827203A1 - Shrinking cavity detection in bars of squirrel cage winding - has specified current which is passed through bar and includes instrument to measure magnetic induction

Info

Publication number: DE2827203A1
Application number: DE19782827203
Authority: DE
Inventors: Bernd Ing Kosch
Original assignee: FISCHBACH LUEFTUNGSTECH
Current assignee: FISCHBACH LUEFTUNGSTECH
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1978-06-21
Publication date: 1980-01-10

Abstract

The winding belings to an asynchronous machine whose squirrel cage rotor is produced by casting. A specified direct current is passed through the squirrel cage consecutively through two points at the ends of a bar to be tested, or at opposite rings always in the same relative position to the respective rotor bar. A sensor of an instrument measuring magnetic induction is placed over the tested bar always in the same position w.r.t. it. The integrating measuring instrument is a galvanometer.

Description

Verfahren zur Feststellung von Lunkerstellen in der KäfigwicklungProcedure for the detection of voids in the cage winding

von Asynchronmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung von Lunkerstellen in den Leiterstäben der Käfigwicklung einer elektrischen Asynchronmaschine, deren Käfigläufer durch Gießen hergestellt ist. of asynchronous machines The invention relates to a method for detection of voids in the conductor bars of the cage winding of an electric asynchronous machine, whose squirrel cage is made by casting.

Die Käfigwicklungen der Läufer von Asynchronmaschinen werden häufig im Gußverfahren, vorzugsweise im Spritzgußverfahren, hergestellt, was nicht nur eine sehr preiswerte und einfache Methode ist, sondern auch zu einer guten mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen den Käfigstäben und den Käfigringen führt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß in der gegossenen Wicklung gelegentlich Lunkerstellen auftreten. Solche Lunkerstellen sind insbesondere bei den Leiterstäben gefährlich, da infolge der Verengung des Leiterquerschnittes an der Lunkerstelle eine sehr hohe örtliche Erwärmung auftritt. Es ist daher wichtig, die gegossene Käfigwicklung auf das Vorhandensein von Lunkerstellen untersuchen zu können.The cage windings of the rotors of asynchronous machines are common by casting, preferably by injection molding, which is not only is a very cheap and easy method, but also a good mechanical one and electrical connection between the cage bars and the cage rings leads. The disadvantage of this method, however, is that occasionally in the cast winding Blowholes occur. Such voids are particularly common in the ladder bars dangerous because of the narrowing of the conductor cross-section at the cavity very high local heating occurs. It is therefore important that the cast To be able to examine the cage winding for the presence of voids.

Eine Prüfung durch Anlegen einer Spannung und Messung des elektrischen Stromes zwecks Bestimmung des Widerstandes des zu prüfenden Leiterstabes ist nicht möglich, da die Ringe und die anderen Stäbe Parallelwege bilden , so daß der durch den zu prüfenden Stab fließende Strom nicht unmittelbar gemessen werden kann.A test by applying a voltage and measuring the electrical Current for the purpose of determining the resistance of the conductor bar to be tested is not possible, since the rings and the other rods form parallel paths, so that the through to current flowing through the test rod cannot be measured directly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, leicht handhabbares Verfahren zu entwickeln, um Stäbe mit Lunkerstellen in der gegossenen Käfigwicklung erkennen zu können.The invention is based on the object of a simple, easy-to-use Process to develop rods with cavities in the cast cage winding to be able to recognize.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welches die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.A method according to the preamble is used to solve this problem of claim 1 proposed, which in the characterizing part of the claim 1 has the features mentioned.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims called.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich leicht Leiterstäbe mit größeren Lunkerstellen, die zu gefährlichen Überhitzungen führen können, ermitteln. Die beschriebene Messung wird an sämtlichen Stäben nacheinander vorgenommen, und dann wird durch Vergleich der Meßwerte geprüft, ob Stäbe vorhanden sind, die ein merklich kleineres magnetisches Feld erzeugen als die übrigen Stäbe. In der Regel kennt man bereits den Durchschnittswert dieser magnetischen Felder, so daß sofort bei Messung des magnetischen Feldes eines Stabes erkannt werden kann, ob dieser Stab eine größere Lunkerstelle enthält oder nicht.With the method according to the invention, conductor bars can easily be removed with larger voids that can lead to dangerous overheating. The measurement described is carried out on all rods one after the other, and Then, by comparing the measured values, it is checked whether there are rods that have a Generate a noticeably smaller magnetic field than the rest of the rods. Usually one already knows the average value of these magnetic fields, so that immediately when measuring the magnetic field of a rod it can be recognized whether this Rod contains a larger cavity or not.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figur zeigt schematisch den Rotor 1 einer Asynchronmaschine in Seitenansicht und teilweise im Schnitt. Der Rotorkörper 2 besteht aus einer geblechten Trommel, die in Längsrichtung mit Nuten versehen ist, in welcher die Leiterstäbe 3 liegen. Die Blechung des Rotorkörpers 2 ist in der Schnittdarstellung nur angedeutet. An den Stirnseiten des Läufers sind die Leiterstäbe 3 durch die Ringe 4 kurzgeschlossen. Die Stäbe 3 und die Ringe 4 stellen einen einheitlichen durch Gießen hergestellten Körper dar. In der Ansicht des Läufers sind die Nuten mit den Stäben nur durch einfache Linien 3a angedeutet, da die Nuten gewöhnlich halbgeschlossen sind.Using the exemplary embodiment of an arrangement shown in the figure the invention will be explained in more detail for carrying out the method. The figure shows schematically the rotor 1 of an asynchronous machine in side view and partially on average. The rotor body 2 consists of a laminated drum that extends in the longitudinal direction is provided with grooves in which the conductor bars 3 lie. The lamination of the rotor body 2 is only indicated in the sectional view. On the front sides of the runner are the conductor bars 3 short-circuited by the rings 4. The bars 3 and the rings 4 represent a unitary body produced by casting. In the view of the rotor, the grooves with the bars are only indicated by simple lines 3a, since the grooves are usually semi-closed.

Zur Prüfung, ob Lunkerstellen in den Stäben vorhanden sind, wird eir Gleichspannung U in den Punkten 5 und 6 an den Ringen 4 angeschlossen. Es sind dabei die Punkte der Ringe gewählt, welche dem gerade zu prüfenden Leiterstab 3a am nächsten liegen. Die Gleichspannung wird im gezeigten Beispiel über einen Gleichrichter 11 und einen verstellbaren Dreiphasentransformator 12 aus einem Drehstomnetz gewonnen. Der Gleichstrom wird durch Verstellung des Transformators 12 auf einen bestimmten Festwert eingestellt, welcher an dem parallel zum Shuntwiderstand 9 liegenden Meßgerät 10 abgelesen werden kann. Der Schalter 8 wird geschlossen. Auf den Leiterstab 3a wird eine Prüfspule 15 aufgesetzt, die an ein Galvanometer 16 angeschlossen ist. Wenn der Schalter 8 geöffnet wird, dann bricht der Strom in der gesamten Käfigwicklung zusammen und in die Spule 15 wird ein Spannungsstoß induziert, der ein Maß für den durch den Leiter 3a fließenden Strom IS ist, wie man aus folgenden Gleichungen ersieht: Der Augenblickswert der in die Prüfspule induzierten Spannung ist nach dem Induktionsgesetz wobei w die Windungszahl der Spule ist und # der mit der Spule verkettete magnetische Fluß ist. Der magnetische Fluß beträgt wobei F der Durchtrittsquerschnitt der Spule ist und B der senkrecht zu diesem Durchtrittsquerschnitt verlaufende Induktionsvektor. Der Induktionsvektor B hängt bei konstanten Verhältnissen des magnetischen Kreises allein von dem das magnetische Feld erregenden Strom ab. Diese konstanten Verhältnisse des magnetischen Kreises für die Messung an sämtlichen Leiterstäben wird dann erreicht, wenn die Prüfspule in stets gleicher räumlicher Lage relativ zum Jeweils zu prüfenden Stab aufgesetzt wird. Faßt man die konstanten GröBen in einer Konstanten K zusammen, so ergibt sich aus Gleichung 1 Durch Integration über die Gesamtzeit eines Abschaltvorganges, in der der Leiterstrom von IL auf Null sinkt, erhält man Man erkennt also, daß der vom Galvanometer 16 gemessene Spannungsstoß dem Strom im Leiterstab proportional ist und unabhängig vom zeitlichen Verlauf des Verschwindens dieses Stromes beim Abschalten ist.To check whether there are cavities in the bars, a direct voltage U is connected to the rings 4 at points 5 and 6. The points of the rings are selected which are closest to the conductor rod 3a to be tested. In the example shown, the DC voltage is obtained from a three-phase network via a rectifier 11 and an adjustable three-phase transformer 12. The direct current is set to a certain fixed value by adjusting the transformer 12, which can be read on the measuring device 10 lying parallel to the shunt resistor 9. The switch 8 is closed. A test coil 15, which is connected to a galvanometer 16, is placed on the conductor bar 3a. When the switch 8 is opened, the current breaks down in the entire squirrel cage winding and a voltage surge is induced in the coil 15, which is a measure of the current IS flowing through the conductor 3a, as can be seen from the following equations: The instantaneous value of The voltage induced in the test coil is according to the induction law where w is the number of turns of the coil and # is the magnetic flux linked to the coil. The magnetic flux is where F is the passage cross section of the coil and B is the induction vector running perpendicular to this passage cross section. At constant ratios of the magnetic circuit, the induction vector B depends solely on the current which excites the magnetic field. These constant ratios of the magnetic circuit for the measurement on all conductor bars are achieved when the test coil is always placed in the same spatial position relative to the respective bar to be tested. If the constant quantities are summarized in a constant K, then equation 1 results Integration over the total time of a switch-off process, in which the line current falls from IL to zero, is obtained It can therefore be seen that the voltage surge measured by the galvanometer 16 is proportional to the current in the conductor rod and is independent of the time course of the disappearance of this current when this current is switched off.

Wird die beschriebene Messung für sämtliche Stäbe bei gleichem Strom Ig durchgeführt, und wird die Spule in stats gleicher räumlicher Lage zum jeweiligen Leiterstab bei Messung aufgesetzt, s steht fest, daß diejenigen Stäbe größere Lunkerstellen aufweisen, f die der gemessene Wert wesentlich unter dem Mittelwert aller Meßwerte liegt.This is the measurement described for all rods with the same current Ig performed, and the coil is in stats the same spatial position to the respective Conductor bar put on during measurement, it is clear that those bars have larger voids have, f which the measured value is significantly below the mean value of all measured values lies.

Die Prüfspule hat zur Steigerung ihrer Empfindlichkeit vorzugsweise einen geblechten Eisenkern. Die Spule wird zweckmäßigerweise mit einem geringen Luftspalt von vorzugsweise einem Millimeter auf das Läuferblechpaket aufgesetzt. Der Gleichstrom kann selbstverständlich in beliebiger Weise erzeugt werden. Er soll nach Möglichkeit keine oder nur eine sehr geringe Welligkeit haben. The test coil preferably has to increase its sensitivity a sheet iron core. The coil is conveniently with a low Air gap of preferably one millimeter placed on the rotor core. The direct current can of course be generated in any desired manner. He should if possible, have no or only a very slight ripple.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich bei Kurzschlußläufern beliebiger Bauart anwenden. Im Ausführungsbeispiel ist ein Trommelläufer gezeigt. Ebenso kann das Verfahren bei den Kurzschlußläufern von Scheibenankermotoren angewendet werden, bei denen der den Läufe durchfließende Strom zwischen Außen- und Innenring zugeführt wird. The method according to the invention can be used with squirrel cage rotors of any design. In the exemplary embodiment, a drum rotor is shown. The method can also be used for squirrel cage rotors in disc armature motors in which the current flowing through the barrels is between the outer and inner ring is fed.

Der Strom muß nicht notwendigerweise unmittelbar an den Enden eines Leiterstabes zugeführt werden. Grundsätzlich können die beiden Stellen beliebig gewählt werden, sie müssen Jedoch bei der Messung für Jeden Stab die gleiche relative Lage zu diesem Stab haben. Die günstigsten Ergebnisse erhält man Jedoch, wenn die Zuführung unmittelbar im Bereich der Enden des Leiterstabes erfolgt.The current does not necessarily have to be directly at the ends of a Ladder bar are fed. Basically, both of them can Place can be chosen arbitrarily, but they must be the same for each rod when measuring relative position to this staff. However, the best results are obtained if the feed takes place directly in the area of the ends of the conductor bar.

Claims

PATENT CLAIMS: 9 method for the detection of blowholes in the conductor bars of the squirrel cage winding of an electric asynchronous machine, whose Squirrel cage is made by casting, characterized in that one after the other Via two points each on the cage, those at the ends of the rotor rod to be tested or on the opposite rings in the same position relative to the respective one Rotor rod, a certain direct current is driven through the cage and that above the conductor rod to be tested, the measuring sensor is one of the magnetic ones Induction measuring device always in the same position relative to the respective rotor rod is put on.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sensor A test coil is that the current flows through the cage after placing the test coil via the rotor rod to be tested is switched off and that the into the test coil induced voltage surge is measured via an integrating device.

3. The method according to claim 2, characterized in that the integrating Measuring device is a galvanometer.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the coil with its winding axis transverse to the longitudinal direction of the conductor bar on the Rotor core is put on.

5. The method according to any one of claims 2 to 4, characterized in that that the placement of the coil takes place in such a way that between the rotor core and the actual coil has a small air gap.

6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that that the coil has an iron core.