PL106309B1 - Uklad cewek pomiarowych do kontroli polozenia wirnika wzgledem stojana maszyny elektrycznej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad cewek pomiarowych do kontroli polozenia wirnika wzgledem stojana maszyny elektrycznej, znajdujacy zastosowanie zwlaszcza podczas montazu i kontrolnych badan kwalifikacyj¬ nych.

Dopuszczalne tolerancje wykonania poszczególnych czesci maszyny elektrycznej, niezbedne luzy i niedo¬ kladnosci montazu wywoluja zawsze jakas niesymetrie obwodu magnetycznego maszyny, zwlaszcza wynikajaca z przesuniecia wzgledem siebie wzdluznych osi symetrii stojana i wirnika. Przesuniecie to ulega zmianom w miare uplywu czasu trwania eksploatacji maszyny, np. wskutek osiadania wirnika w lozyskach. Niecentrycz- nosc polozenia wirnika w otworze stojana jest przyczyna szeregu niekorzystnych zjawisk, które w róznych rodzajach maszyn wystepuja z rózna sila w postaci zmniejszania momentu obrotowego, wzrostu strat, poziomu drgan i glosnosci oraz szybkiego zuzywania sie lozysk. Najbardziej niekorzystnym skutkiem niecentrycznego polozenia wirnika w otworze stojana sa promieniowe sily naciagu magnetycznego oraz prady lozyskowe.

Promieniowe sily sa zródlem wzrostu poziomu drgan i obnizenia krytycznej predkosci obrotowej, zas prady lozyskowe sa przyczyna szybkiego zuzywania sie lozysk, co czesto staje sie przyczyna awarii maszyny.

Ze stosowania znany jest uklad cewek pomiarowych skladajacy sie z czterech identycznych cewek o dlugosci czynnej równej dlugosci zelaza maszyny, rozmieszczonych symetrycznie na powierzchni zewnetrznej wirnika lub wewnetrznej stojana. Kontrole polozenia wirnika wzgledem stojana maszyny przeprowadza sie na podstawie porównywania wartosci sil elektromotorycznych indukowanych w cewkach. Uklad ten pozwala okreslic polozenie wirnika wzgledem otworu stojana tylko w przypadku równoleglosci ich osi wzdluznych.

W przypadku, gdy os symetrii wzdluznej wirnika nie jest równolegla do osi symetrii wzdluznej otworu stojana — nie mozna poslugujac sie tymi cewkami okreslic rzeczywistego polozenia wirnika, ani sprowadzic go do polozenia w którym osie te pokrywalyby sie.

Przedmiot wynalazku jest uklad cewek pomiarowych do kontroli polozenia wirnika wzgledem stojana maszyny elektrycznej, rozmieszczonych na wirniku, badz na stojanie. Istota wynalazku polega na tym, ze uklad2 106 309 sklada sie z co najmniej trzech par cewek przesunietych w stosunku do siebie po obwodzie maszyny o kat od 30° do 150° przy czym w kazdej parze cewki sa umieszczone wzdluz tej samej osi symetrii wzdluznej, zas kazda z nich ma czynna dlugosc mniejsza od dlugosci zelaza maszyny.

Uklad ten pozwala na ocene, droga pomiaru SEM indukowanych w cewkach, wspólosiowego usytuowania wirnika w otworze stojana maszyny oraz na kontrole zmian polozenia wirnika wzgledem stojana podczas eksploatacji maszyny. Mozliwe jest takze, przy pomocy tego ukladu, wyznaczenie asymetrii rozkladu pola magnetycznego w szczelinie lufc) reluktancji obwodu magnetycznego. Uklad ten pozwala na ustawienie wirnika wzgledem stojana maszyny tak, aby osie symetrii wzdluznej pokryly sie ze soba na calej dlugosci zelaza.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia rozwinieta powierzchnie stojana maszyny elektrycznej wraz z rozmieszczonymi na niej cewkami pomiaro¬ wymi, fig. 2 przedstawia schematycznie w czesciowym przekroju poprzecznym maszyne elektryczna z niecen- trycznie ustawionym wirnikiem, widziana z jednej strony, a fig. 3, te sama maszyne widziana z drugiej strony, przy czym niecentrycznosc usytuowania wirnika w otworze stojana odpowiada przypadkowi, gdy os symetrii wzdluznej wirnika i os symetrii wzdluznej otworu stojana stanowia proste przecinajace sie w polowie dlugosci maszyny.

Przykladowe rozwiazanie ukladu wedlug wynalazku przedstawia sie nastepujaco. Na obwodzie stojana S maszyny elektrycznej rozmieszczone sa cztery pary pomiarowych cewek 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b; tak, ze kazda para lezy wzdluz tej samej osi symetrii. Pary cewek 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b sa na obwodzie przesuniete wzgledem siebie o kat 90°, a ich rozpietosc jest jednakowa i mniejsza od podzialki biegunowej.

Dlugosc osiowa kazdej cewki 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b jest równa polowie dlugosci L zelaza czynnego maszyny elektrycznej, przy czym kazda z nich ma te sama liczbe zwojów i obejmuje taka sama powierzchnie zelaza stojana S. Koncówki cewki 1a wyprowadzone sa do zacisków 5, 6, usytuowanych na zewnatrz maszyny, koncówki cewki 1b — do zacisków 7, 8; koncówki cewki 2a — do zacisków 9, 10 koncówki cewki 2b — do zacisków 11, 12; koncówki cewki 3a — do zacisków 13, 14, koncówki cewki 3b — do zacisków 15,16; koncówki cewki 4a — do zacisków 17 18 koncówki cewki 4b — do zacisków 19,20. Zaciski 5, 6 lub 7,8 itd. odpowiadajace poszczególnym cewkom 1a lub 1b itd. sa przylaczane do miernika napiecia.

Okreslanie polozenia wirnika W maszyny elektrycznej w otworze stojana S przeprowadza sie w opisanym ukladzie nastepujaco. Za pomoca miernika napiecia mierzy sie napiecia indukowane w poszczególnych cewkach od 1a do 4b i oznacza sie ich wartosci przyporzadkowane danej cewce. Porównujac wartosci pomierzonych napiec oraz wiedzac, ze wartosci te sa wprost proporcjonalne do strumienia magnetycznego sprzezonego z poszczególnymi cewkami, a wartosci strumieni sa odwrotnie proporcjonalne do drogi w szczelinie powietrznej maszyny, wnioskuje sie o kierunku, przesuniecia wirnika W wzgledem stojana S. Dla zalozonego przypadku niecentrycznego usytuowania wirnika W w stojanie S rozdzial strumieni magnetycznych widziany od strony A maszyny jest taki, ze strumien ^napotykajacy na mniejsza szczeline jest wiekszy od strumienia 0a"#zas rozdzial strumieni widziany od strony B jest taki, ze strumien vb, napotykajacy na mniejsza szczeline jest wiekszy od strumienia yb, napotykajacy na wieksza szczeline powietrzna.Zatem napiecia indukowane w cewkach 1a oraz 3b sa najwieksze i sobie równe, natomiast napiecia wyindukowane w cewkach 3a i 1b sa tez sobie równe, lecz najmniejsze. Napiecia wyindukowane w pozostalych cewkach 2a, 2b oraz 4a i 4b maja wartosci posrednie. W przypadku doprowadzenia do centrycznego usytuowania wirnika W w stojanie S, napiecia wyindukowane we wszystkich cewkach od 1a do 4b sa sobie równe. Dla usprawnienia procesu regulacji polozenia wirnika W w stojanie S, w przypadku impulsowego zasilania uzwojenia wzbudzenia pradem stalym, laczy sie od strony A cewki w grupy nastepujaco: szeregowo i zgodnie — cewki 1a i 2a oraz 3a i 4a, a nastepnie obie grupy 1a, 2a i 3a, 4a laczy sie ze soba szeregowo i przciwsobnie, natomiast od strony B cewki laczy sie w grupy nastepujaco — sze¬ regowo i zgodnie 3b i 4b oraz 1b i 2b a nastepnie obie grupy 3b, 4b i 1b, 2b laczy sie szeregowo i przeciwsobnie.

Tak utworzone obwody laczy sie do odrebnych mierników napiecia. Manipulacje ustawiania wirnika W w stoja¬ nie S przeprowadza sie tak dlugo, az wskazania czulych mierników napiecia po stronie A i po stronie B beda równe zero. >f/6./ Urorro£ f g / £>£ FIG.2 o// tb> na. 3

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad cewek pomiarowych do kontroli polozenia wirnika wzgledem stojana maszyny elektrycznej, rozmieszczonych na wirniku badz na stojanie, znamienny tym, ze sklada sie z co najmniej trzech par / cewek (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b;) przesunietych w stosunku do siebie po obwodzie maszyny o kat od 30° do 150°, przy czym w kazdej parze cewki (1a, 1b i 2a, 2b itp) sa umieszczone wzdluz tej samej osi symterii wzdluznej, zas kazda z nich ma czynna dlugosc mniejsza od dlugosci zelaza (L) maszyny.106 309 fe 00 /3 /* / 4? 18 L—I™- 1 j \ h > -1 < L^ i 2a i 1 > i -^— ^ 3a / 1 / 7" 1 1 1 1 |/i. 1 i 26 3* 22 »u ~- -J 36J*