PL62127B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.11.1971 62127 KI. 21 d', 2 MKP H 02 h, 3/08 BIBLIOTEKA Wspóltwórcy wynalazku: Jerzy Antosiak, Józef Lewtak Wlasciciel patentu: Centralne Biuro Konstrukcyjne Pras i Mlotów, War¬ szawa (Polska) Sposób pomiaru dopuszczalnej czestotliwosci obciazen pras, nozyc mechanicznych i innych maszyn, których zdolnosc robocza ograniczona jest warunkami nagrzewu silnika elektrycznego, podlegajacego cyklicznym przeciazeniom i Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru do¬ puszczalnej czestotliwosci obciazen pra.j, nozyc mechanicznych lub innych maszyn, któryerr zdol¬ nosc robocza ograniczona jest warunkamr nagrze¬ wu silnika elektrycznego, podlegajacego powtarzal¬ nym przeciazeniom.Sposób bedacy przedmiotem wynalazku moze byc tez wykorzystany przy pomiarach majacych na ce¬ lu wyznaczenie maksymalnej pracy uzytecznej pras mechanicznych i innych maszyn i urzadzen pracujacych pod obciazeniem cyklicznie zmiennym.Maszyny, które musza dawTac znaczna moc chwi¬ lowa np. maszyny do obróbki plastycznej metali, napedzane sa na ogól silnikami elektrycznymi, wspólpracujacymi z kolami zamachowymi jako aku¬ mulatorami energii. Ze wzgledu na duza wielkosc wykonywanej pracy, krótki czas wlasciwego obcia¬ zenia maszyny w stosunku do calego cyklu tech¬ nologicznego i warunki konstrukcyjne ograniczaja¬ ce wymiary kola zamachowego, szczytowe spadki obrotów przekraczaja znacznie poslizg znamionowy silnika, powodujac duze chwilowe przyrosty pra¬ du i wzmozone nagrzewanie uzwojen. To nagrze¬ wanie uzwojen jest czynnikiem ograniczajacym mometrycznymi, oporowymi lub czujnikowymi, za¬ leznie od rodzaju budowy i wielkosci silnika.Przy .nalozeniu, ze silniki asynchroniczne prze¬ wietrzane, o mocy do 100 kW posiadaja stale cza- 5 sowe T = 30 -i- 150 min. czas potrzebny na ustale¬ nie przyrostu temperatury uzwojenia wyniesie: tu = (3 -r- 5) • (30 -r-150) min., a wiec od 1,5 godz. do 12,5 godz. Srednio czas ten wyniesie wiec 7 godz. 10 Sposób pomiaru dotychczasowymi metodami, po¬ za znaczna pracochlonnoscia, wymaga skompliko¬ wanego i drogiego wyposazenia w postaci mostków pomiarowych wzglednie ukladów kompensacyjnych.Wielkosc zas czasu trwania odczytu i to zarówno 15 metoda wylaczenia obciazenia na okres pomiaru, jak i metoda ciagla (bez wylaczania) wywiera wplyw na wielkosc systematycznego uchybu po¬ miarowego. Oznacza to, ze im czas ten jest wiekszy, tym bardziej zwieksza sie blad pomiaru. 20 Dodatkowa okolicznoscia powiekszajaca ten blad sa wahania temperatury otoczenia oraz wahania napiecia w sieci podczas tak dlugiego pomiaru, których przy badaniu maszyn w warunkach prze¬ myslowych nie mozna wyeliminowac. Okreslenie czestotliwosc obciazen lub wielkosc pracy jaka 25 na przyklad dopuszczalnej wydajnosci ciec nozyc moze wykonywac naped maszyny w czasie jedne¬ go obciazenia.Dotychczasowe sposoby badan dopuszczalnego obciazenia tak pracujacych silników polegaja na pomiarze temperatury ich uzwojen metodami ter- 30 gilotynowych wymagaloby przy zastosowaniu do¬ tychczasowych metod bardzo , duzego zuzycia bla¬ chy.Wynalazek ma na celu usuniecie tych niedogod¬ nosci i opracowanie sposobu, który pozwalalby w 62 127,62 127 krótkim czasie, niezaleznie od temperatury otocze¬ nia, ustalic przy okreslanej wielkosci obciazenia dopuszczalna jego czestotliwosc, wzglednie wyzna¬ czyc dopuszczalna wielkosc pracy wykonywana przez naped elektryczny iw warunkach przeciazen, wystepujacych z zadajia czestotliwoscia.Sposób pomiaru wedlug wynalazku ma wiec na celu stwierdzenie, czy ilosc ciepla wydzielajacego sie w uzwojeniach podcjzas pracy z cyklicznymi przeciazeniami nie przekracza ilosci ciepla, która moze rozpraszac uklad wentylacji i chlodzenia sil¬ nika pracujacego pod znianym dopuszczalnym ob¬ ciazeniem stalym^; 'j/-^ \ Przy opracowaniu sposobu wedlug wynalazku wykorzystano znana zaliznosc, iz podczas pracy pod dopuszczalnym obciazeniem zmiennym srednia kwadratów natezenia pratlu pobieranego przez sil¬ nik powinna byc mniejsza lub równa kwadratowi dopuszczalnego* natezenia pradu dla pracy ciaglej pod obciazeniem stalym. I Sposób wedlug wynalazku realizuje sie za pomo¬ ca ukladu analogowego calkujacego kwadrat nate¬ zenia pradu podczas pracy silnika. Istota sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze w obranym czasie podczas pracy maszyny pod obciazeniem powtarzalnie zmiennym mierzy sie przyrost tempe¬ ratury substancji zamknietej w zbiorniku doklad¬ nie odizolowanym cieplnie od otoczenia, ogrzewa¬ nej umieszczonym w niej elementem oporowym.Element oporowy przylacza sie do obwodów za¬ silania silnika w taki sposób, ze przeplywa przez niego prad o natezeniu równym lub proporcjonal- nym do natezenia pradu plynacego przez uzwoje¬ nia silnika. Wyniki pomiaru przyrostu temperatu¬ ry porównuje sie z przyrostem temperatury uzys¬ kanym w takim samym czasie na skutek przeply¬ wu przez ten element oporowy pradu o stalym na¬ tezeniu, równym lub proporcjonalnym do znamio¬ nowej wartosci 'natezenia dla warunków dopusz¬ czalnego obciazenia stalego przy pracy ciaglej tego silnika.Dopuszczalna dla badanego silnika szybkosc przyrostu temperatury substancji umieszczonej w zbiorniku ustala sie przed rozpoczeciem pomiaru za pomoca cechowania, które polega na pomiarze przyrostu temperatury substancji przy przepuszcza¬ niu przez zanurzony w tej substancji element opo¬ rowy pradu elektrycznego.Przez element oporowy przepuszcza sie prad o na¬ tezeniu równym lub odpowiednio proporcjonalnym do dopuszczalnego natezenia pradu badanego silni¬ ka dla warunków jego znamionowego obciazenia ciaglego. Natezenie pradu cechowania nastawia sie za pomoca transformatora regulacyjnego lub opor¬ nika o regulowanej opornosci, a wartosc natezenia pradu cechowania odczytuje sie ze wskazan ampe¬ romierza.Sposób pomiaru wedlug wynalazku jest doklad¬ niej opisany na podstawie przykladów wykonania przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat podstawowego rozwiazania ze¬ stawu pomiarowego, fig. 2 — schemat rozwiazania z elementami oporowymi wlaczanymi do trzech faz zasilania silnika i z regulowanym opornikiem w ukladzie cechowania, fig. 3 — schemat rozwiazania z przylaczeniem elementu oporowego do obwodu 35 40 45 50 65 silnika równolegle do opornika bocznikujacego, i z transformatorem regulacyjnym W ukladzie cecho¬ wania, a fig. 4 — rozwiazanie z przylaczeniem ele¬ mentu oporowego do obwodu silnika za posred¬ nictwem przekladnika pradowego i z transforma¬ torem regulacyjnym w obwodzie cechowania.Uklad pomiarowy sklada sie z odizolowanego cieplnie od otoczenia zbiornika 1, na przylAptd kalo- rymetru, zawierajacego okreslona ojpjetosc%eieczy 2 posiadajacej elektryczne wlasnosci izolacyjne i ma¬ jacej malo zmienne cieplo wlasciwe, która' stanowi na przyklad woda destylowana.W zbiorniku tym umieszczony jest jeden lub wie¬ cej elementów oporowych, na przyklad spirale z drutu oporowego, które mozna wlaczac pzy pomo¬ cy przelacznika 4, albo w obwód uzwojenia je$lnej z faz silnika 5 napedzajacego badana maszyne, al¬ bo^ w obwód ukladu cechowania zlozonego z regu¬ lowanego zródla zasilania 6 i amperomierza 7, któ¬ re mozna calkowicie odlaczyc. W zbiorniku 1 umie¬ szczony jest przyrzad 8, sluzacy do pomiaru tem¬ peratury oraz ewentualnie mieszadlo 9.Pomiar przebiega w sposób nastepujacy. Prze¬ lacznikiem 4 wlacza = sie obwód cechowania i tak nastawia zródlo zasilania, którym moze byc na przyklad transformator regulacyjny 6 pokazany na fig. 1, 3 i 4 lub opornik suwakowy 12, pokazany na fig. 2, aby przez element oporowy 3 przeplywa? prad o natezeniu odpowiadajacym dopuszczalnej wartosci znamionowej dla ciaglej pracy silnika 5.Opornosc elementu 3 musi byc na tyle mala, aby spowodowany nia spadek napiecia miescil sie w dopuszczalnych granicach wahan napiecia zasilania silnika 5.Termometrem.8 mierzy sie przyrost temperatury cieczy 2 w okreslonym czasie. Przyrost ten, wobec .znikomego, uplywu ciepla na zewnatrz jest prak1 tycznie proporcjonalny do ilosci ciepla wydziela¬ jacego sie na elemencie oporowym 3, a wiec pro¬ porcjonalny do kwadratu natezenia pradu. Nastep¬ nie przelacznikiem 4 wlacza sie element oporowy 3 w obwód silnika i tak reguluje czestotliwosc lub wielkosc obciazenia badanej maszyny, aby uzyskac w tym samym czasie taki sam lub bar,dzo zblizony, ale nie wiekszy przyrost temperatury cieczy 2.Czestotliwosc i inne parametry powtarzalnie zmiennego obciazenia mechanicznego badanej ma¬ szyny, przy których taki przyrost temperatury zo¬ stanie osiagniety, okreslaja dopuszczalna wartosc jej zdolnosci roboczej z punktu widzenia maksy¬ malnego, ograniczonego nagrzewem uzwojen, wy¬ korzystania mocy silnika. W celu zmniejszenia spadku napiecia na jednej fazie, przy niezmniej- szonym tempie nagrzewu cieczy 2, mozna zainsta¬ lowac elementy oporowe 3 na dwóch lub trzech fazach — jak to pokazano na fig. 2.Ze wzgledów praktycznych w przypadku wyzna¬ czania maksymalnej zdolnosci roboczej maszyn, wyposazonych w silniki duzych mocy, przez ele¬ menty oporowe 3 przepuszcza sie prady o nateze¬ niu mniejszym od pobieranego przez silnik. Mozna natezenie to proporcjonalnie zmniejszyc dajac sto¬ sowny opornik bocznikujacy 10 lub przekladnik 11, jak pokazano na fig. 3 i na fig. 4.W przypadku pokazanym na fig. 3 prad prze¬ wodowy fazy pomiarowej silnika 5 rozgalezia sie62 127 6 proporcjonalnie do opornosci bocznika 10 i oporni¬ ka 3, zmniejszajac tym samym swa wartosc w ga¬ lezi pomiarowej z opornikiem 3. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru dopuszczalnej czestotliwosci obciazen pras, nozyc mechanicznych i innych ma¬ szyn, których zdolnosc robocza ograniczona jest warunkami nagrzewu silnika elektrycznego podle¬ gajacego cyklicznym przeciazeniom, znamienny tym, ze mierzy sie w obranym czasie podczas pra¬ cy maszyny pod obciazeniem powtarzalnie zmien-. nym przyrost temperatury substancji (2), zamknie¬ tej w zbiorniku (1) dokladnie odizolowanym ciepl¬ nie od otoczenia, ogrzewanej umieszczonym w niej elementem oporowym (3) tak przylaczanym do obwodów zasilania silnika (5), ze przeplywa przez ten element prad o natezeniu równym lub propor¬ cjonalnym do natezenia pradu plynacego przez uz¬ wojenia tego silnika i porównuje sie go z przyro- 10 15 stem temperatury uzyskanym w takim samym cza¬ sie, kiedy przez ten element oporowy przeplywa prad o stalym natezeniu, równym lub odpowied¬ nio proporcjonalnym do znamionowej wartosci na¬ tezenia dla warunków dopuszczalnego obciazenia stalego przy pracy ciaglej tego silnika.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dopuszczalna dla badanego silnika szybkosc przy¬ rostu temperatury substancji (2) umieszczonej w zbiorniku (1) ustala sie przed rozpoczeciem pomia¬ ru przez cechowanie, które polega na pomiarze przyrostu temperatury substancji (2) przy prze¬ puszczaniu przez zanurzony w tej substancji ele¬ ment oporowy (3) pradu elektrycznego, o natezeniu równym lub odpowiednio proporcjonalnym do do¬ puszczalnego natezenia pradu badanego silnika dla warunków jego znamionowego obciazenia ciaglego, przy czym natezenie pradu cechowania nastawia sie za pomoca transformatora regulacyjnego (6) lub opornika o regulowanej opornosci (12), a war¬ tosc natezenia pradu cechowania odczytuje sie ze wskazan amperomierza (7). r s r FigiKI. 21 d3, 2 62127 MKP H 02 h, 3/08 Fio 2 ? ? r ^ e H5T 44 9 9 C " fi93 R94 ZF „Ruch" W-wa, zam. 1521-70, nakl. 240 egz. PL PL