RU2027237C1

RU2027237C1 - Method of de-magnetizing large-sized machines containing rotor and stator

Info

Publication number: RU2027237C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Вячеславович Домбровский; Гарри Михайлович Хуторецкий; Александр Абрамович Вол; Владимир Иосифович Праздников; Сергей Игнатьевич Быков
Original assignee: Вячеслав Вячеславович Домбровский; Гарри Михайлович Хуторецкий; Александр Абрамович Вол; Владимир Иосифович Праздников; Сергей Игнатьевич Быков
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: electric mechanical engineering. SUBSTANCE: magnetomotive force for demagnetizing plants is applied in such a manner, that units of the assembly, its shaft and case have to be parts of closed magnetic circuit. Magnetomotive force generated by two or more pairs of coils is applied in opposition or aiding. At aiding connection longitudinal demagnetizing flux is generated which is closed at the shaft through the case, and demagnetizing flux which is closed at shaft through the case. Demagnetization is carried out at longitudinal direction. At opposing connection, demagnetizing fluxes are generated which cause Demagnetization as at longitudinal, and at radial direction, moreover, radial one prevails. EFFECT: improved efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к размагничиванию турбоагрегатов, паровых и газовых турбин, турбокомпрессоров и других крупногабаритных установок, состоящих из вращающегося ротора и неподвижной станины - статора, и может быть использовано в энергетической и химической промышленности. The invention relates to electrical engineering, in particular to the demagnetization of turbines, steam and gas turbines, turbochargers and other large-sized installations, consisting of a rotating rotor and a stationary bed - stator, and can be used in the energy and chemical industries.

Известен способ размагничивания кораблей [1], согласно которому размагничиваемый объект целиком помещают в магнитное поле размагничивающей обмотки, и он становится частью разомкнутой магнитной цепи. A known method of demagnetization of ships [1], according to which the demagnetized object is entirely placed in the magnetic field of the demagnetizing winding, and it becomes part of an open magnetic circuit.

Недостатком способа является сложность его технического воплощения применительно к крупногабаритным установкам, в частности, из-за разомкнутости магнитной цепи. The disadvantage of this method is the complexity of its technical implementation in relation to large-sized installations, in particular, due to the openness of the magnetic circuit.

Известен способ размагничивания турбоагрегата [2], состоящий в том, что размагничивание происходит магнитным полем, в начальный момент превосходящим наибольшую коэрцитивную силу, а затем уменьшающимся по амплитуде при каждом цикле размагничивания. При этом размагничиваемый механизм помещают целиком в магнитное поле, и он становится частью разомкнутой магнитной цепи. A known method of demagnetization of a turbine unit [2], which consists in the fact that the demagnetization occurs by a magnetic field, at the initial moment exceeding the largest coercive force, and then decreasing in amplitude with each demagnetization cycle. In this case, the demagnetized mechanism is placed entirely in a magnetic field, and it becomes part of an open magnetic circuit.

Недостатком данного способа является то, что при больших размерах механизма для размагничивания может потребоваться достаточно большая магнитодвижущая сила (МДС), и габариты катушек окажутся чрезмерно большими для помещения, где установлен механизм, а потери энергии в них будет трудно отвести. Кроме того, поскольку валы турбоагрегатов могут быть намагничены как в осевом, так и в радиальном направлении одновременно, то для размагничивания по обеим осям необходима переориентация размагничивающих обмоток. При значительных размерах размагничиваемого механизма и сильном остаточном намагничивании размеры размагничивающих катушек и выделяемые в них потери становятся весьма заметными. The disadvantage of this method is that with large sizes of the mechanism for demagnetization, a sufficiently large magnetomotive force (MDS) may be required, and the dimensions of the coils will be excessively large for the room where the mechanism is installed, and energy losses in them will be difficult to take away. In addition, since the shafts of turbine units can be magnetized both in the axial and in the radial direction at the same time, for demagnetization along both axes it is necessary to reorient the demagnetizing windings. With significant sizes of the demagnetized mechanism and strong residual magnetization, the dimensions of the demagnetizing coils and the losses emitted in them become very noticeable.

Целью изобретения является повышение эффективности размагничивания, а также ускорение процесса и снижение его трудоемкости. The aim of the invention is to increase the efficiency of demagnetization, as well as accelerating the process and reducing its complexity.

Цель достигается за счет того, что по способу размагничивания крупногабаритных машин, содержащих статор и ротор, по которому воздействуют на указанную машину магнитным полем, в начальный момент превосходящим наибольшую коэрцитивную силу, а затем уменьшают его по амплитуде при каждом цикле размагничивания, размагничивание производят в замкнутой магнитной цепи, в качестве частей которой используются вал и статор размагничиваемой машины, при этом размагничивание производят в продольном и поперечном направлениях путем согласного и/или встречного включения не менее двух источников магнитного поля. The goal is achieved due to the fact that by the method of demagnetization of large-sized machines containing a stator and a rotor, by which a magnetic field is applied to the specified machine, at the initial moment it exceeds the highest coercive force, and then it is reduced in amplitude with each demagnetization cycle, demagnetization is carried out in a closed magnetic circuit, the parts of which are used by the shaft and stator of the demagnetized machine, while the demagnetization is carried out in the longitudinal and transverse directions by consonant and / or trechnogo incorporating at least two magnetic field sources.

Новизна предлагаемого способа заключается в новой совокупности известных и новых признаков. The novelty of the proposed method lies in a new combination of known and new features.

Существенность отличий подтверждается тем, что у заявленного способа по сравнению с известными техническими решениями появляется новое свойство, которое заключается в снижении магнитного сопротивления размагничиваемого объекта, а также в исключении переориентации размагничивающего устройства относительно объекта. The significance of the differences is confirmed by the fact that the claimed method, in comparison with the known technical solutions, has a new property, which consists in reducing the magnetic resistance of the demagnetized object, as well as in eliminating the reorientation of the demagnetizing device relative to the object.

На фиг. 1 изображен продольный размагничивающий поток при согласном включении размагничивающих катушек; на фиг. 2 изображены размагничивающие потоки в продольном и радиальном направлениях при встречном включении размагничивающих катушек; на фиг. 3 - предлагаемое размагничивающее устройство. In FIG. 1 shows a longitudinal demagnetizing flux with the consent of the inclusion of demagnetizing coils; in FIG. 2 shows the demagnetizing fluxes in the longitudinal and radial directions when the demagnetizing coils are turned on in opposite directions; in FIG. 3 - the proposed demagnetizing device.

Устройство для осуществления способа содержит вал 1 турбоагрегата, корпус 2 турбоагрегата, размагничивающие катушки 3 и 4, намотанные на ферромагнитные сердечники 5, связанные в магнитную цепь с корпусом с помощью гибких или секционированных дополнительных магнитопроводов 6 и установленные на вал ротора с помощью наборных сменных дополнительных сердечников 7. Размагничивающие катушки могут быть включены согласно (фиг. 1), создавая продольный размагничивающий поток Φ , или встречно (фиг. 2), создавая согласно-радиальный и встречно-продольный потоки Φ₁ и Φ₂ .A device for implementing the method comprises a shaft 1 of a turbine unit, a housing 2 of a turbine unit, demagnetizing coils 3 and 4, wound on ferromagnetic cores 5, connected to a magnetic circuit with a housing using flexible or sectioned additional magnetic circuits 6 and mounted on a rotor shaft using a set of replaceable additional cores 7. Demagnetizing coils can be switched on according to (Fig. 1), creating a longitudinal demagnetizing flux Φ, or counter (Fig. 2), creating a radially and anti-longitudinally flows Φ ₁ and Φ ₂ .

Опыт эксплуатации показывает, что за последние годы появилась потребность размагничивания именно крупногабаритных вращающихся механизмов; турбоагрегатов, паровых и газовых турбин, турбокомпрессоров и т.д. Их намагничивание, вызванное случайными и систематическими причинами (магнитная дефектоскопия, электросварка, нарушение изоляции подшипников, стекание статических зарядов и т.д.), обуславливает протекание во вращающихся частях этих машин униполярных токов, во-первых, многократно усиливающих магнитные поля и, во-вторых, способных вызвать серьезные повреждения подшипников, уплотнений, соединительных муфт и подо- бных деталей в виде их интенсивной электроэрозии. Если начальное намагничивание ниже определенных пределов, этих явлений не происходит. Размагнитить агрегат нужно до этих пределов, а начинать размагничивание с МДС превышающей довольно высокую коэрцитивную силу, соответствующую намагничиванию агрегата. Вследствие высокой коэрцитивной силы и больших габаритов изделия размагничивание турбоагрегатов в разомкнутой магнитной цепи оказывается нецелесообразным, а для создания замкнутой магнитной цепи требуются сердечники таких же больших габаритов, как и сам размагничиваемый агрегат. Operational experience shows that in recent years there has been a need for demagnetization of large-sized rotating mechanisms; turbines, steam and gas turbines, turbochargers, etc. Their magnetization, caused by random and systematic reasons (magnetic flaw detection, electric welding, violation of the insulation of bearings, runoff of static charges, etc.), causes unipolar currents to flow in the rotating parts of these machines, firstly, multiply amplifying magnetic fields and, firstly secondly, they can cause serious damage to bearings, seals, couplings and similar parts in the form of their intense electroerosion. If the initial magnetization is below certain limits, these phenomena do not occur. It is necessary to demagnetize the aggregate to these limits, and to begin demagnetization with MDS exceeding a rather high coercive force corresponding to magnetization of the aggregate. Due to the high coercive force and large dimensions of the product, the demagnetization of turbine units in an open magnetic circuit is impractical, and to create a closed magnetic circuit, cores of the same large dimensions as the demagnetized assembly itself are required.

Задачей размагничивания является снижение остаточного намагничивания до минимально возможного или безопасного уровня. The goal of demagnetization is to reduce residual magnetization to the lowest possible or safe level.

Согласно изобретению размагничивание крупногабаритных установок заключается в следующем. According to the invention, the demagnetization of large-sized installations is as follows.

Заранее изготовленные размагничивающие катушки 3 и 4 с ферромагнитными сердечниками 5 устанавливаются на вал 1 агрегата обычно в районе подшипников (на фигурах не показаны) с помощью набора сменных дополнительных сердечников, так называемых фальш-вкладышей 7, по обе стороны размагничиваемого участка вала 1 и через дополнительные магнитопроводы 6 замыкаются на корпус 2 агрегата, образуя таким образом замкнутый магнитопровод. Катушки 3 и 4 запитываются от источника постоянного тока импульсами тока с переменной полярностью, уменьшающимися по амплитуде и создающими МДС превосходящую максимальную коэрцитивную силу. Pre-made demagnetizing coils 3 and 4 with ferromagnetic cores 5 are mounted on the shaft 1 of the unit usually in the area of bearings (not shown in the figures) using a set of interchangeable additional cores, the so-called false inserts 7, on both sides of the demagnetized section of the shaft 1 and through additional the magnetic cores 6 are closed on the housing 2 of the unit, thus forming a closed magnetic circuit. Coils 3 and 4 are fed from a direct current source by current pulses of variable polarity, decreasing in amplitude and creating an MDS exceeding the maximum coercive force.

Предлагаемый способ позволяет размагничивать как все изделие в сборе, так и различные его части. The proposed method allows to demagnetize both the entire product assembly and its various parts.

Минимальное число размагничивающих катушек - две, но если они создают недостаточную для размагничивания всего механизма МДС, то возможно одновременно производить размагничивание каждого отдельного участка с помощью пары размагничивающих катушек, при этом общее число размагничивающих катушек составляет 2n, где n - число размагничиваемых участков. The minimum number of demagnetizing coils is two, but if they do not create enough to demagnetize the entire MDS mechanism, it is possible to simultaneously demagnetize each individual section using a pair of demagnetizing coils, while the total number of demagnetizing coils is 2n, where n is the number of demagnetizable sections.

Возможно и последовательное размагничивание по участкам двумя размагничивающими катушками при условии, что создаваемая ими МДС достаточна для размагничивания наиболее намагниченного участка магнитной цепи. It is also possible to sequentially demagnetize the sections with two demagnetizing coils, provided that the MDS they create is sufficient to demagnetize the most magnetized section of the magnetic circuit.

МДС для размагничивания агрегата в этих катушках прилагается так, что частями замкнутой магнитной цепи являются узлы самого агрегата: его вал 1 и корпус 2 (фиг. 1, 2 и 3). Для уменьшения немагнитных зазоров на пути прохождения магнитного потока устанавливаются дополнительные гибкие или секционированные магнитопроводы 6 для состыковки с валом 1 и корпусом 2 механизма. Для возможности установки размагничивающего устройства применяют наборные сменные дополнительные сердечники 7, которые имеют вид вкладышей, так называемых фальш-вкладышей, снабженных башмаками, присоединенными к деталям механизма. Таким башмаком удобно сделать съемную верхнюю часть подшипника, выполненную без баббитовой заливки. Размагничивающие катушки 3 и 4 устанавливаются на шейки ротора с обеих сторон от размагничиваемого участка в верхней части подшипников с помощью сменных фальш-вкладышей 7. Для закрепления катушек при этом используются те же болты, что и для крепежа крышек подшипников. The MDS for demagnetizing the unit in these coils is attached so that the parts of the closed magnetic circuit are the units of the unit itself: its shaft 1 and housing 2 (Fig. 1, 2 and 3). To reduce non-magnetic gaps along the path of the magnetic flux, additional flexible or sectioned magnetic cores 6 are installed for coupling with the shaft 1 and the body 2 of the mechanism. To be able to install a demagnetizing device, type-setting removable additional cores 7 are used, which have the form of inserts, so-called false inserts, equipped with shoes attached to the parts of the mechanism. It is convenient to make such a shoe a removable upper part of the bearing, made without babbit filling. Demagnetizing coils 3 and 4 are installed on the rotor necks on both sides of the demagnetized section in the upper part of the bearings using replaceable false inserts 7. To fix the coils, the same bolts are used as for fixing the bearing caps.

Размагничивающие катушки создают магнитное поле, направленное встречно полю остаточной намагниченности. В зависимости от ориентации поля намагничивания размагничивающие катушки 3 и 4 могут быть включены согласно или встречно. При согласном включении создается продольный размагничивающий поток, и размагничивание производят в продольном направлении (фиг. 1), а при встречном создаются согласно-радиальный и встречно-продольный потоки, и размагничивание производится одновременно в продольном и радиальном направлениях (фиг. 2). Но поскольку продольный поток определяется встречным направлением размагничивающих катушек, а радиальный - согласным, то при встречной схеме включения основное направление размагничивания радиальное. Demagnetizing coils create a magnetic field directed opposite to the field of remanent magnetization. Depending on the orientation of the magnetization field, the demagnetizing coils 3 and 4 can be switched on or off. With a consonant inclusion, a longitudinal demagnetizing flux is created, and demagnetization is carried out in the longitudinal direction (Fig. 1), and in the opposite direction, radial and opposite-longitudinal fluxes are created, and demagnetization is performed simultaneously in the longitudinal and radial directions (Fig. 2). But since the longitudinal flux is determined by the opposite direction of the demagnetizing coils, and the radial one is consonant, in the opposite direction of switching the main direction of demagnetization is radial.

При больших величинах остаточной намагниченности как в продольном, так и в радиальном направлениях целесообразно сначала производить размагничивание в продольном направлении путем согласного включения размагничивающих катушек, а затем в радиальном направлении путем их встречного включения. With large values of the residual magnetization both in the longitudinal and in the radial directions, it is advisable to first demagnetize in the longitudinal direction by consonantly switching on the demagnetizing coils, and then in the radial direction by turning them on.

Катушки запитываются от регулируемого источника постоянного тока с устройством для изменения его направления, при этом при каждом цикле перемагничивания создается убывающее по величине магнитное поле, МДС которого при первом цикле размагничивания превышает коэрцитивную силу размагничиваемого объекта, вызванную остаточной намагниченностью деталей, и обеспечивает их перемагничивание, а затем при каждом цикле перемагничивания магнитное поле уменьшается по амплитуде. The coils are powered from an adjustable direct current source with a device for changing its direction, and each time the magnetization reversal creates a decreasing magnetic field whose MDS during the first demagnetization cycle exceeds the coercive force of the demagnetized object caused by the residual magnetization of the parts and ensures their magnetization reversal, and then, with each magnetization reversal cycle, the magnetic field decreases in amplitude.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении эффективности размагничивания, что достигается путем проведения размагничивания в замкнутой магнитной цепи с помощью заранее изготовленных катушек, частями которой являются вал и корпус механизма, а также в возможности размагничивать различные машины и механизмы независимо от их конструкции и габаритов, направления намагничивания. Этим достигается снижение трудоемкости и уменьшение времени размагничивания. Снижение уровня остаточной намагниченности предотвращает возникновение больших униполярных токов, эрозии подшипников и в результате аварии турбоагрегатов. The technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the efficiency of demagnetization, which is achieved by conducting demagnetization in a closed magnetic circuit using prefabricated coils, the parts of which are the shaft and body of the mechanism, as well as the ability to demagnetize various machines and mechanisms, regardless of their design and dimensions, directions of magnetization. This achieves a decrease in the complexity and a decrease in the time of demagnetization. Reducing the level of residual magnetization prevents the occurrence of large unipolar currents, erosion of bearings and as a result of an accident in turbine units.

Изобретение предполагается использовать на ТЭЦ, газокомпрессорных станциях, там, где наблюдаются случаи сильной остаточной намагниченности машин и механизмов больших габаритов. The invention is intended to be used at thermal power plants, gas compressor stations, where there are cases of strong residual magnetization of machines and mechanisms of large dimensions.

Claims

METHOD FOR DEMAGNIZING LARGE-SIZED MACHINES CONTAINING A STATOR AND ROTOR, in which a magnetic field is applied to the machine, at the initial moment exceeding the largest coercive force, and then it is reduced in amplitude with each demagnetization cycle, characterized in that, in order to increase the size and to accelerate the process and reduce its complexity, demagnetization is carried out in a closed magnetic circuit, the rotor shaft and the stator of the demagnetized machine are used as parts of it; gnichivanie produced in the longitudinal and transverse directions by consonant and / or counter inclusion of at least two sources of magnetic field.