RU2100818C1 - Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine - Google Patents

Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2100818C1
RU2100818C1 SU5041552A RU2100818C1 RU 2100818 C1 RU2100818 C1 RU 2100818C1 SU 5041552 A SU5041552 A SU 5041552A RU 2100818 C1 RU2100818 C1 RU 2100818C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
electric machine
photodetector
sample
pole
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Таланов
Original Assignee
Красноярская ГЭС
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярская ГЭС filed Critical Красноярская ГЭС
Priority to SU5041552 priority Critical patent/RU2100818C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2100818C1 publication Critical patent/RU2100818C1/en

Links

Abstract

FIELD: electric engineering, instruments. SUBSTANCE: device has light source, photodetector, units which measure displacement and its value. In addition device has units which provide selection of measurement moments with respect to rotation of electric machine rotor. EFFECT: increased functional capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контролю воздушного зазора синхронной электрической машины, например гидрогенератора. The invention relates to electrical engineering, in particular to the control of the air gap of a synchronous electric machine, for example a hydrogenerator.

Известно устройство для контроля изменения воздушного зазора синхронной электрической машины, содержащее измерительный датчик индукции, установленный в воздушном зазоре и подключенный к электронной схеме. A device is known for monitoring changes in the air gap of a synchronous electric machine, comprising a measuring induction sensor installed in the air gap and connected to an electronic circuit.

Существующее устройство для измерения воздушного зазора в генераторе основано на анализе ЭДС индукции магнитного поля в зазоре, однако неравномерность магнитного потока, т.е. разница в величине магнитного потока под различными полюсами ротора, обусловлена не только величиной воздушного зазора под каждым полюсом, но и конструктивными отличиями полюсов и наличием витковых замыканий в обмотке полюса. Кроме того, величина магнитного потока под каждым полюсом сглаживается влиянием соседних полюсов. Наконец, принцип действия этого устройства не позволяет контролировать изменение воздушного зазора при снятии возбуждения и останове генератора. The existing device for measuring the air gap in the generator is based on the analysis of the EMF of the magnetic field induction in the gap, however, the irregularity of the magnetic flux, i.e. the difference in the magnitude of the magnetic flux under the various poles of the rotor is due not only to the size of the air gap under each pole, but also to the structural differences of the poles and the presence of windings in the pole winding. In addition, the magnitude of the magnetic flux under each pole is smoothed by the influence of neighboring poles. Finally, the principle of operation of this device does not allow you to control the change in the air gap when removing the excitation and stopping the generator.

Указанные выше причины не позволяют точно оценивать величину воздушного зазора под каждым полюсом ротора и изменение воздушного зазора генератора при снятии возбуждения и останове генератора. The above reasons do not allow to accurately estimate the amount of air gap under each pole of the rotor and the change in the air gap of the generator when removing the excitation and stopping the generator.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для бесконтактного измерения расстояний до объекта (заявка N 61-436442, G 01 B 11/14, Япония). Closest to the invention in technical essence is a device for non-contact measurement of distances to the object (application N 61-436442, G 01 B 11/14, Japan).

Устройство содержит два источника света, причем линия, соединяющая их, параллельна поверхности измеряемого объекта, находящейся на равном расстоянии от источников, при этом пучки света пересекаются с поверхностью измеряемого объекта и между собой; два фотоприемника, которые установлены между источниками, принимают свет, отраженный поверхностью измеряемого объекта и преобразуют его в электрические сигналы, блок смещения, который обрабатывает электрические сигналы и обнаруживает отклонение расстояния между источниками света и поверхностью измеряемого объекта от предварительно установленного значения, и на основе полученного результата приближает или удаляет вместе источники света и фотоприемники от поверхности, блок определения положения блока смещения. The device contains two light sources, the line connecting them parallel to the surface of the measured object located at an equal distance from the sources, while the light beams intersect with the surface of the measured object and with each other; two photodetectors that are installed between the sources receive the light reflected by the surface of the measured object and convert it into electrical signals, an offset unit that processes the electrical signals and detects the deviation of the distance between the light sources and the surface of the measured object from the preset value, and based on the result approximates or removes together the light sources and photodetectors from the surface, the unit for determining the position of the bias unit.

При помощи указанного устройства можно измерять расстояния до объекта только в случае, если это расстояние остается постоянным на протяжении всего времени измерения. Для прототипа это время обусловлено временем срабатывания механической передачи блока смещения, поэтому для измерений расстояний до быстроменяющихся объектов, как в случае полюсов вращающегося ротора, это устройство не применимо. Using this device, you can measure the distance to the object only if this distance remains constant throughout the entire measurement time. For the prototype, this time is due to the response time of the mechanical transmission of the displacement unit, therefore this device is not applicable for measuring distances to rapidly changing objects, as in the case of poles of a rotating rotor.

Цель изобретения расширение области применения устройства за счет сохранения значения амплитуды импульса с заданным порядковым номером в периодически повторяющемся ряду импульсов. The purpose of the invention is the expansion of the scope of the device by storing the amplitude of the pulse with a given serial number in a periodically repeating series of pulses.

Цель достигается тем, что устройство для бесконтактного измерения расстояния до объекта, содержащее источник света и фотоприемник, блок смещения и блок определения положения блока смещения, снабжено отметчиком оборотов, блоком установки и выбора номера полюса и блоком выборки-хранения. The goal is achieved in that the device for non-contact measurement of the distance to the object, containing a light source and a photodetector, an offset unit and a unit for determining the position of the offset unit, is equipped with a speed indicator, a unit for setting and selecting a pole number, and a sample-storage unit.

Наличие новых блоков (отметчика оборотов, блока установки и выбора номера полюса, блока выборки-хранения позволяет) расширить область применения устройства, т.е. дает возможность использовать его для измерений расстояний до периодически повторяющихся, быстроменяющихся объектов, например полюсов ротора электрической машины. The presence of new units (speed indicator, installation unit and selection of the pole number, sampling-storage unit allows) to expand the scope of the device, i.e. makes it possible to use it for measuring distances to periodically repeating, rapidly changing objects, for example, the poles of the rotor of an electric machine.

Это достигается тем, что сигнал от каждого полюса запоминается на время измерения в блоке выборки-хранения. Порядковый номер этого полюса предварительно устанавливается в блоке установки и выбора номера полюса, который запускается от отметчика оборотов. This is achieved by the fact that the signal from each pole is stored for the duration of the measurement in the sampling-storage unit. The serial number of this pole is pre-set in the installation and selection of the pole number, which is started from the speed indicator.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля воздушного зазора синхронной электрической машины. The drawing shows a block diagram of a device for controlling the air gap of a synchronous electric machine.

Устройство содержит источник света 1 и фотоприемник 2, которые закреплены на конце вставки 3 и направлены на поверхность полюсов ротора 4, причем оптические оси 1 и 2 параллельны между собой и перпендикулярны поверхности 4. Другим своим концом вставка 3 механически сопряжена с блоком смещения 5, который соединен с блоком определения положения блока смещения 6. The device contains a light source 1 and a photodetector 2, which are mounted on the end of the insert 3 and directed to the surface of the poles of the rotor 4, the optical axes 1 and 2 being parallel to each other and perpendicular to the surface 4. The other end of the insert 3 is mechanically coupled to the displacement unit 5, which connected to the position determination unit of the displacement unit 6.

Фотоприемник 2 нагружен на буферный каскад 7, расположенный в непосредственной близости от него, который соединен с блоком выборки-хранения 8 и с блоком установки и выбора номера полюса 9. Блок установки и выбора номера полюса соединен с отметчиком оборотов вала турбины 10 и блоком выборки-хранения 8. Блок выборки-хранения 8 соединен с блоком смещения 5. The photodetector 2 is loaded on a buffer cascade 7 located in close proximity to it, which is connected to the sampling and storage unit 8 and to the installation and selection unit of the pole 9. The installation and selection of the pole number is connected to the speed indicator of the turbine shaft 10 and the sampling unit - storage 8. Block sampling storage 8 is connected to the offset unit 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При вращении ротора гидрогенератора свет от источника 1 падает на периодически повторяющиеся поверхности, отражается от них и попадает на фотоприемник 2. Величина светового потока попадающего на фотоприемник оказывается промодулированной величиной изменяющегося воздушного зазора, обусловленного формой ротора. Световой поток преобразуется в электрический сигнал фотоприемником 2, нагруженным на буферный каскад 7, который затем поступает на блок установки и выбора номера полюса с установленным заранее каким-либо номером полюса и на вход блока выборки-хранения 8. Блок установки и выбора номера полюса 9 запускается от отметчика оборотов 10 и синхронизируется импульсами с выхода буферного каскада 7. На выходе этого блока формируется сигнал, разрешающий запись в блок выборки-хранения 8. Этот сигнал появляется каждый раз при прохождении мимо приемника полюса с установленным, при помощи блока установки и выбора номера полюса, номером. Максимальное значение амплитуды сигнала запоминается блоком выборки-хранения 8 и подается на блок смещения 5, где сравнивается с напряжением уставки, соответствующему предварительно выставленному зазору, в зависимости от того, меньше этот сигнал или больше напряжения уставки, блок смешения 5 приближает или удаляет вставку 3 от исследуемого полюса. После того как сигнал совпадает с напряжением уставки блок определения положения блока смещения указывает величину зазора до выбранного полюса. После этого на блоке установки и выбора номера полюса 9 выставляется номер следующего полюса и т.д. When the rotor of the hydrogenerator rotates, the light from the source 1 falls on periodically repeating surfaces, is reflected from them and enters the photodetector 2. The luminous flux incident on the photodetector turns out to be the modulated value of the changing air gap due to the shape of the rotor. The luminous flux is converted into an electrical signal by a photodetector 2 loaded onto a buffer stage 7, which then goes to the installation and selection of the pole number with a predetermined pole number and to the input of the selection-storage unit 8. The installation and selection of the pole number 9 starts from the speed indicator 10 and is synchronized by pulses from the output of the buffer stage 7. At the output of this block, a signal is generated that allows recording in the sample-storage unit 8. This signal appears every time when passing by the receiver Luce to set, using the installation unit, and select a number pole number. The maximum value of the signal amplitude is stored by the sampling and storage unit 8 and fed to the bias unit 5, where it is compared with the set voltage corresponding to the previously set gap, depending on whether this signal is lower or more than the set voltage, mixing unit 5 brings closer or deletes insert 3 from the studied pole. After the signal coincides with the set voltage, the position determining unit of the bias unit indicates the amount of clearance to the selected pole. After that, the unit for setting and selecting the pole number 9 is set to the next pole number, etc.

Экспериментальные исследования предлагаемого устройства для контроля воздушного зазора гидрогенератора показали, что по сравнению с устройствами аналогичного назначения, заявляемое устройство обеспечивает более информативное определение воздушного зазора так, как измеряет его в различных режимах работы генератора. Experimental studies of the proposed device for monitoring the air gap of the hydrogenerator showed that, compared with devices of a similar purpose, the inventive device provides a more informative definition of the air gap as it measures it in various modes of operation of the generator.

Claims (1)

Устройство для бесконтактного измерения воздушного зазора синхронной электрической машины, содержащее источник света, блок смещения, фотоприемник, соединенный с электрической частью блока смещения, причем механическая часть блока смещения сопряжена с источником света, фотоприемником и блоком определения положения блока смещения, отличающееся тем, что оно снабжено отметчиком оборотов, блоком установки и выбора номера полюса и блоком выборки-хранения, причем выход фотоприемника через усилитель тока соединен с входами блока выборки-хранения и блока выбора и установки номера полюса, который соединен с отметчиком оборотов и с блоком выборки-хранения, причем выход блока выборки хранения соединен с блоком смещения. A device for non-contact measurement of the air gap of a synchronous electric machine, comprising a light source, a bias unit, a photodetector connected to the electrical part of the bias unit, the mechanical part of the bias unit coupled to a light source, a photodetector and a unit for determining the position of the bias unit, characterized in that it is provided a speed indicator, a unit for installing and selecting a pole number, and a sample-storage unit, the output of the photodetector through a current amplifier connected to the inputs of the sample-XP unit neniya and selection unit and setting the pole number, which is connected with timer speed and a sample and hold unit, the output of the sample storage unit is connected to the bias unit.
SU5041552 1992-02-24 1992-02-24 Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine RU2100818C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5041552 RU2100818C1 (en) 1992-02-24 1992-02-24 Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5041552 RU2100818C1 (en) 1992-02-24 1992-02-24 Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2100818C1 true RU2100818C1 (en) 1997-12-27

Family

ID=21603889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5041552 RU2100818C1 (en) 1992-02-24 1992-02-24 Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2100818C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469264C1 (en) * 2011-07-08 2012-12-10 Учреждение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН) Laser device to measure air gap of electric machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 462214, кл. G 01 R 31/34, 1980. 2. Заявка Японии N 61-436442, кл. G 01 B 11/14, 1982. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469264C1 (en) * 2011-07-08 2012-12-10 Учреждение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН) Laser device to measure air gap of electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201237631Y (en) Linear electric motor performance parameter test device
US3307164A (en) Device for measuring axial displacement of a shaft
KR940020121A (en) Signal detection method and phase modulation degree detection method
RU2100818C1 (en) Device for contactless measurement of space in synchronous electric machine
SU1779908A1 (en) Method for measuring radial clearances in turbine-driven machines
US2731592A (en) Photoelectrically controlled apparatus for producing alternating currents in synchronism with rotation of structure
RU2058658C1 (en) Device for measuring and recording load angle of synchronous machines
SU1221521A1 (en) Automatic balancing device
SU1624347A1 (en) Device for measuring and recording the angle between the current and electromotive force in synchronous motors
SU868641A1 (en) Device for measuring asymmetry of voltage in three-phase network
SU661232A1 (en) Device for determining irregularity of air gap in rotary electrical machines
RU2127867C1 (en) Method of dynamic measurement of angular displacements
SU932402A1 (en) Asynchronous motor rotation speed determination method
RU2085961C1 (en) Automatic process of electric motor high-accuracy quality control
SU1158950A1 (en) Magnetooptical method of registering dynamic loops of magnetic hysteresis and device for effecting same
JPH03293581A (en) Range finder
RU2141631C1 (en) Device measuring torque of magnetic clutch
GB2105477A (en) Measuring speed and acceleration using a differential transformer transducer
SU1081579A1 (en) Magneto-optical hysteriograph
SU940236A1 (en) Device for measuring coercive force of magnetic one-axis films
SU114817A1 (en) Device for recording angular velocity of shafts
SU1472755A1 (en) Method and apparatus for determining coordinates and shape of flaws in a conductiv surface
JPH10142306A (en) Method and apparatus for adjusting induction type watthour meter
SU855566A1 (en) Method of determination of pulse magnetic field induction maximum values
SU1352380A1 (en) Magnetooptic meter of current periodic pulse parameters