RU2279751C1 - Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method - Google Patents

Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method Download PDF

Info

Publication number
RU2279751C1
RU2279751C1 RU2004137847/09A RU2004137847A RU2279751C1 RU 2279751 C1 RU2279751 C1 RU 2279751C1 RU 2004137847/09 A RU2004137847/09 A RU 2004137847/09A RU 2004137847 A RU2004137847 A RU 2004137847A RU 2279751 C1 RU2279751 C1 RU 2279751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
retaining rings
retaining
core
electric machine
Prior art date
Application number
RU2004137847/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004137847A (en
Inventor
Владимир Юрьевич Аврух (RU)
Владимир Юрьевич Аврух
Владимир Федорович Ганюшкин (RU)
Владимир Федорович Ганюшкин
Original Assignee
Владимир Юрьевич Аврух
Владимир Федорович Ганюшкин
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 Владимир Юрьевич Аврух, Владимир Федорович Ганюшкин filed Critical Владимир Юрьевич Аврух
Priority to RU2004137847/09A priority Critical patent/RU2279751C1/en
Publication of RU2004137847A publication Critical patent/RU2004137847A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2279751C1 publication Critical patent/RU2279751C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering, namely - electro-mechanical engineering technology, in particular, for controlling condition of mounting part of bandage rings and core of rotors of large electric machines, for example, turbo-generators.
SUBSTANCE: on basis of change of tangential deformation of internal mounting surface of bandage ring, presence of cracks is determined on internal mounting surface of bandage ring, wear of mounting surfaces, changing of mounting tightness and remainder radial deformation of rotor teeth. Tangential deformation of internal mounting surface of bandage ring is determined by means of device consisting of several indicators for measuring deformations (tension indicators), held on internal mounting surface of bandage ring after assembling the bandage assembly. For mounting the indicators, longitudinal channels are provided in end groove wedges of rotor. External measuring contacts, connected to outputs of indicators, are meant for taking information from indicators are held in longitudinal channels of end groove wedges of rotor or end parts of rotor.
EFFECT: increased reliability of electric machines, lower costs for performing diagnostics and maintenance operations.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технологии электромашиностроения, в частности, к контролю состояния посадочной части бандажных колец и сердечника роторов крупных электрических машин, например, турбогенераторов.The invention relates to the technology of electrical engineering, in particular, to monitoring the condition of the landing part of the retaining rings and the core of the rotors of large electrical machines, for example, turbogenerators.

Известен способ контроля состояния посадочной части бандажных колец и сердечника ротора, приведенный в [1]. Для такого контроля требуется полная разборка бандажного узла, его визуальный осмотр, измерение диаметров сопрягаемых деталей и сравнение полученных результатов с заводскими размерами. Способ, весьма трудоемкий, и не всегда осуществим по условиям эксплуатации электрической машины и экономическим возможностям.A known method of monitoring the condition of the landing part of the retaining rings and the core of the rotor, given in [1]. Such control requires a complete disassembly of the retaining assembly, its visual inspection, measurement of the diameters of the mating parts and comparison of the results with factory dimensions. The method is very laborious, and is not always feasible according to the operating conditions of the electric machine and economic opportunities.

Наиболее близким аналогом-прототипом изобретения является способ диагностики состояния посадочной части бандажных колец, включающий выявление трещин на посадочной поверхности бандажных колец с использованием измерительной аппаратуры, до пуска электрической машины в эксплуатацию и в процессе эксплуатации при последующих периодических остановах для выполнения ревизии, приведенный в [2]. Согласно этому способу образование трещин и других повреждений на внутренней посадочной поверхности бандажных колец диагностируется без разборки бандажного узла ультразвуковым методом с использованием наклонного ультразвукового пьезопреобразователя, устанавливаемого на наружной поверхности бандажного кольца, а наличие трещины определяется дефектоскопом по отраженному от трещины эхосигналу. Недостатком этого метода является небольшие возможности дефектоскопии, которая ограничивается только выявлением дефектов на обследуемой доступной поверхности, а также конструктивные особенности бандажных узлов, не позволяющие в ряде случаев обеспечить необходимый плотный контакт датчика ультразвукового дефектоскопа с поверхностью бандажного кольца. Этих недостатков лишен предлагаемый способ диагностики с использованием достаточно простого устройства.The closest analogue to the prototype of the invention is a method for diagnosing the condition of the retaining part of the retaining rings, including the detection of cracks on the seating surface of the retaining rings using measuring equipment, before putting the electric machine into operation and during operation at subsequent periodic shutdowns for performing an audit, given in [2 ]. According to this method, the formation of cracks and other damages on the inner seating surface of the retaining rings is diagnosed without disassembling the retaining assembly by the ultrasonic method using an inclined ultrasonic piezoelectric transducer mounted on the outer surface of the retaining ring, and the presence of a crack is determined by a flaw detector based on the echo signal reflected from the crack. The disadvantage of this method is the small potential of flaw detection, which is limited only by the identification of defects on the examined accessible surface, as well as the design features of the retaining units, which in some cases do not allow the necessary tight contact of the ultrasonic flaw detector sensor with the surface of the retaining ring. These disadvantages are deprived of the proposed diagnostic method using a fairly simple device.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение надежности электрических машин, а также снижение затрат на выполнение диагностических и ремонтных работ за счет совершенствования методов их диагностики.The technical result to which this invention is directed is to increase the reliability of electrical machines, as well as reduce the cost of performing diagnostic and repair work by improving methods for their diagnosis.

На фиг.1 изображен бандажный узел ротора электрической машины с устройством (1) для диагностики состояния посадочной части бандажных колец (2) и массивного сердечника (3), с зубцами (4) и пазами (5), в которых размещена обмотка (6), закрепленная в пазах клиньями (7), с изоляционными прокладками (8), а также соединительный провод (9) устройства с измерительными контактами (10), расположенными на концевой части ротора (11).Figure 1 shows the bandage node of the rotor of an electric machine with a device (1) for diagnosing the condition of the landing part of the retaining rings (2) and a massive core (3), with teeth (4) and grooves (5) in which the winding (6) is placed fixed in grooves by wedges (7), with insulating gaskets (8), as well as a connecting wire (9) of the device with measuring contacts (10) located on the end part of the rotor (11).

На фиг.2 и 3 показано расположение датчиков устройства для диагностики относительно объектов измерения, а также расположение дополнительных датчиков (12 и 13) на заплечиках под пазовыми клиньями и наружной поверхности зубцов под изоляционной прокладкой и измерительных контактов (14) устройства в пазовых клиньях ротора.Figures 2 and 3 show the location of the sensors of the diagnostic device relative to the measurement objects, as well as the location of additional sensors (12 and 13) on the shoulders under the groove wedges and the outer surface of the teeth under the insulating gasket and the measurement contacts (14) of the device in the groove wedges of the rotor.

На фиг.1 и 2 приняты также следующие обозначения:In figures 1 and 2, the following notation is also accepted:

Dб1(2); Dс1(2) - соответственно наружные диаметры бандажного кольца и сердечника ротора в зоне их сопряжения;D b1 (2) ; D s1 (2) - respectively, the outer diameters of the retaining ring and the core of the rotor in the area of their mate;

(индекс 2) - диагностируемый, (индекс 1) - базовый периоды проводимых измерений.(index 2) - diagnosed, (index 1) - the base periods of measurements.

Общеизвестно, что наиболее нагруженным в механическом отношении узлом таких электрических машин как турбогенераторы является бандажный узел, удерживающий лобовые части обмотки, закрепленные на вращающемся сердечнике ротора за счет бандажного кольца.It is well known that the most mechanically loaded node of such electric machines as turbogenerators is the retainer assembly, which holds the frontal parts of the windings mounted on the rotating core of the rotor due to the retainer ring.

В части бандажного кольца, посаженного горячей посадкой на сердечник ротора, возникают значительные напряжения от посадки, от центробежных сил, а также знакопеременные напряжения, которые могут приводить к возникновению на посадочной поверхности бандажного кольца трещин.In the part of the retaining ring, planted by hot landing on the rotor core, significant stresses arise from the fit, from centrifugal forces, as well as alternating stresses, which can lead to cracks on the seating surface of the retaining ring.

В процессе эксплуатации в зоне посадки бандажного кольца на сердечник ротора в ряде случаев наблюдается износ сопряженных посадочных поверхностей за счет механических и электрических повреждений, а также фретинг коррозии. Особенно значителен износ изоляционных прокладок, иногда устанавливаемых в этой зоне, за счет расслоения изоляции, а также выжигания горючих составляющих при высоких температурах нагрева бандажных колец. В этих случаях возможно прослабление натяга, ведущее к появлению значительных дополнительных напряжений в посадочной части бандажного кольца.During operation, in the zone of fitting the retaining ring on the rotor core, in some cases, wear of the mating seating surfaces due to mechanical and electrical damage, as well as corrosion fretting, is observed. Particularly significant is the wear of insulating gaskets, sometimes installed in this zone, due to delamination of the insulation, as well as burning of combustible components at high heating temperatures of retaining rings. In these cases, it is possible to weaken the interference, leading to the appearance of significant additional stresses in the landing part of the retaining ring.

Поэтому крайне важно без разборки бандажных узлов своевременно диагностировать ослабление натяга между бандажным кольцом и сердечником ротора и появление трещин на посадочной поверхности бандажных колец, которые могут быть причиной разрушения ротора.Therefore, it is extremely important, without disassembling the retainer assemblies, to timely diagnose the weakening of the interference between the retainer ring and the rotor core and the appearance of cracks on the seating surface of the retainer rings, which can cause rotor destruction.

Предлагаемый способ диагностики состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора электрической машины основан на выявлении зависимости появления и проявления дефектов узла сопряжения бандажного кольца с сердечником ротора на тангенциальную деформацию внутренней посадочной части бандажного кольца, изменение которой можно уловить, используя датчики измерений деформаций, например, тензодатчики. При этом учитывается то обстоятельство, что посаженные горячей посадкой бандажные кольца на сердечник ротора на остановленной электрической машине в холодном состоянии растянуты относительно сердечника в тангенциальном направлении на величину, определяемую простым геометрическим соотношением разницы длин окружности посадочных поверхностей сердечника ротора и бандажного кольца, диаметры которых в разобранном состоянии бандажного узла отличаются друг от друга величиной посадочного натяга.The proposed method for diagnosing the condition of the retaining part of the retaining rings and the massive core of the rotor of an electric machine is based on identifying the appearance and manifestation of defects in the interface between the retaining ring and the rotor core on the tangential deformation of the inner landing part of the retaining ring, the change of which can be detected using strain gauges, for example, load cells. In this case, the circumstance is taken that the retaining rings planted by a hot seat on the rotor core in a stopped electric machine in a cold state are stretched relative to the core in a tangential direction by an amount determined by the simple geometric ratio of the difference in circumference of the seating surfaces of the rotor core and the retaining ring, the diameters of which are disassembled the state of the retaining unit differ from each other in the magnitude of the interference fit.

Поэтому диагностирование состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора электрической машины можно производить путем сравнительных измерений тангенциальных деформаций внутренней посадочной поверхности бандажных колец, проведенных при гарантированном отсутствии износа и трещин в бандажном кольце (Δ1=0) (начальная деформация до пуска электрической машины в эксплуатацию после ее изготовления или капитального ремонта - базовый период) и деформации в диагностируемый период в процессе эксплуатации при последующих ее остановах (Δ2). Здесь под тангенциальной деформацией внутренней посадочной поверхности бандажных колец имеется в виду не деформация какого-то конкретного участка посадочной поверхности бандажного кольца, а суммарная тангенциальная деформация всей внутренней посадочной поверхности бандажного кольца.Therefore, the diagnosis of the condition of the landing part of the retaining rings and the massive core of the rotor of the electric machine can be made by comparative measurements of the tangential deformations of the inner seating surface of the retaining rings, carried out with guaranteed absence of wear and cracks in the retaining ring (Δ 1 = 0) (initial deformation before starting the electric machine in operation after its manufacture or overhaul - the base period) and deformation in the diagnosed period during operation during the last guides it halts (Δ 2). Here, by the tangential deformation of the inner seating surface of the retaining rings, we do not mean the deformation of a particular portion of the seating surface of the retaining ring, but the total tangential deformation of the entire inner landing surface of the retaining ring.

Образование трещин, износ, изменение посадочного натяга и остаточную радиальную деформацию зубцов определяют по изменению тангенциальной деформации внутренней посадочной поверхности бандажных колец на остановленной электрической машине (Δ21). При этом, если величина (Δ21) отрицательная, т.е. фиксируется деформация сжатия, то этим определяется ослабление посадочного натяга бандажного кольца на сердечник ротора, за счет износа и вероятного образования трещин на внутренней посадочной части бандажных колец, если же величина (Δ21) положительная, т.е. фиксируется деформация растяжения, то это свидетельствует о том, что электрическая машина работала в анормальном режиме, например, со сверхноминальной частотой вращения, что привело к остаточной радиальной деформации растяжения зубцов сердечника ротора и, возможно, к остаточной тангенциальной деформации бандажного кольца.The formation of cracks, wear, a change in the seating interference and residual radial deformation of the teeth is determined by the change in the tangential deformation of the inner seating surface of the retaining rings on a stopped electric machine (Δ 21 ). Moreover, if the value (Δ 21 ) is negative, i.e. if compression strain is fixed, then this determines the weakening of the seating fit of the retaining ring on the rotor core due to wear and the possible formation of cracks on the inner fit of the retaining rings, if (Δ 21 ) is positive, i.e. if tensile strain is recorded, this indicates that the electric machine was operating abnormally, for example, with an ultra-nominal speed, which led to permanent radial tensile deformation of the teeth of the rotor core and, possibly, to residual tangential deformation of the retaining ring.

Для диагностирования образования трещин на внутренней посадочной части бандажного кольца из общей величины изменения тангенциальной деформации этой поверхности (Δ21) исключается составная часть (Δ2износа), обусловленная износом за время эксплуатации электрической машины сопрягаемых поверхностей бандажного кольца, зубцов сердечника ротора и изоляционных прокладок, определяемая изменением наружного диаметра бандажного кольца (ΔDб=Dб2-Dб1) в диагностируемый период (Dб2) по сравнению с базовым периодом (Dб1) по формуле Δ2износа=π·ΔDб. Суммарная величина раскрытия трещин определяется соотношением: Δ2трещин=|Δ21|-|ΔDб|.To diagnose the formation of cracks on the inner seat of the retaining ring from the total change in the tangential deformation of this surface (Δ 21 ), the component (Δ 2 wear) is excluded due to wear and tear of the mating surfaces of the retaining ring, teeth of the rotor core and insulating gaskets, determined by the change in the outer diameter of the retaining ring (ΔD b = D b2 -D b1 ) in the diagnosed period (D b2 ) compared to the base period (D b1 ) according to the formula Δ 2 wear = π · ΔD b . The total value of crack opening is determined by the ratio: Δ 2 cracks = | Δ 21 | - | ΔD b |.

Изменение величины посадочного натяга (Δб) бандажных колец на сердечник ротора в диагностируемый период производят по результатам изменения тангенциальных деформаций внутренней посадочной поверхности бандажных колец (Δ) и наружного диаметра сердечника ротора (ΔDc=Dc2-Dс1), замеренного в зоне его сопряжения с бандажным кольцом, в сравнении с произведенными измерениями в базовом периоде, используя соотношение:Changing the magnitude of the interference fit (Δb) of the retaining rings on the rotor core in the diagnosed period is carried out according to the results of changing the tangential deformations of the inner seating surface of the retaining rings (Δ) and the outer diameter of the rotor core (ΔD c = D c2 -D c1 ), measured in the mating zone with a retaining ring, in comparison with the measurements taken in the base period, using the ratio:

Figure 00000002
, при этом фактическая величина посадочного натяга определяется соотношением: δфактнорм-Δδ, где:
Figure 00000002
, while the actual value of the interference fit is determined by the ratio: δ fact = δ norms -Δδ, where:

бфакт - фактическая величина посадочного натяга бандажных колец;b fact - the actual value of the seating interference of the retaining rings;

бнорм - нормативная (первоначальная) величина посадочного натяга;b norms - normative (initial) value of the interference fit;

Δ2 и Δ1 - соответственно тангенциальные деформации внутренней посадочной поверхности бандажных колец в диагностируемом и базовом периоде.Δ 2 and Δ 1 - respectively, the tangential deformation of the inner landing surface of the retaining rings in the diagnosed and base period.

Для жестких сердечников роторов электрических машин изменение величины посадочного натяга (Δб) бандажных колец на сердечник ротора в диагностируемый период в сравнении с произведенными измерениями в базовом периоде, можно определять с небольшой погрешностью, используя соотношение:For hard cores of rotors of electric machines, the change in the fit of the interference fit (Δb) of the retaining rings on the rotor core in the diagnosed period in comparison with the measurements made in the base period can be determined with a small error using the ratio:

Figure 00000003
Figure 00000003

Существенное значение для реализации предложенного способа диагностики имеет использование предлагаемого устройства для обеспечения сравнительных измерений тангенциальных деформаций в посадочной части бандажного кольца до пуска электрической машины в эксплуатацию и в диагностируемый период в процессе эксплуатации при последующих ее остановах. Устройство представляет собой датчики измерения деформаций, например, тензодатчики, ширина которых для установки на внутреннюю поверхность бандажного кольца не должна превышать ширины паза сердечника ротора, а длина - ширины посадочной поверхности бандажных колец. Датчики, установленные на внутренней посадочной поверхности бандажных колец, располагаются в местах напротив пазов ротора. При этом, хотя бы в части концевых пазовых клиньев ротора выполнены продольные каналы, через которые устанавливаются датчики измерения тангенциальных деформаций и выполнена соединительная проводка к внешним измерительным контактам, которые закреплены в пазовых клиньях.Essential for the implementation of the proposed diagnostic method is the use of the proposed device to provide comparative measurements of tangential strains in the landing part of the retaining ring before putting the electric machine into operation and during the diagnosed period during operation at its subsequent stops. The device is a strain gauge, for example, strain gauges, the width of which for installation on the inner surface of the retaining ring should not exceed the width of the groove of the core of the rotor, and the length is the width of the seating surface of the retaining rings. Sensors mounted on the inner seating surface of the retaining rings are located in places opposite the rotor grooves. In this case, at least in the part of the end grooved wedges of the rotor, longitudinal channels are made through which tangential strain gauges are installed and connecting wiring is made to external measuring contacts that are fixed in the grooved wedges.

Такое конструктивное исполнение устройства позволяет устанавливать на посадочную часть бандажного кольца, собранного на сердечнике ротора, датчики измерения тангенциальных деформаций, не подвергая их механическому и тепловому воздействию, неизбежному в процессе горячей посадки бандажных колец. Кроме того, установка датчиков измерения деформаций, как заключительная операция сборки ротора в холодном состоянии, позволяет установить начальное расчетное значение тангенциальных деформаций посадочной части бандажного кольца равным нулю (Δ1=0) при нормативной величине посадочного натяга.This design of the device allows you to install on the landing part of the retaining ring, assembled on the core of the rotor, sensors for measuring tangential deformations, without subjecting them to mechanical and thermal effects, inevitable in the process of hot-fitting of the retaining rings. In addition, the installation of strain gauges, as the final operation of the assembly of the rotor in the cold state, allows you to set the initial calculated value of the tangential strains of the landing part of the retaining ring to zero (Δ 1 = 0) at the standard value of the interference fit.

В том случае, когда датчики измерения тангенциальных деформаций посадочной части бандажного кольца устанавливаются в свободных от обмоток пазах сердечника ротора, в которых отсутствуют пазовые концевые клинья, внешние измерительные контакты могут быть закреплены на наружной или боковой поверхностях зубцов ротора.In the case when the sensors for measuring the tangential deformations of the retaining part of the retaining ring are installed in the grooves of the rotor core free of windings, in which there are no groove end wedges, external measuring contacts can be fixed on the outer or side surfaces of the teeth of the rotor.

Для того чтобы обеспечить проведение измерений тангенциальных деформаций посадочной части бандажного кольца, не разбирая электрической машины, соединительные провода от датчиков измерения деформаций проводятся через пространство под бандажными кольцами к внешним измерительным контактам, установленным в концевых частях ротора.In order to provide measurements of tangential strains of the retaining part of the retaining ring without disassembling the electric machine, the connecting wires from the strain gauges are drawn through the space under the retaining rings to the external measuring contacts installed in the end parts of the rotor.

Результаты измерения местных тангенциальных деформаций посадочной части бандажного кольца, полученные от датчиков, правомерно распространить на всю посадочную поверхность бандажного кольца путем интегрирования этих результатов по всей этой поверхности, если учесть, что остаточные посадочные натяги бандажных колец на сердечник ротора при работе электрических машин с номинальной частотой вращения ослабевают настолько, что не предотвращают выравнивания в бандажном кольце напряжений от посадочного натяга.The results of measuring the local tangential deformations of the retaining part of the retaining ring obtained from the sensors can rightfully be disseminated to the entire seating surface of the retaining ring by integrating these results over this entire surface, given that the residual seating interference of the retaining rings on the rotor core when operating electric machines with a nominal frequency rotations are weakened so that they do not prevent the alignment in the retaining ring of stress from the landing interference.

Для вычисления числовых значений натяга сопрягаемых горячей посадкой бандажного кольца и сердечника ротора, без использования для этих целей микрометрических измерительных скоб, либо каких-либо других устройств, позволяющих с высокой степенью точности измерять достаточно большие наружные диаметры бандажных колец и сердечника ротора электрической машины, как это требуется для определения упомянутых параметров в процессе диагностики состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора электрической машины рассматриваемым способом, в устройстве предусмотрена:To calculate the numerical values of the interference fit by hot-fitting the retaining ring and the rotor core, without using micrometer measuring brackets or any other devices for this purpose, which can measure with a high degree of accuracy large enough outer diameters of the retaining rings and the rotor core of an electric machine, like this required to determine the mentioned parameters in the process of diagnosing the condition of the landing part of the retaining rings and the massive core of the rotor of an electric machine in a matrixable way, the device provides:

- установка датчиков измерения деформаций в зоне посадки бандажных колец на заплечики зубцов сердечника и закрепление их пазовыми клиньями;- installation of strain gauges in the area of the retaining ring retaining rings on the shoulders of the teeth of the core and fixing them with groove wedges;

- установка датчиков измерения деформаций в зоне посадки бандажных колец на наружной поверхности зубцов сердечника под изоляционной прокладкой.- installation of strain gauges in the seating area of the retaining rings on the outer surface of the teeth of the core under the insulating gasket.

В этом случае изменение величины посадочного натяга (Δб) бандажных колец на сердечник ротора, обусловленной износом поверхностей бандажного кольца, зубцов и изоляционных деталей сердечника ротора, а также появлением трещин за время эксплуатации электрической машины, производят по результатам изменения тангенциальных деформаций внутренней посадочной поверхности бандажных колец и наружной поверхности сердечника ротора, замеренных в зоне их сопряжения в сравнении с произведенными измерениями в базовом периоде по соотношению:

Figure 00000004
, где:In this case, a change in the value of the seating interference fit (Δb) of the retaining rings on the rotor core due to wear of the surfaces of the retaining ring, teeth and insulating parts of the rotor core, as well as the appearance of cracks during the operation of the electric machine, is performed according to the results of changes in the tangential deformations of the inner seating surface of the retaining rings and the outer surface of the rotor core, measured in the area of their interface in comparison with the measurements taken in the base period according to the ratio:
Figure 00000004
where:

Δсум.2 и Δсум.1 - соответственно суммарные тангенциальные деформации внутренней посадочной поверхности бандажных колец и наружной поверхности сердечника ротора в зоне их сопряжения в диагностируемом (индекс 1) и базовом (индекс 2) периодах проводимых измерений.Δ sum 2 and Δ sum 1 - respectively, the total tangential deformation of the inner seating surface of the retaining rings and the outer surface of the rotor core in the mating zone in the diagnosed (index 1) and basic (index 2) periods of measurements.

При установке датчиков измерения деформаций в зоне посадки бандажных колец на наружной поверхности зубцов сердечника под изоляционной прокладкой может быть реализована возможность определения изменения величины посадочного натяга (Δб) бандажных колец на сердечник ротора, обусловленного износом поверхностей бандажного кольца, зубцов и изоляционных деталей сердечника ротора, а также появлением трещин за время эксплуатации электрической машины, если в качестве датчиков применить тензодатчики, которые могут быть использованы для измерения механических напряжений (давлений). В этом случае изменение первоначально установленного (нормативного) посадочного натяга бандажного кольца на сердечник ротора оценивается пропорционально изменению напряжений, измеренных датчиком, установленным на наружной поверхности зубцов сердечника под изоляционной прокладкой.When installing strain gauge sensors in the seating area of the retaining rings on the outer surface of the teeth of the core under the insulation strip, it can be possible to determine the change in the fit (Δb) of the retaining rings on the rotor core due to wear of the surfaces of the retaining ring, teeth and insulating parts of the rotor core, and also the appearance of cracks during the operation of an electric machine, if strain gauges are used as sensors, which can be used to measure eniya mechanical stresses (pressures). In this case, the change in the originally installed (normative) seating interference of the retaining ring on the rotor core is evaluated in proportion to the change in stresses measured by the sensor mounted on the outer surface of the teeth of the core under the insulating gasket.

Источники информации:Information sources:

1. Справочник по ремонту турбогенераторов. (Под редакцией П.И.Устинова). - М., Энергия, 1978, с.258.1. Handbook for repair of turbogenerators. (Edited by P.I.Ustinov). - M., Energy, 1978, p. 258.

2. "Научно-техническое обеспечение ремонта генераторов в Ленэнерго по их техническому состоянию", Казаров С.А., "Электрические станции", №4, 1998 г.2. "Scientific and technical support for the repair of generators in Lenenergo according to their technical condition", Kazarov SA, "Electric stations", No. 4, 1998

Claims (8)

1. Способ диагностики состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора электрической машины, содержащего концевую часть и сердечник с зубцами и пазами, а также обмотку, закрепленную в пазах клиньями и изоляционными прокладками, включающий выявление трещин на посадочной поверхности бандажных колец, износа и натяга сопрягаемых горячей посадкой поверхностей бандажного кольца и сердечника ротора, а также остаточную радиальную деформацию зубцов без разборки бандажного узла с использованием измерительной аппаратуры до пуска электрической машины в эксплуатацию и в процессе эксплуатации при последующих периодических остановах для выполнения ревизии электрической машины, отличающийся тем, что диагностирование состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора электрической машины производят путем сравнительных измерений тангенциальных деформаций внутренней посадочной поверхности бандажных колец, проведенных при гарантированном отсутствии износа и трещин в бандажном кольце (Δ1=0) (начальная деформация до пуска электрической машины в эксплуатацию после ее изготовления или капитального ремонта - базовый период) и деформации в диагностируемый период в процессе эксплуатации при последующих ее остановах (Δ2), а образование трещин, износ, изменение посадочного натяга и остаточную радиальную деформацию зубцов определяют по изменению тангенциальных деформаций внутренней посадочной поверхности бандажных колец на остановленной электрической машине (Δ21), при этом, если величина (Δ21) отрицательная, т.е. фиксируется деформация сжатия, то этим определяется ослабление посадочного натяга бандажных колец на сердечник ротора за счет износа и вероятное образование трещин на посадочной части бандажных колец, если же величина (Δ21) положительная, т.е. фиксируется деформация растяжения, то этим определяется остаточная радиальная деформации растяжения зубцов сердечника ротора и, возможно, остаточная тангенциальная деформации бандажного кольца, явившиеся результатом того, что электрическая машина работала в анормальном режиме, например, со сверхноминальной частотой вращения.1. A method for diagnosing the condition of the seat part of the retaining rings and the massive core of the rotor of an electric machine, containing the end part and the core with teeth and grooves, as well as a winding secured in the grooves with wedges and insulating spacers, including the detection of cracks in the seating surface of the retaining rings, wear and interference hot-mating surfaces of the retaining ring and rotor core, as well as residual radial deformation of the teeth without disassembling the retaining assembly using a measuring apparatus ry before putting the electric machine into operation and during operation at subsequent periodic shutdowns to perform an audit of the electric machine, characterized in that the condition of the seat part of the retaining rings and the massive core of the rotor of the electric machine are diagnosed by comparative measurements of the tangential deformations of the inner seat surface of the retainer rings with guaranteed absence of wear and cracks in the retaining ring (Δ 1 = 0) (initial deformation before starting the electric operation of the machine after its manufacture or overhaul - the base period) and deformation in the diagnosed period during operation at its subsequent shutdowns (Δ 2 ), and cracking, wear, changes in the seating tension and residual radial deformation of the teeth are determined by the change in tangential deformation the inner seating surface of the retaining rings on a stopped electric machine (Δ 21 ), while if the value (Δ 21 ) is negative, i.e. if compression strain is fixed, then this determines the weakening of the fit of the retaining rings on the rotor core due to wear and the possible formation of cracks on the fit of the retaining rings, if the value (Δ 21 ) is positive, i.e. If the tensile strain is fixed, then this determines the residual radial tensile strain of the teeth of the rotor core and, possibly, the residual tangential deformation of the retaining ring, resulting from the fact that the electric machine worked in abnormal mode, for example, with an ultra-nominal speed. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при диагностировании образования трещин на внутренней посадочной части бандажного кольца из общей величины изменения тангенциальной деформации этой поверхности (Δ2) исключается составная часть (Δ2износа), обусловленная износом за время эксплуатации электрической машины сопрягаемых поверхностей бандажного кольца, зубцов сердечника ротора и изоляционных прокладок, определяемая изменением наружного диаметра бандажного кольца (ΔDб=Dб2-Dб1) в диагностируемый период (Dб2) по сравнению с базовым периодом (Dб1) по формуле Δ2изнoca=π·ΔDб., а суммарная величина раскрытия трещин определяется соотношением Δ2трещин=|Δ2|-|ΔDб|.2. The method according to claim 1, characterized in that when diagnosing the formation of cracks on the inner landing part of the retaining ring from the total change in the tangential deformation of this surface (Δ 2 ), the component (Δ 2 wear ) due to wear during operation of the mated electric machine is excluded the surfaces of the retaining ring, the teeth of the rotor core and insulating gaskets, determined by the change in the outer diameter of the retaining ring (ΔD b = D b2 -D b1 ) in the diagnosed period (D b2 ) compared to the base period house (D b1 ) according to the formula Δ 2 iznoca = π · ΔD b. , and the total value of crack opening is determined by the ratio Δ 2 cracks = | Δ 2 | - | ΔD b |. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение величины посадочного натяга (Δб) бандажных колец на бочку ротора в диагностируемый период производят по результатам изменения тангенциальных деформаций внутренней посадочной поверхности бандажных колец и наружного диаметра сердечника ротора (ΔDc=Dc2-Dс1), замеренного в зоне его сопряжения с бандажным кольцом, в сравнении с произведенными измерениями в базовом периоде, используя соотношение3. The method according to claim 1, characterized in that the change in the magnitude of the seating interference fit (Δ b ) of the retaining rings on the rotor barrel in the diagnosed period is made according to the results of changing the tangential deformations of the inner seating surface of the retaining rings and the outer diameter of the rotor core (ΔD c = D c2 -D c1 ), measured in the area of its interface with the retaining ring, in comparison with the measurements taken in the base period, using the ratio
Figure 00000005
Figure 00000005
при этом фактическая величина посадочного натяга бандажного кольца на сердечник ротора определяется соотношениемwhile the actual value of the seating interference of the retaining ring on the rotor core is determined by the ratio δфакт.норм.-Δδ,δ fact. = δ normal -Δδ, где бфакт. - фактической величины посадочного натяга бандажных колец;where is the fact. - the actual value of the seating interference of the retaining rings; бнорм. - нормативная (первоначальная) величина посадочного натяга;b norms. - standard (initial) value of the interference fit; Δ2 и Δ1 - соответственно тангенциальные деформации внутренней посадочной части бандажных колец в диагностируемом и базовом периоде.Δ 2 and Δ 1 - respectively, the tangential deformation of the inner landing part of the retaining rings in the diagnosed and base period.
4. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что для диагностирования состояния посадочной части бандажных колец и массивного сердечника ротора на внутренней посадочной поверхности бандажных колец, установленных на бочке ротора, в местах, расположенных напротив пазов ротора, закреплены датчики измерения деформаций, например тензодатчики.4. A device for implementing the method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for diagnosing the condition of the seat portion of the retaining rings and the massive core of the rotor on the inner seating surface of the retaining rings mounted on the rotor barrel, in places opposite the rotor grooves, strain gauges, for example strain gauges, are fixed. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что датчики измерения деформаций установлены также в зоне посадки бандажных колец на заплечиках зубцов сердечника и закреплены пазовыми клиньями.5. The device according to claim 4, characterized in that the strain gauges are also installed in the seating area of the retaining rings on the shoulders of the teeth of the core and are fixed with groove wedges. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что датчики измерения деформаций установлены также в зоне посадки бандажных колец на наружной поверхности зубцов сердечника под изоляционной прокладкой.6. The device according to claim 4, characterized in that the strain gauges are also installed in the seating area of the retaining rings on the outer surface of the teeth of the core under the insulating gasket. 7. Устройство по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что хотя бы в части концевых пазовых клиньев ротора выполнены продольные каналы, через которые устанавливаются датчики измерения тангенциальных деформаций в посадочной части бандажного кольца и выполнена проводка к внешним измерительным контактам, которые закреплены в пазовых клиньях.7. The device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that at least in the part of the end grooved wedges of the rotor are made longitudinal channels through which the sensors for measuring tangential deformations are installed in the landing part of the retaining ring and wired to external measuring contacts that are fixed in groove wedges. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что проводка от датчиков измерения тангенциальных деформаций проведена через пространство под бандажными кольцами к внешним измерительным контактам, установленным в концевых частях ротора.8. The device according to claim 7, characterized in that the wiring from tangential strain measuring sensors is conducted through the space under the retaining rings to external measuring contacts installed in the end parts of the rotor.
RU2004137847/09A 2004-12-24 2004-12-24 Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method RU2279751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137847/09A RU2279751C1 (en) 2004-12-24 2004-12-24 Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004137847/09A RU2279751C1 (en) 2004-12-24 2004-12-24 Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004137847A RU2004137847A (en) 2006-06-10
RU2279751C1 true RU2279751C1 (en) 2006-07-10

Family

ID=36712243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004137847/09A RU2279751C1 (en) 2004-12-24 2004-12-24 Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2279751C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАЗАРОВ С.А. Научно-техническое обеспечение ремонта генераторов в Ленэнерго по их техническому состоянию. Электрические станции, №6, 1998. *
Справочник по ремонту турбогенераторов. Под редакцией П.И.Устинова, Москва, Энергия, 1978, с.258. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004137847A (en) 2006-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Culbert et al. Using current signature analysis technology to reliably detect cage winding defects in squirrel cage induction motors
Imam et al. Development of an on-line rotor crack detection and monitoring system
US8275558B2 (en) Visual inspection-based generator retention assembly tightness detection
Fenger et al. Development of a tool to detect faults in induction motors via current signature analysis
JP2001032724A (en) On-line life diagnostic system
JP2006234786A (en) Abnormality diagnostic device and abnormality diagnostic method for mechanical facility
Thomson et al. Industrial application of current signature analysis to diagnose faults in 3-phase squirrel cage induction motors
RU2279751C1 (en) Method for diagnostics of mounting portion of bandage rings and massive core of electric machine rotor and device for realization of said method
Lim et al. Improved blade fault diagnosis using discrete Blade Passing Energy Packet and rotor dynamics wavelet analysis
Thomson et al. On-Line Current Monitoring Fault Diagnosis in Hv Induction Motors–Cask Histories and Cost Savings in Offshore Installations
RU90199U1 (en) DIAGNOSTIC DEVICE FOR AC ELECTRIC MOTORS AND MECHANICAL EQUIPMENT ASSOCIATED WITH THEM
RU2282928C1 (en) Method for diagnostics of status of mounting tightness of contact rings on rotor shaft of electric machine (variants)
KR100330258B1 (en) Inspecting method for generator stator windings
RU2360148C1 (en) Method to improve reliability of centrifugal transferring unit operation for hydrocarbon raw materials and diagnostic system for its technical state monitoring
Thomson et al. On-line diagnostics of large induction motors
US20230266160A1 (en) Method for diagnosing the technical condition of rotating equipment
RU2206794C1 (en) Submersible electric centrifugal pump diagnosing method
RU2295821C1 (en) Method for diagnostics of planting tightness of tread rings on the barrel of rotor of electric machine
RU2280306C2 (en) Method and device for diagnosing interference fits of shroud rings on electrical machine rotor components
RU2280939C1 (en) Method for diagnosing interference fits of shroud rings on electrical machine rotor barrel and alignment ring
McJunkin et al. Online Monitoring of Induction Motors
Mechefske et al. Gear Fault Detection Using Transmission Variance Measurements
Braut et al. Efficient approach for encoder geometry compensation in time interval measurement of torsional vibration
Culbert et al. Notice of violation of IEEE publication principles: using current signature analysis technology to reliably detect cage winding defects in squirrel-cage induction motors
Thompson et al. MCSA Industrial Case Histories—Diagnosis of Cage Winding Defects in SCIMs Driving Steady Loads

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20071017

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071225

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20081220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091225