SU1115166A1

SU1115166A1 - Stator for electric machine

Info

Publication number: SU1115166A1
Application number: SU833610463A
Authority: SU
Inventors: Зиновий Алексеевич Зацеркивный; Григорий Михайлович Федоренко; Алексей Иванович Титко; Олег Матвеевич Мишин; Гарри Петрович Езовит
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср; Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро При Институте Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1983-06-23
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1984-09-23

Abstract

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАПШНЫ , содержащий сегменты железа с.ердечника, установленные на ст жных клинь х, нажимные фланцы, гайки, установленные на ст жных клинь х, и емкостные датчики давлени прессовки сердечника, отличающийс тем, что, с целью повьш1ени надежности за счет увеличени точности контрол состо ни прессовки статора в эксплуатации, каждый емкостный датчик установлен между гайкой и нажимным фланцем и выполнен в виде изолированных электропроводных кольцевых пластин, разделенных шайбами г из упругого диэлектрического материала . ел 0) 9дELECTRIC MAPTIC STATOR, containing iron cores of the core, mounted on the clamping wedges, pressure flanges, nuts mounted on the clamping wedges, and capacitive pressure sensors for pressing the core, characterized in that, in order to increase reliability by increasing accuracy monitoring the state of pressing of the stator in operation, each capacitive sensor is installed between the nut and the pressure flange and is made in the form of insulated electrically conductive ring plates separated by washers g of elastic dielectric material. ate 0) 9d

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации тур богенераторов. Известен статор электрической машины, содержащий сегменты железа ce дечника, установленные на ст жных клинь х, нажимные пальцы, нажимные фланцы, гайки, установленные на ст ж ных клинь х, датчики в виде катушек индуктивности, установленные на поверхности ст жных клиньев. Датчиками измер ют магнитную проницаемост материала ст жных клиньев в зависимости от приложенных механических на пр жений. До величине механических напр жений в ст жных клинь х определ ют состо ние прессовки сердеч|ника 1 J. Однако датчики измер ют не только приложенные напр жени , но и внутренние напр жени , возникающие в результате, механической и термическо обработок, что приводит к неточности определени состо ни прессовки сердечника. Наиболее близким к изобретению в л етс статор электрической машины, содержащий сегменты железа сердечника , установленные на ст жных клинь х нажимные пальцы, нажимные фланцы, га ки, установленные на ст жных клинь х датчики емкостного типа, расположенные внутри прокладок из текстолита и установленные между сегментами жел за сердечника в диагностируемой зоне , прибор дл измерени электрйческой емкости, соединенной с датчиками . Статор позвол ет получать информацию о состо нии прессовки шихто ванного сердечника в период эксплуатации 2 . Недостатками известного статора вл ютс сложность изготовлени и монтажа из-за установки датчиков меж ду сегментами железа сердечника и невысока точность из-за того, что датчики необходимо градуировароть пе ред установкой в статор, а услови их работы в машине неадекватны услови м градуировки из-за наличи непаралельности сегментов железа сёрдатчика волнистости, шероховатости Л других причин. Кроме того, установка датчиков в сердечнике статора, монтаж прово-. дов к датчикам приводит к дополнительному снижению эксплуатационной надежности статора электрической машины. Целью изобретени вл етс повышение надежности электрической машины за счет увеличени точности контрол состо ни прессовки сердечника статора в эксплуатации. Поставленна цель достигаетс тем, что в статоре электрической машины , содержащем сегменты железа сердечника, установленные на ст жных клинь х, нажимные фланцы, гайки, установленные на ст жных клинь х, и емкостные датчики давлени прессовки сердечника, каждый из этих датчиков установлен между гайкой и нажимным фланцем и выполнен в виде изолированных электропроводньк кольцевых пластин , разделенных шайбами из упругого диэлектрического материала. На фиг.1 показан статор электрической машины, общий вид, на фиг.2 зависимость изменени электрической емкости от давлени . Статор электрической машины содержит сегменты сердечника 1, установленные на ст жных клинь х 2 и зафиксированные по торцам нажимными пальцами 3, нажимньм фланцем 4, гайками 5. Под гайками на ст жных клинь х установлены шайбы из упругого диэлектрического материала, например текстолита 6, между которыми установлены пластины 7 из берилиевой бронзы, соединенные с прибором 8 дп измерени электрической емкости, например цифровой измерительный мост типа Р-589. Пластины представл ют собой электрические конденсаторы С. с диэлектрическим промежутком, равным толщине шайбы 6. На фиг.2 представлена зависимость электрической емкости плоского конденсатора С в функций давлени & . В качестве диэлектрического промежутка использована слюда. Аналогичные зависимости (61 могут быть получены при использовании других изол ционных материалов (например, текстолита ) ., После сборки и прессовки сердечника прибором дл измерени емкости измер ют величину емкости, соответствующую давлению после прессовки. В процессе эксплуатации в результате изменени величины давлени прессовки сердечника измен етс рассто ние между пластинами 7, следовательно, измен етс и величина электрической емкости. Электрическую емкость пластин определ ют по формуле о5 U; / диэлектрическа проницаемость вакуумаj относительное значение диэлектрической проницаемости изол ционной шайбы 5 - площадь электропровод щих пластин; о) - рассто ние между пластинам Дл шайбы из текстолита область упругих деформаций составл ет не менее 100 кг/см. При изменении давлени от О до 100 кг/см рассто ние между пластинами уменьшаетс примерно на 10%. Погрешность измерений емкости совр менными измерительными мостами не пр вьшает 0,5%, что позвол ет измер ть усилие раст жени ст жного клина, а следовательно, и давление прессовки с точностью до 5%. Контроль состо ни прессовки в эксплуатации производитс в следующем пор дке. После сборки и прессовки сердечника прибором дл измерейи емкостей измер ют электрическую емкость датчиков, установленных под га ками. Эти величины занос т в паспорт турбогенератора. В процессе эксплуатации турбогенератора периодически измер ют емкость и определ ют сущест вующее давление из соотношени СР„ электрическа емкость дат чика, измер ема во врем эксплуатации электрической машины;The invention relates to electrical engineering and can be used in the operation of a tour of power generators. The stator of the electric machine is known, which contains iron segments ce decider installed on the clamping wedges, pressure pins, pressure flanges, nuts mounted on the clamping wedges, sensors in the form of inductors installed on the surface of the clamping wedges. The sensors measure the magnetic permeability of the wedge material depending on the applied mechanical stresses. Up to the value of mechanical stresses in the clamping wedges, they determine the state of pressing of the core 1 J. However, the sensors measure not only the applied stresses, but also the internal stresses resulting from mechanical and thermal treatments, which leads to inaccuracy determining the state of pressing the core. Closest to the invention is a stator of an electric machine that contains iron core segments, pressure pins mounted on clamping wedges, pressure flanges, trucks, capacitive-type sensors mounted on clamping wedges, located inside textolite gaskets and installed between segments gel for the core in the diagnosed zone, a device for measuring the electrical capacitance connected to the sensors. The stator allows to obtain information on the state of pressing of the laminated core during operation 2. The disadvantages of the known stator are the complexity of manufacturing and installation due to the installation of sensors between the iron segments of the core and low accuracy due to the fact that the sensors need to be calibrated before installing into the stator, and their working conditions in the machine are inadequate to the conditions of graduation due to the presence of non-parallelism of the iron segments of the wrinkle sensor; roughness for other reasons. In addition, the installation of sensors in the stator core, the installation of wire-. Dov to sensors leads to an additional reduction in the operational reliability of the stator of an electric machine. The aim of the invention is to increase the reliability of the electric machine by increasing the accuracy of monitoring the state of pressing of the stator core in operation. The goal is achieved by the fact that in the stator of an electric machine containing iron core segments mounted on clamping wedges, pressure flanges, nuts mounted on clamping wedges, and capacitive pressure sensors pressing the core, each of these sensors is installed between the nut and pressure flange and is made in the form of insulated electrically conductive annular plates, separated by washers of elastic dielectric material. Fig. 1 shows the stator of an electric machine, a general view, in Fig. 2, the dependence of the change in the electrical capacitance on pressure. The stator of an electric machine contains core segments 1, mounted on clamping wedges x 2 and fixed at the ends by pressing fingers 3, pressing flange 4, nuts 5. Washers made of an elastic dielectric material, for example, textolite 6, are mounted on the wedges x, for example Beryllium bronze plates 7 are installed, connected to an 8 dp gauge of electrical capacitance, for example, a digital measuring bridge of the type P-589. The plates are electric capacitors C. with a dielectric gap equal to the thickness of the washer 6. Figure 2 shows the dependence of the electrical capacitance of a flat capacitor C as a function of pressure & . Mica was used as a dielectric gap. Similar dependencies (61 can be obtained using other insulating materials (e.g. textolite). After the core is assembled and pressed, the capacity measurement device measures the capacity corresponding to the pressure after pressing. During operation, the pressure changes The distance between the plates 7, therefore, the magnitude of the electrical capacitance also changes. The electrical capacitance of the plates is determined by the formula o5 U; s vakuumaj relative dielectric constant insulating washers 5 - area of electrically conductive plates; o) - the distance between the washer plate to the PCB of elastic deformation region is not less than 100 kg / cm. As the pressure changes from 0 to 100 kg / cm, the distance between the plates decreases by about 10%. The measurement error of the capacitance with modern measuring bridges does not exceed 0.5%, which makes it possible to measure the tensile force of the tension wedge, and hence the pressure of the compact with an accuracy of 5%. Monitoring of the state of pressing in operation is carried out as follows. After assembling and pressing the core, the capacitance measuring device measures the electrical capacitance of the sensors installed under the gases. These values are entered in the passport of the turbogenerator. During the operation of the turbogenerator, the capacitance is periodically measured and the existing pressure is determined from the CP-to-electrical ratio of the sensor measured during the operation of the electric machine;

CQ - электрическа емкость датчика после сборки и прессовки сердечника; Рр - давление прессовки после CQ is the electrical capacitance of the sensor after assembly and pressing of the core; PP - pressing pressure after

сборки сердечника. В тех случа х, когда предъ вл ютс повьш1енные требовани к контролю состо ни прессовки, например сердечника статора мощного турбогенерато1core assembly. In cases where there are heavy requirements to control the state of pressing, for example, the stator core of a powerful turbo generator

процесс отвинчивани стальных гаек на ст жных клинь х. Процесс контрол легко поддаетс автоматизации.the process of unscrewing steel nuts on the clamping wedge x. The control process is easily automated.

Технико-эконойический эффект от внедрени предложенного статора возникает за счет повьппени надежности путем исключени аварийности по причине распушевки крайних пакетов сердечника и повышенной вибрации изза ослаблени , прессовки. 64 ра атомной электрической станции, датчики устанавливают под каждую гайку. Датчики снабжают градуировочными зависимост ми . C-f;(P), где Р - давление прессовки, п - число ст жных клиньев на одну сторону сердечника. Поскольку датчики имеют простейщую конструкцию и практически идентичны по своим параметрам, то достаточно одной зависимости дл всех датчиков ( Р) . По измеренной величине емкости нескольких датчиковопредел ют среднюю величину давлени прессовки сердечника . Отклонение этой величины от первоначального состо ни на 50-75% свидетельствует о критическом ослаблении прессовки сердечника и необхо- . димости вывода его в ремонт. Отклонение емкости одного или нескольких датчиков на величину, равную 85-90% от первоначальной емкости, свидетельствует о критическом локальном ослаблении прессовки Сердечника вследствие отвинчивани гаек. Таким образом, предлагаемое устРо ство статора электрической машины позвол ет определить изменение давлени прессовки сердечника в процессе эксплуатации практически без изменени конструкции электрической машины при несложной технологии измерени , не требующей градуировки датчиков и их установки непосредственно в сердечник статора, что приводит к повьш1ёнию надежности электрической машины. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет контролироватьThe techno-econoic effect of introducing the proposed stator arises due to its increased reliability by eliminating accidents due to flapping of the extreme core packages and increased vibration due to weakening and pressing. 64 atomic power station, sensors are installed under each nut. The sensors provide calibration dependencies. C-f; (P), where P is the pressing pressure, and p is the number of clamping wedges per side of the core. Since the sensors have a simple design and are almost identical in their parameters, one dependency for all sensors (P) is sufficient. From the measured capacity value of several sensors, the average pressure value of the core compaction is determined. The deviation of this value from the initial state by 50-75% indicates a critical weakening of the core compaction and the necessary. the possibility of removing it for repair. The deviation of the capacity of one or several sensors by an amount equal to 85-90% of the original capacity indicates a critical local weakening of the pressing of the Core due to the unscrewing of the nuts. Thus, the proposed stator device of an electric machine makes it possible to determine the pressure change of the core pressing during operation practically without changing the design of the electric machine with simple measurement technology that does not require calibration of the sensors and their installation directly into the stator core, which leads to an increase in the reliability of the electric machine. In addition, the proposed device allows to control

С,пФC, pF

тоthat

то гоооthat gooo

900900

800 700 600 УОО 400800 700 600 UOO 400

7 8 S 6,/f/ra7 8 S 6, / f / ra

4 5 Фиг. 24 5 FIG. 2

Claims

. ELECTRIC MACHINE STATOR containing core iron segments mounted on coupling wedges, pressure flanges, nuts mounted on coupling wedges, and capacitive core pressing pressure sensors, characterized in that, in order to increase reliability by increasing the accuracy of monitoring the state of the stator pressing in operation , each capacitive sensor is installed between the nut and the pressure flange and is made in the form of insulated conductive annular plates separated by washers from an elastic dielectric material BJTd K