SU1739189A1

SU1739189A1 - Способ контрол воздушного зазора в гидрогенераторах

Info

Publication number: SU1739189A1
Application number: SU894699567A
Authority: SU
Inventors: Роман Иванович Григорян; Рубен Ервандович Акопян; Оганес Рафаелович Арутюнян
Original assignee: Ереванский политехнический институт им.К.Маркса
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Изобретение может быть использовано в крупных электрических машинах дл контрол воздушного зазора между статором и ротором в процессе их эксплуатации с обеспечением повышенной точности измерений и надежностью системы. Размещают источник света и фотоприемник над воздушным зазором и выполн ют перекрывающий зазор части лопатки в форме пр моугольной трапеции с вырезом в виде пр моугольного треугольника поперек воздушного зазора в центральной части трапеции, причем наклон гипотенузы треугольника соответствует наклону боковой стороны трапеции. При вращении ротора лопатка дважды перекрывает луч, образу на выходе фотоприемника два электрических импульса, отношение длительностей между фронтом которых пропорционально величине воздушного зазора и не зависит от скорости вращени ротора. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в крупных электрических машинах дл контрол воздушного зазора между статором и вращающимс ротором в процессе их эксплуатации .

Известно определение аксиального положени наиболее узкого участка воздушного зазора в гидрогенераторах измерительным устройством, содержащим источник света, лучи которого поступают на коллиматор через волоконный световод, проход через шторку с пр моугольной щелью, образует параллельный пучок света в виде узкой линии поперек воздушного зазора . Конец шторки, ближайший к статору, выступает в зазор примерно на 2 мм во избежание попадани на детектор света, отраженного от поверхности статора. Лопатка , прикрепленна к ротору, выступает в зазор менее чем наполовину его статического размера. Щелева шторка перекрывает внешний край лопатки, но не доходит до ротора, чтобы избежать отражени лучей от поверхности ротора. С противоположной стороны воздушного зазора расположен ленточный световод, конец которого защищен сапфировым окошком. По световоду изображение лопатки передаетс самосканирующему линейному детектору, вынесенному в зону с малыми электромагнитными помехами.

Наиболее близким техническим решением по способу реализации вл етс измерение воздушного зазора в гидрогенераторах оптикоэлектронным устройством.

СО

ю

Этот способ и устройство разработаны фир- . мой Браун-Бовери. Измерительную головку (датчик), состо щую из инфракрасного излучени и фотоприемника, устанавливают на стороне в воздушном зазоре гидрогенератора , а лопатку прикрепл ют к ротору. Лопатка периодически перекрывает часть луча инфракрасного излучени , модулиру его интенсивность. Величина воздушного зазора зависит от отношени интенсивностей прикрытого и неприкрытого лучей и определ етс по некоторой градуировочной кривой .

Такой метод основан на измерении количественных характеристик сигналов дл определени воздушного зазора, а следовательно , он чувствителен к небольшим изменени м уровн оптического сигнала и к погрешности его нелинейных измерений. Кроме того, в св зи с отсутствием защиты оптической системы метод ненадежный в эксплуатации.

Цель изобретени - повышение точности и надежности измерений,

Указанна цель достигаетс тем, что источник света, диафрагму и фотоприемник устанавливают вне воздушного зазора, модул тор выполн ют в виде пр моугольной трапеции с вырезом в виде пр моугольного треугольника, на большей стороне трапеции наклон гипотенузы треугольника соответствует наклону боковой стороны трапеции, а модул тор ориентируют большей стороной к неподвижной части гидрогенератора .

На фиг.1 - 3 изображены схемы, иллюстрирующие предлагаемый способ.

Свет от инфракрасного излучател 1, проход через шторку 2 с малым отверстием , образует параллельный пучок света на небольшом рассто нии (5-8 см) от шторки до фотоприемника 3, имеющего выход на электронный блок 4 обработки сигналов, и регистрирующее устройство 5. Излучатель 1 и фотоприемник 3 образуют измерительный датчик, который жестко прикрепл етс на статоре 6 над воздушным зазором 7 гидрогенератора . Центр шторки выступает в зазор наполовину величины нормального зазора. Лопатка 8, прикрепленна на полюсе ротор 9, перекрывает зазор и, враща сь вместе с ротором, периодически прикрывает непрерывный луч света, попадающий на фотоприемник 3. Форма и размеры лопатки приведены на фиг.2, где lo - величина нормального воздушного зазора. Центр п тна диаметром d, образованный на лопатке, сканирует участки АС и BD за врем соот- АС , AD

И Т2 -

VV

ветственно, т- - и Г2 -

где V - линейна скорость вращени лопатки. Это отношение зависит лишь от того, на каком участке лопатки происходит пересечение луча, а следовательно, от текущего значени воздушного зазора I. Действительно:

/ 2 ВС +Ь „

Т2/Т1 . Подставл в это уравнеа

ние значение В С (I - 0/2) ctg «, получаем следующее значение дл текущего значени воздушного зазора:

i - 1 72 lo - b tg a 2 a Ti2

Дл упрощени формы этой зависимости подбираем Ь tg а - 0, при этом дл текущего значени воздушного зазора имеем I 1/2 а ra/ri. Дл обеспечени диапазона измерени в пределах 0,5 0 I 1,5 0 выбираем а , с (0, « 45°, тогда I

|° ,гдеО,5 Г2/Г1 1,5.

На фиг.З показана форма импульсов на выходе фотоприемника за врем прохождени участка AD на лопатке, а на фиг.Зб - сформированные на уровне U0 импульсы на

выходе компаратора.

Из-за идентичности форм соответственно передних и задних фронтов импульсов значени п и га в принципе не завис т от того на каком уровне измер ютс эти длительности .

Длительность фронтов этих импульсов зависит от диаметра светового п тна и при достаточном изменении его размера значени TI и Т2 практически остаютс неизменными .

Способ надежен при реализации прост, обеспечивает повышенную точность измерени воздушного зазора в процессе эксплуатации гидрогенератора.

Claims

Формула изобретени Способ контрол воздушного зазора в гидрогенераторах, заключающийс в том, что устанавливают на неподвижной части

гидрогенератора источник света, последовательно по ходу излучени - диафрагму с круглым отверстием, фотоприемник, на полюсе ротора устанавливают модул тор между диафрагмой и фотоприемником, о т л и чающийс тем, что, с целью повышени точности и надежности измерени , источник света, диафрагму, модул тор и фотопри- емник устанавливают вне воздушного зазора, модул тор выполн ют в виде пр моугольной трапеции с вырезом в виде пр моугольного треугольника на большей стороне трапеции, наклон гипотенузы треугольника соответствует наклону боковой стороны трапеции, вершина, противолежаща гипо

тенузе, лежит на большей стороне трапе- роной к неподвижной части гидрогенерато- ции, а модул тор ориентируют большей сто- ра.

Статор

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

7 9

Риг.1

и

И

a

r 2

Риг.З