SU1753254A1

SU1753254A1 - Method of determining electric generator rotor eccentricity

Info

Publication number: SU1753254A1
Application number: SU894741864A
Authority: SU
Inventors: Олег Павлович Белавин; Николай Николаевич Левин; Альберт Дмитриевич Серебряков; Виктор Михайлович Черноштан
Original assignee: Рижский институт инженеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Изобретение относитс к области диагностировани электрических машин, а точнее к способам контрол эксцентриситета ротора электрических генераторов. Целью изобретени вл етс повышение точности измерений. Способ включает запитку ротора генератора посто нным током, равным 0,2-0,3 номинального, приведение ротора во вращение с номинальной угловой частотой вращени и измерение Un величины ЭДС, наводимой в статоре генератора. Далее затормаживают ротор и производ т запитку ротора переменным током, соответствующим номинальной угловой частоте вращени ротора, и амплитудой, равной величине посто нного тока возбуждени . Производ т измерение углового положени ротора по отношению к статору, измер ют наибольшее имакс1 и наименьшее имакс2 максимальные значени напр жений на зажимах той же фазы. Далее вычисл ют максимальное Ли макс и минимальное Ли мин значени относительных увеличений напр жений по формулам ДУмин значени относительных увеличений напр жени по формулам ЛУмакс (UMaKC1-Un)/Un; ДУмин (Умакс-УгО/Уп, по тарировочному графику зависимости между радиальным смещением оси ротора и относительным увеличением напр жени наход т максимальное Јмакс и минимальное ЈМин радиальные смещени ротора. Наконец, наход т статический ЕСТ и динамический един эксцентриситеты ротора: Јст(Јмакс+ Јмин)/2, Јдин (Јмакс Јмин)/2.The invention relates to the field of diagnostics of electric machines, and more specifically to methods for controlling the rotor eccentricity of electric generators. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy. The method includes powering the generator rotor with a direct current equal to 0.2-0.3 nominal, driving the rotor into rotation with the nominal angular frequency of rotation and measuring the Un value of the EMF induced in the generator stator. Next, the rotor is braked and the rotor is powered with alternating current corresponding to the nominal angular frequency of rotation of the rotor and with an amplitude equal to the value of the direct current of the excitation current. The measurement of the angular position of the rotor with respect to the stator is carried out, the greatest imax1 and the smallest imax2 maximum values of voltages at the terminals of the same phase are measured. Further, the maximum Lee max and minimum Lee min values of the relative voltage increases are calculated according to the Dumin formulas of the relative voltage increases using the Lumax (UMaKC1-Un) / Un formulas; Dumin (Umaks-UGO / UN), according to the calibration graph of the relationship between the radial displacement of the rotor axis and the relative increase in voltage, find the maximum max and minimum Min radial displacements of the rotor. Finally, a static ECT and a dynamic single eccentricity of the rotor are found: ) / 2, Јdin (Јmax min) / 2.

Description

Изобретение относитс к области диагностировани электрических машин, а точнее к способам контрол эксцентриситета ротора генераторов в процессе их изготовлени , ремонта и эксплуатации.The invention relates to the field of diagnostics of electric machines, and more specifically to methods for controlling the eccentricity of the rotor of generators in the process of their manufacture, repair and operation.

Известны способы контрол эксцентриситета ротора в электрических машинах, основанные на измерении радиальных отклонений оси ротора и реализованные р дом устройств. Однако эти способы не позвол ют решать задачу по контролюMethods are known for controlling the rotor eccentricity in electric machines, based on measuring the radial deviations of the rotor axis and implemented by a number of devices. However, these methods do not allow solving the problem of controlling

эксцентриситета простыми техническими средствами, т.е. они достаточно трудоемки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс способ определени эксцентриситета ротора электрического генератора , включающий запитку ротора генератора посто нным током, приведение ротора во вращение с номинальной угловой частотой вращени , измерение величины ЭДС. наводимой в статоре генератора, определение по величине измеренной ЭДСeccentricity by simple technical means, i.e. they are quite laborious. The closest to the technical essence and the achieved effect to the proposed is a method for determining the eccentricity of the rotor of an electric generator, including powering the rotor of the generator with direct current, turning the rotor into rotation with the nominal angular frequency of rotation, measuring the value of emf. induced in the stator of the generator, the definition of the measured EMF

VIVI

сл со ю сл Nsl so w cl N

радиального смещени оси ротора генератора . Однако этот способ, несмотр на свою относительную простоту, не позвол ет обеспечить высокую точность измерени . Точность и информативность, например, существенно повысились, если можно было бы раздельно определ ть статический и динамический эксцентриситеты.radial displacement of the generator rotor axis. However, this method, despite its relative simplicity, does not allow for high measurement accuracy. Accuracy and informativity, for example, increased significantly if it were possible to separately determine static and dynamic eccentricities.

Цель изобретений - повышение точности измерений. Эффект, обеспечиваемый при таком повышении точности измерений, можно было бы получить в виде раздельного нахождени статического и динамического эксцентриситетов, обеспечивающего более раннюю стадию определени предаварий- ной ситуации.The purpose of the inventions is to improve the measurement accuracy. The effect provided by such an increase in the accuracy of measurements could be obtained in the form of a separate finding of static and dynamic eccentricities, providing an earlier stage of determining the pre-emergency situation.

Цель достигаетс тем, что по способу определени эксцентриситета ротора электрического генератора, включающему за- питку ротора генератора посто нным током, приведение ротора во вращение с номинальной угловой частотой вращени , измерение величины ЭДС, наводимой в обмотке статора генератора, определение по величине Un измеренной ЭДС радиального смещени оси ротора генератора, согласно изобретению запитку посто нным током производ т величиной тока, равной 0,2-0,3 номинального эксплуатационного значени тока, затормаживают ротор, производ т запитку ротора переменным током с частотой, соответствующей номинальной угловой частоте вращени ротора, и амплитудой, равной величине посто нного тока возбуждени , измен угловое положение ротора по отношению к статору, измер ют наибольшее 1)мэкс1 и наименьшее 1)макс2 максимальные значени напр жени на зажимах той же фазы генератора, вычисл ют максимальное ДУмакс и минимальное ДУмин значени относительных увеличений напр жени по формуламThe goal is achieved by determining the eccentricity of the rotor of an electric generator, including inserting the rotor of the generator with direct current, rotating the rotor with the nominal angular frequency of rotation, measuring the EMF value induced in the stator winding of the generator, determining the measured radial EMF by Un. displacing the rotor axis of the generator according to the invention, the direct current is supplied by a current value equal to 0.2-0.3 of the nominal operating current, and the rotor is braked, d t powering the rotor with alternating current with a frequency corresponding to the nominal angular frequency of rotation of the rotor, and an amplitude equal to the value of the direct excitation current, changing the angular position of the rotor with respect to the stator, measure the largest 1) max1 and minimum 1) max2 maximum voltages at the terminals of the same phase of the generator, calculate the maximum Dumax and the minimum Dumin values of the relative voltage increases using the formulas

Д1 I Умакс - Un Имакс пИD1 I Umaks - Un Imax PI

ДУмин +Dumin +

UnUn

Цмакс2 Un UnTsmax2 Un Un

по тарировочному графику зависимости между радиальным смещением оси ротора и относительным увеличением напр жени наход т максимальное Емакс и минимальное ЕМИН радиальные смещени ротора, а статический ЕСТ и динамический Един эксцентриситеты ротора вычисл ют какaccording to the calibration curve, the maximum Emax and minimum EMIN radial displacements of the rotor are found between the radial displacement of the rotor axis and the relative voltage increase, and the static ECT and dynamic Unified rotor eccentricities are calculated as

- Емакс Ь ЕМИН 2- Emax b Emin 2

Емакс ЕМИНEmax Emin

ЕстоИ ЕдиноEstoi United

Изобретение иллюстрируетс кривой, представленной на чертеже.The invention is illustrated by the curve shown in the drawing.

В соответствии с предлагаемым способом осуществл ют запитку ротора генератора посто нным током, равным 0,2-0,3 номинального эксплуатационного значени . При таком токе исключаютс насыщение и большие потери. Привод т генератор во вращение и измер ют наводимую в одной из фаз генератора ЭДС. Величина Un действующей ЭДС при вращении ротора от эксцентриситета практически не зависит, т.е. Un const, если посто нны ток возбуждени и частота вращени ротора. ДалееIn accordance with the proposed method, the rotor of the generator is supplied with a direct current equal to 0.2-0.3 of the rated operational value. With such a current, saturation and large losses are avoided. The generator is driven into rotation and the emf induced in one of the generator phases is measured. The magnitude of Un acting emf when the rotor rotates is almost independent of eccentricity, i.e. Un const, if the excitation current and rotor speed are constant. Further

затормаживают ротор и производ т запитку обмотки возбуждени переменным током с частотой, соответствующей номинальной угловой частоте вращени ротора, и амплитудой , равной величине посто нного токаbrakes the rotor and feeds the excitation winding with an alternating current with a frequency corresponding to the nominal angular frequency of rotation of the rotor and an amplitude equal to the value of direct current

возбуждени е предыдущем опыте. Измен ют угловое положение ротора по отношению к статору. Получают при этом огибающую переменной ЭДС, наводимой в контролируемой фазе статора и представленной на чертеже. Эта крива содержит минимумы ЭДС и максимумы. Причем максимумы разные. Если зазор в каком-либо месте расточки статора уменьшаетс до минимума , статический и динамический эксцентриситеты складываютс , то максимум становитс наибольшим имакс1. При более равномерном зазоре, когда эксцентриситеты вычитаютс , имеет место наименьший максимум имакс2. Далее вычисл ют максимальное ДиМакс и минимальное ДУмин значени относительных увеличений напр жени по формуламexcitement of previous experience. The angular position of the rotor with respect to the stator is changed. Get the envelope of the variable EMF induced in the controlled phase of the stator and shown in the drawing. This curve contains the minima of the emf and maxima. Moreover, the maximums are different. If the gap at any point in the stator bore is reduced to a minimum, the static and dynamic eccentricities add up, then the maximum becomes the greatest imax1. With a more uniform gap, when eccentricities are subtracted, the smallest maximum imax2 occurs. Next, the maximum Dmax and the minimum Dumin values of the relative voltage increases are calculated by the formulas

4040

AIL - UnaKd UnAIL - UnaKd Un

А ЛлакспиAnd Llakspi

UnUn

Д Умин +D Umin +

Умакс2 - UnUmax2 - Un

uu

По тарировочному графику зависимости между радиальным смещением оси ротора и относительным увеличением напр жени , который может быть получен опытным или расчетным путем дл исправного генератора , наход т максимальное Емакс и минимальное ЕМИН радиальные смещени ротора . В св зи с тем, что обычно статический эксцентриситет больше динамического, определ ют статический и динамический эксцентриситеты какAccording to the calibration curve, the relationship between the radial displacement of the rotor axis and the relative voltage increase, which can be obtained experimentally or calculatedly for a working generator, is found for the maximum Еmax and minimum EМИ radial displacements of the rotor. Since a static eccentricity is usually more dynamic, the static and dynamic eccentricities are defined as

Емакс т ЕМИНEmax t Emin

22

ЕСТоИ Един -ESTOI One -

Емакс ЕМИН Emax Emin

22

По величинам полученных значений эксцентриситетов суд т о техническом состо нии генератора Статический эксцентриситет не должен превышать допустимого дл данного генератора значени Динамический эксцентриситет должен быть существенно меньше статического. Если произошло увеличение статического эксцентриситета , тем более если динамический эксцентриситет стал сравним со статическим, то близка аварийна ситуаци . Св зано это может быть с критической выработкой подшипников генератора.According to the magnitudes of the obtained values of eccentricities, the technical condition of the generator is judged. Static eccentricity should not exceed the value allowed for this generator. Dynamic eccentricity should be significantly less than static. If there was an increase in static eccentricity, especially if the dynamic eccentricity became comparable with static eccentricity, then an emergency situation is close. This may be due to the critical development of the generator bearings.

Устройство дл реализации предлагаемого метода очень простое. Это комплект электроизмерительных приборов (вольтметров , амперметров и частотометров), использование которых не представл ет особых затруднений и может быть осуществлено при контроле технического состо ни генератора персоналом средней квалификации .A device for implementing the proposed method is very simple. This is a set of electrical measuring instruments (voltmeters, ammeters and frequency meters), the use of which does not present any particular difficulties and can be carried out when the technical condition of the generator is monitored by personnel of average qualification.

Claims

The invention The method of determining the eccentricity of the rotor of an electric generator, including powering the rotor of the generator with direct current, driving the rotor to rotation with the nominal angular frequency of rotation, measuring the EMF value induced in the stator of the generator, determining the measured EMF of the generator rotor axis, that in order to increase

measurement accuracy, DC powering is performed with a current value equal to 0.2-0.3 of the rated operating current, braking the rotor, powering the rotor with an alternating current with a frequency corresponding to the nominal angular frequency of rotation of the rotor, and an amplitude equal to the constant excitation current by changing the angular position

rotor with respect to the stator, measure the largest and Max1 and smallest Umax2 maximum values of the voltages at the terminals of the same generator phase, calculate the maximum Dumax and minimum

AUM values of relative stress increase by formulas

L1 I iMax Un Miakspi

Aumin +

Un

Pmax2 Un

In a calibration chart, the dependences between the radial displacement of the rotor axis and the relative voltage increase find the maximum Ј max and minimum e rotor radial displacements, and the static ECT and dynamic Single rotor eccentricities are calculated as

ST

Ј max-Ј min

and rdin

Јmax Јmin