SU55267A1 - Устройство дл измерени воздушного зазора в электрических машинах переменного тока во врем работы - Google Patents

Description

Весьма часто электрическим двигател м приходитс  работать в таких услови х, когда шум самого электродвигател  или передач или исполнительных органов рабочих машин не дает возможности своевременно услышать задевание ротором статора.

Работа трени  ротора о статор преобразуетс  в тепло, которое концентрируетс  на весьма ограниченной площадке и уже после нескольких дес тков секунд создает на этой площадке нагрев, достигающий нескольких сот градусов. Теплопроводность слоеного железа статора или ротора в аксиальном направлении весьма невелика и это добавочно способствует концентрации нагрева на площадке трени . Высокий нагрев этой площадки приводит к местному разрушению изол ции в пазу около этой площадки, а затем к витковым соединени м и пробо м на корпус.

Случаи аварий по этой причине электрических машин, и в том числе весьма крупных, не единичны и суммарна  мощность машин, терп щих аварии по данной причине, измер етс  тыс чами киловатт ежегодно.

Подавл ющему большинству подобных аварий электрических машин предшествует нарушение равномерности зазора. Чрезмерное прогибание вала или чрезмерный износ цапфы вала, плавление баббита вкладыша или ослабление креплени  у корпусов подшипников, перекосы в установке ротора или его неправильное сопр жение с ременной или иной передачей- всем этим и многим другим опасным состо ни м, гроз щим аварией электрической машине, сопутствует нарушение равномерности зазора , и именно через неравномерность зазора эти опасные состо ни  могут быть заблаговременно замечены и своевременно устранены.

В наиболее опасных по зазору услови х работают асинхронные машины , поскольку природа этих машин характеризуетс  минимальными возможными зазорами; поэтому случаи задевани  ротором статора здесь встречаютс  наиболее часто. Отсюда пон тно, что дистанционный контроль зазора у этих машин без их останова и разборки, т. е. на ходу, приобретает особенно большое значение .

Актуальность так/;:1Г- Т4бнтрол  зазора велика еще и потому, что такой контроль дал бы возможность надежно проектировать крупные асинхронные машины с зазорами меньше прин тых в насто щее врем . Именно из-за опасного и невидимого уменьшени  зазора, которое может случитьс  в одном месте всей дуги или всей окружности статора, приходитс  теперь навсегда задавать увеличенный зазор машине, чем снижаетс  коэфициент мощности машины . Однако, даже если зазор, выверенный щупом, установлен равномерным в покое, то после пуска мащины эта равномерность существенно нарушаетс  следующими факторами: а) нат жение ремн  или другие радиальные силы, действующие на вал машины от передач; б) весовой эксцентриситет ротора; BJ силы трени  в подшипниках машины. Все эти и другие факторы смещают ось вращени  ротора и существенно искажают достигнутую, в покое центровку ротора относительно статора.

Из всего этого вытекает очевидна  рациональность измерительного устройства, которое позволило бы наблюдать зазор не в покое, а в работе и на любом рассто нии от нее.

Из литературы известны измерительные устройства подобного назначени  (фиг. 1), основанные на использовании измерительных индуктивных контуров AI, AZ.: Ai, заложенных в пазы статора и включенных на измерительный прибор. При работе мащины каждый из контуров будет пронизыватьс  определенным количеством магнитных линий и в контуре будет индуктироватьс  э. д. с.

Если теперь зазор в машине под действием каких угодно причин начнет измен тьс  на том именно участке дуги или окружности статора , где заложен в пазах указанный контур, то за таким местным изменением зазора немедленно последует и местное изменение потока Ф, пронизывающего контур, а именно: при уменьшении зазора поток , по общеизвестному закону магнитной цепи, увеличитс , а при увеличении зазора поток уменьшитс .

Вместе с потоком будет мен тьс  и э. д. с. Это будут местные изменени  3. д. с., соответствующие местным же изменени м и магнитного потока, которые, в свою , обусловлены местными изменени ми зазора,  вл ющегос  самым крупным слагаемым общего магнитного сопротивлени  цепи дл  потока Ф.

Отсюда  сно, что если включить в цепь контура надлежащий вольтметр , то изменени  в показани х вольтметра во врем  работы .машины будут, при прочих равных услови х , в некотором масщтабе отображать собой изменени  в зазоре;.происход щие на этом участке дугиили окружности статора.

Если разместить, как показано на чертеже, по дуге или окружности статора несколько контуров с надлежащей расстановкой их друг от друга , в зависимости от диаметра и длины машины, то, приключа  поочередно эти контуры посредством переключател  к надлежащему вольтметру , получаетс  возможность дистанционного измерени , наблюдени  или регистрации изменений зазора на разных участках всей дуги или окружности статора. Дл  такого контрол  зазора в электрической машине совершенно нет даже надобности проградуировать шкалу вольтметра на доли миллиметра зазора. Равенство э. д. с. всех одинаковых контуров одного и того же статора, т. е. равенство показаний вольтметра , поочередно приключаемого через переключатель к этим контурам, будет свидетельствовать о равномерности зазора на участках, охватываемых этими контурами. Наоборот, неравенство указанных э. д. с., фиксируемое вольтметром, будет свидетельствовать о неравномерности зазора .

Однако, показанное на фиг. 1 известное размещение измерительных контуров по всей длине статора не позвол ет обнаружить наличие клинообразного зазора, показанного на фиг. 2, а именно: в случае неравномерного зазора э. д. с. в контурах, поскольку последние уложены вдоль всей длины пакета статора, будут

приблизительно одинаковы, несмотр  на резко выраженную неравномерность зазора вдоль длины статора.

Предметом насто щего изобретени   вл етс  измерительное устройство , которое позвол ет йбнаруживать аксиальные перекосы ротора: внутри расточки статора.

Сущность изобретени , заключающа с  в расположении измерительных контуров лищь на части длины мащины и всех с одной и той же ее стороны, по сн етс  фиг. 2 схематического чертежа, на которой статор повгазан в продольном разрезе, а.ротОр - в положении перекоса.

Размещение контуров вдоль части всей длины статора Sr представленное на фиг. 2, дает возможность охватить подобными контурами зазоры , резко отличающиес  друг от друга по своей средней абсолютной величине. Так, например, при максимальном зазоре на одном конце статора §шах 2 мм и минимальном зазоре на другом конце §шш 0,5 мм и при охвате контурами половины длины статора, получим средние зазоры под контурами А и Л, равными:

8шах Va Smax

,5 мм

5,

,.Omin+Va niax0,5 + 2/2

0,75 мм

В рассматриваемом случае лобова  часть контуров прокладываетс  через радиальный вентил ционный канал , проходит свой щаг по спинке статорного пакета и возвращаетс  на дно другого паза через другой радиальный вентил ционный канал.

Дл  ответственных машин можно предусмотреть автоматический контроль зазора посредством вращени  ручки вольтметрового переключател  пристроенным к ней часовым механизмом на скорость, примерно один оборот в 2 мин.

Кроме того, дл  ответственных машин, при образовании чрезмерной неравномерности зазора, можно предусмотреть автоматическое их отключение посредством воздействи  возросшего напр жени  на зажимах вольтметра через электрическую

цепь на автоматический выключатель машины. Наконец, дл  ответственных машин, при образовании у них чрезмерной неравномерности зазора, можно предусмотреть приведение в действие световой или звуковой сигнализации, реагирующей на определенное повышение напр жени  через электрическую цепь, св зывающую эту сигнализацию с зажимами вольтметра.

Предлагаемый способ измерени  и контрол  зазора в электрической машине на ходу и на произвольном рассто нии применим к следующим типам электрических машин крупных габаритов:

1.Асинхронные двигатели и асинхронные генераторы.

2.Синхронные двигатели и синхронные генераторы.

3.Гидрогенераторы. 4 Турбогенераторы.

5. Электрические приводы по авторскому свидетельству № 42629 и т. п.

Дл  синхронных машин, обмотки статоров которых имеют несколько параллельных ветвей, кажда  из которых охватывает лишь часть окружносто статора, измерительные контуры , нар ду с ролью предохранителей машины от задевани  ротором статора, одновременно будут использованы дл  предупреждени  уравнительных токов, по вл ющихс  в указанных машинах при нарушении равномерности зазора.

Размещение измерительных контуров в машине и подбор необходимого дл  них вольтметра и переключател  можно выполнить наилучшим образом дл  каждой данной конкретной электрической машины.

Дл  всех контуров может быть установлена на подход щем месте машины специальна  клеммна  коробка низкого напр жени , откуда уже могут быть даны в общей трубке пронумерованные соединительные провода к переключателю с вольтметром на щите или моторном  щике или в другом подход щем месте р дом с амперметром и другими при борами, установленными дл  контрол  работы данной машины.

Предлагаемое устройство имеет значение не. только в эксплоатации дл  предохранени  от аварий указанных типов крупных электрических машин, но и дл  разнообразных исследований , конечным результатом которых должны  витьс  более правильные исходные услови  дл  проектировани  более совершенных элементов конструкции рассматриваемых типов машин, как, например, станины, валы, подшипники и другие детали, вли ющие на равномерность зазора электрической машины.

Предмет изобретени .

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  воздушного зазора в электрических машинах переменного тока во врем  работы с применением измерительных индуктивных контуров, расположенных на статоре и включенных на измерительный прибор, отличающеес  тем, что, с целью обнаружени  аксиальных перекосов ротора внутри расточки статора, контуры уложены лишь на части длины машины , и все с одной и той же ее стороны.

2. Форма выполнени  з стройства по п. 1, отличающа с  тем, что контуры заложены в аксиальные вентил ционные каналы статора, в которых отсутствуют проводники основной обмотки статора.