SU55273A1 - 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 плош;адке 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 этой площадки, а затем к витковым соединени м и пробо м на корпус.

Случаи аварий по этой причине электрических машиц, и в том числе весьма крупных, не единичны, и суммарна  мощность машин, терп щих аварии по указанной 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 мащине , сопутствует нарушение равномерности зазора, и именно через неравномерность зазора эти опасные состо ни  могут поэтому 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, при обретает особенно большое значение.

Актуальность такого контрол  зазора велика еще и потому, что такой контроль дает возможность надежно проектировать крупные асинхронные машины с зазорами меньше прин тых в насто щее врем . Именно из-за опасного и невидимого уменьшени  зазора, которое однажды 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 мапшны эта равномерность существенно нарушаетс  следующими факторами: а) нат жение ремн  или другие радиальные силы, действующие на вал машины от передач; б) весовой эксцентриситет ротора; в) 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 этого вытекает очевидна  рациональность измерительного устройства , которое позволило бы наблюдать зазор не в покое, а в работе машины и на любом рассто нии от нее.

Из литературы известны измерительные устройства подобного назначени , основанные на использовании измерительных индуктивных контуров , заложенных в пазы статора и включенныхна измерительный прибор.,

Предметом насто щего изобретени   вл етс  подобное измерительное устройство, которое от известных отличаетс  тем, что в нем, с целью уменьшени  числа проводников, идущих от контуров к клеммной коробке , и защиты измерительной цепн от высоких потенциалов при электрическом сообщении с основной обмоткой , контуры соединены по схеме звезды и обща  точка их электрически соединена с корпусом машины .

Сущность изобретени  по сн етс  схематическим чертежом на котором

фиг. 1 изображает расположение индуктивных контуров в мчшине, выполненное согласно изобретению, а фиг. 2-внешний вид переключател  контуров.

В пазах статорного пакета 5 укладываютс  проводники Л из обычного изолированного провода минимального сечени , например, в 1 мм . Эти проводники соедин ютс  в контуры AI, AZ,... А4, каждый из коих охватывает полюсное деление или часть его.

При работе машины 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  э. д. с., соответствующие местным же изменени м магнитного потока,, которые, в свою очерег1Ь, 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 масштабе отображать собой изменени  в зазоре, происход щие на этом участке дуги или 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 градуировать 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.

Дл  защиты измерительных контуроб от высоких потенциалов основной обмотки статора или повреждени  изол ции этой обмотки, предусматриваетс , согласно изобретению , соединение между собой каждого одного конца всех контуров в общую звезду, присоедин емую к клемме, контактирующей с корпусом статора. Так как последний об зательно заземл етс , то таким образом все контуры оказываютс  защи-. щенными от высокого напр жени  обмотки статора.

Указанным соединением контуров в звезду достигаетс , кроме того, уменьшение числа проводов, отход щих к переключателю, и упрощение самого переключател . Дл  избежани  ошибок в размещении концов контуров на переключателе , предусматриваетс  со стороны одного из торцов корпуса машины, как показано на фиг. 1, отдельна  клеммаа  коробка М с контактами, положение которых точно соответствует положению заложенных в машине контуров. Так, например, к клемме а- внизу присоединен -конец контура 1 внизу статора, к клемме ад вверху присоединен конец контура Лз вверху статора и т. д., а к клемме в центре присоединена звезда контуров, электрически соединенна  через эту же клемму с корпусом статора , в то врем , как клеммы а, а,, QS, 04 изолированы от корпуса ма .ишны.

Поворотна  ручка переключател  К может быть снабжена стрелкой Т, показывающей положение каждого данного контура на дуге или окружности статора. Преимущество такой формы выполнени  прибора состоит в том, что место измерени  зазора в машине, а также место и знак обнаруженной вольтметром неравномерности зазора непосредственно указываетс  положением стрелки переключател .

Дл  ответственных машин можно предусмотреть автоматический контроль зазора посредством вращени  ручки вольтметрового переключател  пристроенным к ней часовым механизмом на скорость, примерно, 1 оборот в 2 минуты.

Кроме того, дл  ответственных машин, при образовании чрезмерной неравномерности зазора, можно предусмотреть автоматическое их отключение посредством воздействи  возросшего напр жени  на клеммах 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 клеммами 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. д.

Дл  синхронных машин, обмотки статоров которых имеют несколько параллельных ветвей, кажда  из которых охватывает лишь часть окружнести 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  возможно выполнить наилучшим образом дл  каждой данной конкретной электрической машины.

Дл  всех контуров может быть установлена на подход щем месте машины специальна  клеммна  коробка весьма 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 приборами, 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 результатомкоторых 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 уменьшени  числа проводников, идущих от контуров в клеммной коробке, и защиты измерительной цепи от высоких потенциалов при электрическом сообщении с основной обмоткой, контуры соединены по схеме звезды и обща  точка их электрически соединена с корпусом машины.

2.Форма выполнени  устройства по п. 1, отличающа с  тем, что контуры заложены в аксиальные вентил ционные каналы статора, в которых отсутствуют проводники основной обмотки статора. & авторскому свидетельству П. № 55273 А. Фридкина

фиг.