Электрическая машина

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содер- ^ жацая статор, явнополюснь1й ротор, ' механические датчики воздушного зазора между статором и ротором иблоки коммутации, сигнализации и защиты, при этом каждый датчик укреплен на боковой стороне полюса ротора и снабжен щупом, установленн1Л< с возможностью контакта с цилиндрической поверхностью статора и поворота относительно оси, связанной с полюсом ротора, в плоскости вращения машины, а блок коммутации соединен с указанными датчиками, отличающаяс я тем, что, с целью .повьшения надежности машины при одновременном обеспечении непрерьганой информации о величине минимального задора и повьшюния точности его измерения, статор снабжен направлякяцим полозом, установленным на его цилиндрической поверхности, а каяодьй датчик - храповым механизмом с колесом, размещенным на оси поворота щупа, с фиксатором и управляювщм электромагнитом, с 5псорем koTOpioro соединен фиксатор, при -этом щуп размещен в направляю- . щем полозе.9^§О ЭОО^ >&9X)4м1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) руд Н 02 К 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3468632/24-07 (22) 14.07.82 (46) 15.03.84. Бюл. 1) 10 (72) И.3. Богуславский, С.F,. Виноградов, Э.А. Дайховская и А.З. Лесохин (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт нм. М.И. Калинйиа s Ленинградское производственное злектромашиностроительное объединение "Электросила" (53) 621.313(088.8) (56) l. .ВВС Mitteibungen, 1979, В 3, с. 130.

2. Фридкин Н.А. Безредукторный дугостаТориый злектропривод, Л., "Энергия", 1970, с. 108.

3. Авторское свидетельствр СССР

Ф 904127, кл. Н 02 К 19/76, 1980. (54) (57) ЭЛЕ1(ТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, содержащая статор, явнополюсный ротор, механические датчики воздушного зазора между статором и ротором и блоки коммутации, сигнализации и saщиты, при этом каждый датчик укреплен на боковой стороне полюса ротора и снабжен щупом, установленным с возможностью контакта с цилиндрической поверхностью статора и поворота относительно оси, связанной с полюсом ротора, в плоскости вращения машины, а блок коммутации соединен с указан" ными датчиками, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с цепью повншения надежности машины при одновременном обеспечении непрерывной информации о величине минимального зазора и повышения точности его измерения, статор снабжен направляющим полозом, установленным на его цилиндрической. поверхности, а каждый датчик - храповым механизмом с колесом, размещенным на оси.поворота щупа, с фиксатором и управляющим электромагнитом, с якорем которого соединен фиксатор, при .этом щуп размещен в направляющем полозе.

1 108() 2

Изобретение относится к электромащиностроению, а именно к средствам контроля их параметров, и может быть использовано при эксплуатации мощЪ ных электрических машин с датчиками контроля величины воздушного зазора между статором и ротором при вращении электрической машины.

В современных мощных синхронных машинах с малой скоростью вращения и 10 с большим числом полюсов диаметр внутренней расточки стали статора достигает !О и более метров. Вибрации и перегрузки могут вызвать деформацию статора, выполненного обычно 15 у таких машин из отдельных сегментов и не имеющего поэтому достаточно высокой жесткости. Вследствие этого необходимо контролировать воздушный зазор электрической машины в процес- 20 се ее эксплуатации, чтобы предотвратить возможную аварию.

Известны электрические машины с устройствами контроля воздушного зазора на основе измерения ЗДС датчи- 25 ков Холла, установленных в зазоре электрической машины. Величина ЭДС

Холла, возникающей в датчике, пропорциональна индукции магнитного пола в месте его установки. Так как из- щ менение воздушного зазора является причиной изменения индукции, то датчики Холла позволяют получать информацию о величине воздушного зазо-.

Цель изобретения — повьппение надежности машины, обеспечение непрерывной информации о величине фактического зазора и увеличение точности

его измерения.

Указанная цель достигается тем, что электрическая машина содержит статор, явнополюсный ротор, механические датчики воздушного зазора меж ду статором и ротором и блоки коммутации, сигнализации и защиты. Каждый датчик укреплен на боковой стороне ,полюса ротора и снабжен щупом, установленным с воэможностью контакта с цилиндрической поверхностью статора и поворота относительно оси, связанной с полюсом ротора, в плоскости вращения машины, а блок коммутации соединен с укаэанными датчиками, статор снабжен направляющим полозом, Недостатками датчиков подобного типа при измерении величины воздушного зазора являются очень низкая их помехозащищенность, чувствительность к посторонним электромагнитным полям, 40 а также малое значение выходного сигнала — ЭДС Холла. Кроме того, для питания цепей датчиков требуется специальный источник стабилизированного.

45 напряжения.

Известны также электрические маши. ны с устройствами контроля величины воздушного зазора на основе измере" ния ЭДС, индуктируемой в проводникахq размещенных в пазах статора (2j .

Недостатком датчиков подобного типа является зависимость их выходного сигнала не только от индукции, определяемой величиной воздушного зазора, .но и от скорости вращения машины, SS которая может существенно изменяться в эксплуатационных режимах.

Кроме того, эти датчики также подвержепы влияпию внешних переменных электромагнитных полей.

Наиболее близка к предлагаемой электрическая машина, содержащая статор, явнополюсный ротор, механический датчик контроля воздушного зазора между статором и ротором и блоки коммутации, сигнализации и защиты, при этом датчик укреплен на боковой сто роне полюса ротора и снабжен щупом, установленным с воэможностью контакта с цилиндрической поверхностью статора и поворота относительно оси, связанной с полюсом ротора, в плоскости вращения машинъ, а блок коммутации соединен C указанной осью.

Датчик выполнен в виде ролика, снабженного выступающим в зазор щупом, регулируемым по длине. При уменьшении зазора щуп задевает за статор, ролик поворачивается и осуществляет коммутацию сигнализирующих и защитных блоков, отключающих машину )2j, Недостатками прототипа являются необходимость приводить механические датчики в исходное состояние после каждого аварийного отключения машинъц отсутствие информации о фактической величине минимального воздушного зазора в процессе эксплуатации машины вплоть до ее отключения; величина минимального допустимого воздушного зазора, при котором должен сработать механический датчик, устанавливается заранее, до пуска машины, и не может быть изменена в процессе работы машины без предварительной останов- . ки.

3 1080 установленным на er o цилиндрической поверхности, а каждый датчик — хреновым механизмом с колесом, размещенным на оси поворота щупа, с фиксатором и управляющим электромагнитом, с якорем которого соединен фиксатор, при этом щуп размещен в направляющем полозе.

На фиг. 1 приведено межполюсное окно ротора электрической машины с Ip системой датчиков; на фиг. 2 — кинематическая схема датчика контроля воздушного зазора.

Электрическая машина содержит статор 1 с расположенным на его внутрен- 15 ней поверхности направляющим изоляционным полозом 2, ротор 3 с явновыраженными полюсами 4, к башмакам 5 которого крепятся датчики 6. Каждый датчик 6 состоит из вращающегося на оси 7 щупа 8, прижатого в рабочем положении пружиной 9 к направляющему полозу 2. На этой же оси.7 закреплено храповое колесо IO с фиксатором Il, который связан с якорем 12 электро- 15 магнита 13. С осью 7 непосредственно или через редуктор 14 связан подвижный контакт 15, коммутирующего блока, ламели 16 которого включены в цепи сигнализации о величине воздушно- О го зазора (не показаны) .

Рассмотрим работу электрической машины с.датчиками контроля воздушного зазора.

Вследствие возможной неравномерности воздушного зазора в разных

35, точках по окружности машины щуп 8, скользящий по полозу 2 при вращении машины, отклоняется на различные углы и фиксируется храповым механизмом 10, I1 в положении, соответствующем минимальному в пределах одного. оборота ротора зазору, что исключает изнашиваемость щупа, т.е. увеличивает точность измерения. Подвижный контакт

15 коммутирует соответствующую цепь сигнализации.

При необходимости очередного конт: роля минимального зазора осуществляется освобождение-храпового колеса

138 4

10 эа счет отключения фиксатора l! электромагнитом 13 и возврат щупа 8 пружиной 9 до прижатия к направляЬщему полозу 2 на статоре l. После снятия питания с электромагнита 13 фиксатор II вновь прижимается к храповому колесу 10 и по окончании одного оборота ротора 3 датчик 6 вновь выдает информацию о минимальном заэо" ре в рассматриваемом режиме работы машины.

При длительной работе без отключения фиксатора II датчик 6 дает информацию о минимальном зазоре за период от последнего отключения фиксатора

11 до текущего момента. При уменьшении зазора до величины меньшей допустимой во всех случаях происходит остановка {отключение) электрической машины ввиду замыкания контактом 15 цепи аварийного отключения. 3а счет включения в цепь аварийной остановки машины различных контактов 15 коммутирующего блока можно, не останавливая машину, обеспечить ее отключение при уменьшении зазора до любой наперед заданной величины.

Таким образом, предлагаемая электрическая машина с датчиками контроля минимального sasopa по сравнению с прототипом повышает эксплуатационную надежность, позволяет получить непрерывную информацию о величине минимального зазора и увеличить точность его измерения. Кроме того, появляется возможность задавать требуемую минимальную допустимую величину зазора, не останавливая машину, а лишь подключая различные ламели контактного блока к исполнительным органам. Установка подобных электрических машин с датчиками минимального зазора позволит не только обеспечить их надежную работу, но и получить количественные данине"об изменениях воздушного зазора при предельных цагрузках, .выявить наиболее опасные режимы работы и предаварийные ситуации.

1080238

Составитель В. Никаноров

Редактор А. Долинку Техред А.Бабинец Корректор В. Гирняк

Заказ 1372/54 Тирам 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035д Москва Ж-35 Ра ллская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Умгород, ул. Проектная, 4 н