Способ измерения динамического эксцентриситета электрической машины

 

Изобретение относится к способам контроля неравномерности воздушного зазора электрических машин при вращающемся и неподвижном роторе. Цель изобретения - повьштение точности . Для реализации способа сигнал от зубцов и стержней potopa регистрируют высокочастотным емкостным датчиком , расположенным вдоль паза статора на уровне коронок зубцов. Сигнал с датчика регистрируют измерителем частотной .модуляции. Шкалу измерительного прибора тарируют в единицах длины с помощью индикаторов перемещением невращающегося ротора. Способ обеспечивает высокую помехозащищенность , т.к. регистрация измерения емкости электрод-ротор производится на высокой частоте. 2 ил. S сл со 00 to k о: О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (А(1 4 Н 02 К 11/00 С 01 R 31/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3951203/24-07 (22) 05 09,85 (46) 23.08,87 ° Бюл. 11- 31 (71) Красноярский политехнический институт и Прокопьевский научно-исследовательский, проектно-технологический институт электрических машин постоянного тока Завода "Электромашина (72) Н. В. Бакшеев, А. И. Грюнер, Л. К. Собачинский и Г. А. Доронина (53) 621,313(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 741380, кл. Н 02 К 15/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1072196, кл. С 01 R 31/34, 1984, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО

ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к способам контроля неравномерности воздушного зазора электрических машин при вращающемся и неподвижном роторе.

Цель изобретения — повьппение точности. Для реализации способа сигнал от зубцов и стержней ротора регистрируют высокочастотным емкостным датчиком, расположенным вдоль паза статора на уровне коронок зубцов.

Сигнал с датчика регистрируют измерителем частотной .модуляции. Шкалу измерительного прибора тарируют в единицах длины с помощью индикаторов перемещением невращающегося ротора.

Способ обеспечивает высокую помехо- с эашищенность, т.к. регистрация измеЖ рения емкости электрод-ротор производится на высокой частоте. 2 ил.!

332466

Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к способам контроля рабочих характеристик электрических машин и может быть ис5 пользовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора.

Цель изобретения — повышение точности измерения динамического эксцентриситета. 1О

На фиг. 1 приведен тарировочный график зависимости величины воздушного зазора от продетектированного напряжения U при радиальном перемещении ротора; на фиг. 2 — график откло- 15 нения воздушного зазора за один обо0 рот ротора (угол 1 = 0-360 относительно среднего значения)..

Величина динамического эксцентриситета ь Е относительно среднего зна- 20 чения воздушного зазора (E. О) равна где(Е„ „ — абсолютное максимальное от-,25 отклонение воздушного зазора относительно среднего зазора °

В режиме работы электрической машины или.при вращении ротора внешним 30 приводом изменение воздушного зазора в зоне расположения емкостного датчика между поверхностями статора и ротора эквивалентно переменной электрической емкости конденсатора. В качестве одной обкладки конденсатора ис пользован изолированный цилиндричесо кий электрод, расположенный в пазу статора на уровне коронок зубцов.

Второй обкладкой конденсатора служит 40 поверхность ротора.

При включении конденсатора (электрод — ротор) в контур высокочастотного генератора осуществляется частотная модуляция сигнала в режиме ра- 45 боты двигателя от сети, а при медленном вращении ротора происходит статическое изменение частоты генератора.

Статическое изменение частоты генератора осуществляют также радиальным

Перемещением ротора в направлении неподвижного электрода. При этом сигнал регистрируют от зубцов и стержней ротора. Продетектированные значения частоты в динамическом и статическом режимах регистрируют прибором магнитоэлектрической системы со средней шкалой. Тарировку шкалы измерительного прибора в единицах длины воздушноro зазора производят с абсолютной погрешностью + YiKM при радиальном перемещении невращающегося ротора.

После тарировки измерение воздушного зазора производят по шкале прибора.

Детектированное значение частотномодулированного сигнала при вращении ротора от сети ввиду инерционности измерительного прибора магнитоэлектрической системы соответствует средней частоте модуляции, т.е. величине среднего отклонения воздушного зазора, которое является реперной (нулевой) линией отсчета динамического эксцентриситета. Частотно-модулированные колебания принимаются супергетеродинным приемником и для удобства отсчета динамического эксцентриснтета стрелку измерительного прибора подстройки частоты гетеродина устанавливают на нуль шкалы.

Детектированное значение статического изменения частоты высокочастот-. ного генератора по показаниям прибора, при медленном вращении ротора, соответствует отклонению воздушного зазора отночительно среднего зазора.

Максимальное продетектированное напряжение (по модулю) соответствует величине динамического эксцентриситета.а, определяемого по тарировочному графику.

Измерение динамического эксцентриситета осуществляют следующим образом. Регистрируют емкостным датчиком сигнал от зубцов и стержней невращающегося ротора, тарируют шкалу измерительного прибора радиальным перемещением неврашающегося ротора, приводят ротор во вращение, измеряют детектированный по средней частоте сигнал от зубцов и стержней вращающегося ротора, изменяют опорную частоту гетеродина до нулевого значения детектированного сигнала, медленно вращают ротор и измеряют динамический эксцентриситет по максимальному значению продетектированного по частоте сигнала.

Предлагаемый способ устраняет недостатки известных способов измерения динамического эксцентриситета, позволяет повысить точность контроля неравномерности воздушного зазора и динамического эксцентриситета электрической машины с зубчатым ротором.

П р и м е-р. Проводят измерения неравномерности воздушного зазора и

1332466 динамического экспентриситета в серийном двигателе мощностью 0,8 кВ.

Цилиндрический изолированный электрод (медный провод диаметром . 1 мм) расположен вдоль паза статора на уровне коронок зубцов. Вывод электрода подключен на вход высокочастотного генератора, передающего электромагнитные колебания к супергетеродину приемника с частотным детектором и регистрирующим прибором магнитоэлектрической системы с двухсторонней шкалой, Тарировку воздушного зазора производят индикаторами перемеL щений с абсолютной погрешностью

+ 5 мкм, регистрирующими радиальное смещение вала ротора и, соответственно, изменение воздушного зазора между статором и ротором (фиг. 1) .

Тарировку осуществляют радиальным перемещением ротора, находящегося в первоначальном положении и непосредственном контакте с изолированной поверхностью электрода.

После тарировки регистрирующего прибора по показаниям индикаторов перемещения двигатель подключают к сети и измеряют среднее (интегральное) значение продетектированного по средней частоте частотно-модулированного сигнала, что соответствует средней величине линии, воздушного зазора в месте расположения датчика.

Для удобства отсчета неравномерности воздушного зазора измеряют частоту гетеродина до установки стрелки регистрирующего прибора на нулевое значение двухсторонней шкалы, измеряют среднее значение зазора, медленно вращают ротор и измеряют неравномерность воздушного зазора относительно среднего значения по показаниям регистрирующего прибора (фи-. 2). Максимальное Бмо е показание регистрирующего прибора соответствует величине динамического эксцентриситета.

Использование предлагаемого способа измерения динамического эксцентриситета по сравнению с известными .способами обеспечивает высокую точность благодаря следуюшим преимуществ ам. применение емкостного датчика в отличие от индуктивных позволяет измерять неравномерность воздушного зазора, создаваемого всей поверхностью ротора (зубчатого и гладкого); возможность тарировки шкалы регистрирующего прибора в единицах длины воздушного зазора прямыми известными методами при невращающемся роторе; высокая помехозащищенность, так как регистрация изменения емкости электрод-ротор производится на высокой частоте f = 36 Mt u и электромагнитные поля не оказывают влияния на величину полезного сигнала. ь о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ измерения динамического эксцентриситета электрической машины путем измерения параметров сигнала датчика, размещаемого на статоре, 25 детектирования этого сигнала, формирования из него контролируемого сигнала, пропорционального динамическому эксцентриситету, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, получение контролируемого сигнала производят емкостным датчиком, расположенным вдоль паза электрической машины на уровне коронок зубцов и включенного в контур ге35 теродина, предварительно производят тарировку измерительного прибора путем радиального перемещения ротора относительно статора, отключенного от сети, и измерения амплитуды конт40 ролируемого сигнала, далее устанавливают ротор в рабочее положение, подключают статор к сети и измеряют среднее значение контролируемого сигнала, пропорциональное среднему за45 зору при вращающемся роторе, отключают двигатель от сети, изменяют опорную частоту гетеродина до получения нулевого значения контролируемого сигнала и при медленном провороте ро50 тора относительно статора измеряют изменение амплитуды контролируемого сигнала от ранее установленного нулевого значения.

1332466

60

Составитель В. Никаноров

Редактор М. Бланар Техред В.Кадар Корректор А. Ильин

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3844/52

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4