Способ диагностики состояния сердечника статора электрической машины

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технологии диагностики состояния шихтованного сердечника статора электрической машины, в частности турбогенератора, и может быть использовано в электротехнической промышленности. Сущность предлагаемого способа диагностики состояния сердечника статора электрической машины, в частности турбогенератора, состоит в следующем. Все работы производят при выведенном роторе, расточку и спинку пакетов активной стали освобождают от посторонних предметов, определяют остаточное давление прессовки методом излучения ультразвуковых колебаний. При осуществлении излучения ультразвуковых колебаний от датчиков, размещенных в вентиляционных каналах между пакетами активной стали, используют широкополосный диапазон, а при приеме ультразвуковых колебаний, осуществляемом датчиками, размещенными на торцевой части пакета активной стали, используют узкополосный диапазон. Измеряют время прохождения ультразвуковых колебаний на фиксированное расстояние, которое зависит от расположения датчиков. Диагностику состояния сердечника статора проводят по остаточному давлению прессовки пакетов активной стали, которое определяют в зависимости от скорости прохождения ультразвуковых колебаний в пакете активной стали. Технический результат от использования данного изобретения состоит в упрощении способа при одновременном получении качественных результатов диагностики.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля и диагностики состояния шихтованного сердечника статора электрической машины, в частности турбогенератора.

Известен способ диагностики состояния прессовки сердечника статора электрической машины путем контроля давления прессования (авторское свидетельство СССР 1424100, Н 02 К 15/00, 15/02), при котором после определения величины давления прессования ее сравнивают с нормативной или ранее замеренной величиной.

Недостатком данного способа является недостаточная точность определения жесткости закрепления лобовых частей и давления прессования сердечника статора вследствие того, что нельзя учесть изменения длины пакета активной стали при тепловых деформациях статора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является ультразвуковой способ оценки состояния сердечника статора турбогенератора (см. Пикульский В.А., Бутов А.В. Ультразвуковой метод оценки состояния плотности активной стали турбогенератора. - Электрические станции, 1993, 3, с. 40-45), заключающийся в определении остаточного давления прессовки пакетов активной стали методом излучения ультразвуковых колебаний и включающий проведение измерений, обработку полученных результатов и принятие решения о состоянии сердечника статора по остаточному давлению прессовки, которое определяют в зависимости от скорости прохождения ультразвуковых колебаний в пакете активной стали. Диагностику производят в процессе ремонтного обслуживания с выведенным ротором. В основе способа лежит зависимость скорости распространения ультразвуковых колебаний поперек шихтованных пакетов от усилия поджатия, которая определяется конструктивными параметрами активной стали (толщина пакета, соотношение площадей зубца и вентиляционных распорок, наличие шлицов в зубцах крайних пакетов), сплошностью пакетов (степень заполнения воздушных полостей между листами активной стали, образованных микронеровностями лакированных поверхностей сегментов), замасливанием, рабочей температурой и сроком службы. На основании ультразвукового обследования делают вывод о текущем состоянии активной стали статора, ремонтопригодности и склонности к повреждениям. Как средства контроля используется ультразвуковая аппаратура, обеспечивающая излучение, прием и регистрацию прохождения ультразвуковых колебаний. В силу оптимизации энергетических соотношений в ультразвуковых приборах используются при излучении и при приеме одинаковые узкополосные частотные диапазоны.

К недостаткам способа следует отнести невозможность размещения штатных датчиков ультразвуковых колебаний, излучающих в узкополосном частотном диапазоне, в вентиляционных каналах сердечника статора между пакетами активной стали из-за несоответствия размеров датчиков и размеров вентиляционных каналов. Это не позволяет достоверно проводить контроль состояния сердечника статора штатными ультразвуковыми приборами в указанном частотном диапазоне.

Задачей заявляемого изобретения является осуществление достоверного контроля состояния сердечника статора электрической машины методом излучения ультразвуковых колебаний с использованием штатных ультразвуковых приборов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе диагностики состояния сердечника статора электрической машины, согласно которому определяют остаточное давление прессовки пакетов активной стали методом излучения ультразвуковых колебаний, проводят измерения, причем при осуществлении излучения ультразвуковых колебаний от датчиков, расположенных в вентиляционных каналах между пакетами активной стали, используют широкополосный диапазон, а при приеме ультразвуковых колебаний, осуществляемом датчиками, расположенными на торцевой части пакета активной стали, используют узкополосный диапазон, производят измерение времени прохождения ультразвуковых колебаний на фиксированное расстояние, которое зависит от расположения датчиков; рассчитывают скорость прохождения ультразвуковых колебаний в пакете активной стали, исходя из фиксированного расстояния и времени прохождения ультразвуковых колебаний; в зависимости от скорости прохождения ультразвуковых колебаний определяют остаточное давление прессовки, по значению которого принимают решение о состоянии пакетов активной стали и о состоянии сердечника статора в целом.

Осуществление излучения ультразвуковых колебаний в широкополосном частотном диапазоне позволило использовать штатные датчики малых размеров и разместить их в вентиляционных каналах между пакетами активной стали. А размещение указанных датчиков в вентиляционных каналах значительно повышает достоверность контроля состояния сердечника статора.

Новым в заявляемом изобретении является то, что при излучении ультразвуковых колебаний от датчиков, размещенных в вентиляционных каналах между пакетами активной стали, используют широкополосный диапазон, а при приеме ультразвуковых колебаний датчиками, размещенными на торцевой части пакета активной стали, используют узкополосный диапазон и измеряют время прохождения ультразвуковых колебаний на фиксированное расстояние, которое зависит от расположения датчиков.

Использование датчиков, излучающих ультразвуковые колебания в широкополосном частотном диапазоне, а принимающих в узкополосном частотном диапазоне, не выявлено из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Способ диагностики состояния сердечника статора электрической машины, в частности турбогенератора, осуществляют следующим образом.

Все работы производят при выведенном роторе, расточку и спинку пакетов активной стали освобождают от посторонних предметов.

Определяют остаточное давление прессовки с помощью ультразвуковых колебаний поперек листов в пакете активной стали на фиксированных расстояниях в зависимости от расположения датчиков. Датчики для осуществления излучения ультразвуковых колебаний размещают в вентиляционных каналах между пакетами активной стали, а датчики для приема ультразвуковых колебаний - на торцевой части пакета активной стали. Измерения проводят, используя широкополосный частотный диапазон при излучении от размещенных в вентиляционных каналах датчиков и узкополосный частотный диапазон - при приеме, осуществляемом датчиками, размещенными на торцевой части пакета активной стали. Размеры штатных датчиков, излучающих в широкополосном частотном диапазоне, позволяют разместить их в вентиляционных каналах между пакетами активной стали, поскольку их размеры меньше размеров вентиляционных каналов. Включают датчик излучения и замеряют время, за которое импульс проходит фиксированное расстояние до датчика, установленного на торцевой поверхности. Рассчитывают скорость прохождения ультразвуковых колебаний в пакете активной стали. Определяют остаточное давление прессовки в зависимости от скорости прохождения ультразвуковых колебаний. На основании величины остаточного давления принимают решение о состоянии пакетов активной стали и, следовательно, о состоянии сердечника статора.

Предложенный способ осуществим в промышленных условиях, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Формула изобретения

Способ диагностики состояния сердечника статора электрической машины, согласно которому определяют остаточное давление прессовки пакетов активной стали методом излучения ультразвуковых колебаний, проводят измерения, обработку полученных результатов и принимают решение о состоянии сердечника статора по остаточному давлению прессовки, которое определяют в зависимости от скорости прохождения ультразвуковых колебаний в пакете активной стали, отличающийся тем, что при осуществлении излучения ультразвуковых колебаний от датчиков, размещенных в вентиляционных каналах между пакетами активной стали, используют широкополосный диапазон, а при приеме ультразвуковых колебаний, осуществляемом датчиками, размещенными на торцевой части пакета активной стали, используют узкополосный диапазон, и измеряют время прохождения ультразвуковых колебаний на фиксированное расстояние, которое зависит от расположения датчиков.