Способ испытания витковой и корпусной изоляции обмоток неявнополюсных роторов с демпферной обмоткой электрических машин переменного тока

 

О П И С A Н И Е (11)зз11оз

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.09.70 (21) 1479340/07 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.10.76. Бюллетень № 37 (45) Дата опубликования описания 18.04.77 (51) М. Кл.

G 01 R 31/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 621.313.3:621.315. .6.001.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. П. Бессуднов, А. Д. Дроздов, Б. П. Орехов и О. Н. Топалов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ВИТКОВОЙ И КОРПУСНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

ОБМОТОК НЕЯВНОПОЛЮСНЫХ РОТОРОВ С ДЕМПФЕРНОЙ

ОБМОТКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области электротехники, в частности касается контроля электрических машин переменного тока.

Известные способы испытания изоляции электрических машин подразделяются на две основные группы: испытание индуктированным импульсным напряжением и испытанием способом "бегущей волны ". Испытание - индуктированным напряжением позволяет контролировать только витковую изоляцию обмотки, а применительно к обмоткам неявнополюсных роторов с демпферной обмоткой, оказывается малоэффективным и в ряде случаев неприемлемым из-за наличия короткозамкнутых контуров демпферной обмотки.

Иэ известных способов испытания наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ "бегущей волны" и его разновидности, например мостовой метод.

Известные мостовые способы испытания обмоток электрических машин осуществляют индикацию повреждения изоляции по изменению напряжения (тока) в измерительной диагонали моста. Однако импульсные мостовые способы испьпания позволяют установить наличие повреждения изоляции только в испытуемой обмотке и не позволяют найти катушку (паз) с витковым замыканием или пробоем корпусной изоляции; требуют применения не менее двух роторов (статоров) (в процессе массового серийного призводства это крайне не5 удобно, задерживает производство, требует большей площади испытательной станции), кроме того, чувствительность этих способов к витковым замыканиям через большие переходные сопротивления сравнительно низка, иэ-за незначительного

10 изменения при таком варианте виткового замыкания полного сопротивления всей обмотки, а естест. венный технологический разброс электрических параметров двух сравниваемых при этих испытаниях обмоток приводит к ложной индикации.

15 По предлагаемому способу с целью возможности определения дефектной катушки в обмотке ротора создают режим короткого замыкания для контролируемой обмотки, измеряют магнитную составляющую поля над каждым пазом, созданную

20 основной волной импульсного тока, и по минимуму показаний индикатора судят о месте повреждения.

Режим короткого замыкания для контролируемой обмотки (заземление ее конца на корпус) позволяет обеспечить не изменную по форме вдоль

25 всей обмотки основную волну продольного им531103!

У2 пульсного тока-сквозной ток. В начале испытываемои обмотки ротора, кроме основной волны импульсного тока, имеет место его высокочастотная составляющая, обусловленная распределенными параметрами обмотки (индуктивностью и емкостью витков) . Высокочастотная составляющая,определяющая наибольшие значения продольного импульсного тока, к концу испытуемой обмотки полностью затухает. Отстроившись от поля, созданного высокочастотной составляющей продольного импульсного тока и, измеряя ту составляющую, которая создана основной волной импульсного тока, обеспечивают постоянную чувствительность к витковым замыканиям вдоль всей испытываемой обмотки, в том числе и по высоте каждого паза. Отстройка от поля высокочастотной составляющей продольного импульсного тока достигается благодаря примечению своеобразного способа измерения импульсных магнитных полей.

На фиг. 1 изображена схема для определения дефектной катушки в обмотке ротора; на фиг. 2осциллограммы импульсов продольного тока в начале и конце испытуемой обмотки ротора (пунктиром показана основная волна иьп ульсного токасквозной ток); на фиг. 3 — схема индикатора и ориентации индукционного датчика при испытаниях относительно паза основной обмотки ротора; на фиг. 4 — осциллограммы импульсов э.д.с. в индукционном датчике и импульсных напряжений в измерительной схеме индикатора, При испытаниях витковой изоляции обмоток, например роторов вентильных тяговых двигателей, периодически повторяющиеся импульсы испытательного напряжения подают от генератора импульсных напряжений (ГИН) 1 на один конец испытываемой обмотки 2, а второй ее конец соединяют с заземленным корпусом 3. Для испытания корпусной изоляции подача импульсного напряжения остается той же, но второй конец испытуемой обмотки не заземляют, а роль заземления выполняет место дефекта изоляции 4, Измерение уровней импульсного поля испытуемой обмотки осуществляют с помощью индукционного датчика 5 ориентируемого относительно обмотки ротора как показано на фиг. 1 и 3 и полупроводниковой преобразовательно-измерительной схемы (фиг. 3).

Основная волна импульсного тока существует вдоль всей обмотки и определяется полной индукгивностью испытуемой обмотки и параметрами разрядной цепи генератора импульсных напряжений и остается неизменной по форме вдоль всей длины обмотки. Высокочастотные колебания, имеющие место на фронте основной волны тока (кривая 6 на фиг. 2), по мере приближения к заземленному концу затухают и в конце обмотки практически полностью отсутствуют (кривая 7) . В индукционный датчик 5 трансформируются как высокочастотные колебания, так и основная волна импульсного тока в испытываемой обмотке ротора. Кроме того, 30

Я

69 в датчике имеют место наводки от электростатическои составляющеи поля.

Отстроивиись от высокочастотной и электростатической составляющей э.д.с. в датчике, можно измерять только ту магнитную составляющую э.д.с., которая создана основной волной продольного импульсного тока в испытываемой обмотке. Это достигается путем непосредственного подключения обмотки индукционного датчика 8 к переходу эмиттер- база транзистора 9 схемы индикатора (фиг.3) .

При этом исходная э.д.с. преобразуется во входное напряжение Uä„, формы которых приведены на фиг, 4.

Сравнительно низкое входное динамическое сопротивление транзистора в схеме индикатора в проводящем полностью состоянии демпфирует высокочастотную составляющую исходной э,д.с., обусловленную высокочастотной составляющей продольного импульсного тока и электростатической составляющей импульсного поля испытуемой обмотки.

Таким образом, сформированное входное напряжение U „(фиг. 4) определяется только магнитной составляющей импульсного поля, созданной основной волной тока 7 на фиг. 2 испытуемой обмотки ротора, что обеспечивает постоянную чувствительность к дефектам изоляции: практически одинаковые отрицательные части импульсов Бах вдоль всей обмотки ротора — первый, средний, последний полюс ротора на фиг. 4.

Стрелочный индикаторный прибор 10 (фиг. 4) реагирует на среднее за период следования импульсов выходное напряжение U», „измерительной схемы, форма которых практически неизменна при отсутствии виткового замыкания вдоль всей обмотки ротора (кривая 11 на фиг. 4) . Там же приведены кривые 0 Бь „при наличии витковых замыканий.

Для определения места виткового замыкания (дефектной катушки) индукционный датчик 5 индикатора ориентируют, как показано на фиг. 1 и 3, над любым пазом основной обмотки ротора.

Причем выбирают ту полярность датчика, при которой показания индикатора наибольшие. При отсутствии виткового замыкания в катушке данного паза показания индикатора максимальные для данной величины испытательного напряжения.

Переставляя датчик над каждым пазом, меняя его полярность в соответствии с направлением тока в основной обмотке ротора (фиг. 1), находят два паза с наименьшим уровнем импульсного поля по наименьшим показаниям индикатора, В этих пазах и будет лежать дефектная катушка.

В процессе отыскания места виткового замыкания необходимо учитывать, что низкие уровни импульсного магнитного поля такой же величины, как и над пазом с дефектной катушкой, имеют место между каждым пазом основной и пазом демпферной обмотки ротора (над зубцами пазов ротора 12), что является проявлением размагничивающего действия короткозамкнутых контуров демпферной обмотки 13.

С целью обеспечения более равномерного (по величине) воздействия испытательных междувитковых напряжений осуществляют испытания в два приема, изменяя генераторный и заземленный концы испытуемой обмотки.

При отыскании места пробоя изоляции относительно корпуса испытательная и измерительная аппаратура и ориентация индукционного датчика относительно ротора те же, что и для случая испытания витковой изоляции (фиг. 1 и 3) .

Изобретение может быть применено не только дпя неявнополюсных роторов с демпферной обмоткой тяговых двигателей электровозов, но и для испытания изоляции роторов других типов электрических машин.

Формула изобретения

Способ испытания внтковой и корпусной изоляции обмоток неявнополюсных роторов с демпферной обмоткой электрических машин переменного тока путем подачи импульсного испытательного напряжения на один из концов обмотки относительно корпуса с последующей индикацией дефекта по уровню импульсного поля, отличающийся тем, что, с целью возможности определения дефекту ной катушки в обмотке ротора, создают режим короткого замыкания для контролируемой обмотки, измеряют магнитную составляющую поля над каждым пазом, созданную основной волной импульсного тока, и по минимуму показаний индикатора судят о месте повреждения.

Составитель Ю. Марков

Техред М. Левицкая

1.оррскrop Н. 3a zorouc><,".я

Редактор В. Фельдман

Подписное по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная., 4

Заказ 5406/149 Тираж )032

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР