Устройство для испытаний элементов конструкций трансформаторов

Авторы патента:

G01M19H01F27/30 -

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (iii547578

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. сена-вувЂ” (22) Заявлено 20.05.76(2! ) 2365290/24-07 с присоединением заявки №г (51) М. Кл

C3 Ol М 19/00 .

/!Н 01 Р 27/30 (23) Приоритет

Государствелиьа хоиетет сссР оо делам изобретений и открыткой

Опублнкована15.02.79.Бюллетень № 6 (53) УДК 621. 314. .222.084. 6 (088.8) Дата опубликования описания 18.02.79

I (72) Авторы изобретения

С. И. Лурье и Г. B. Игонин

1 (7l) Заявйтель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ

КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ

- 10

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для испытания трансформаторов.

Известно устройство для испытания катушек трансформаторов при действии радиальных усилий (1), Оно представля-. ет собой прототипы обмоток (несколько катушек, половина которых подключена к ударному генератору, а вторая половина размещается внутри или вне первой половины концентрически с ней и закорачивается), которые заключены в пространстве, ограниченное шихтованными плитами и боковыми ярмами.

Главным недостатком такого устройства является то, что в нем нельзя воспроизвести осевые силы, Попытка воспроизвести осевые силы предпринята в модели МЯУ-3 (2). Коп структивно она повторяет в основном модель по авт.св. ¹ 148850, но с целью создания осевой составляющей силы прототипы обмоток разделены на секции, которые размещены несимметрич;но относительно друг друга н ферромагнитных поверхностей.

Недостатком этой модели является то, что в ней воспроизводятся осевые силы слишком малой величины (во много раз меньше величины результирующей осевой силы в обмотках). Кроме того, совершенно невозможно испытать элементы прессуюшей системы (прессуюшие кольца, винты, балки).

Наиболее близкой по технической сущности является модель, воспроизводящая верхнюю половину трансформатора, нижние поверхности обмоток о ираются на массивную железную плиту. Силы взаимодействия возникают прн подключении прототипов обмоток (50% от высоты реальных обмоток) к ударному генератору, что позволяет снизить необходимую мощность ударного генератора в 2 раза(3).

Недостатками модели являются:

1 ) Для испытаний каждого трансформатора необходимо создавать специальную модель.

647578

2) Осевые силы равны силам в симметричных обмотках, которые. могут быть в несколько раэ меньше сил в большинстве реальных обмоток с магнитной несимметрией.

3) Невозможно испытать модель сйлами, йревышаюшими результирующие осевые сйлы с целью выявления запасов прочности.

4) Снижение необходимой мощности

1О ударного геивраторе всего в 2 разе, в то время как уже сейчас нужно в 101 2 раз.

Цель настоящего предложения - создание устройства, свободного от указанБ иых недостатков, которое позволит, пользуясь сушествуюш1пйи ударными генераторами ограниченной мощности, 6оспроизводить результирующие осевые усилий в трансформаторах большой мощ2О ности и испытывать элементы конструкщти трансформаторов на действие этих жл, а также выявить запасы прочности конструкции.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для испытаний результирующими осевыми усилиями, кроме элементов обмоток (катушек), устанавливаются элементы прессуюшей систеЗО мы трансформатора - прессующие кольце, винты, и балки, а также универсальная (для испытания элементов трансформаторов различных размеров) снлообрезующая система. В состав этой системы входят две силосоздающие обмотки (подключаемые к ударному генератору), расположенные одна над другой и помещенные ме1кду шихтовацной плитой и элементами обмоток. Между силусозда4О юшими обмотками и элементами обмоток трансформатора помещена силупередеющея плита. В силуобразующую систьму входят также пружйны, расположенные между силупередающей плитой и опорой

45 и между двумя силусоэдаюшими обмоъками .

На фиг. 1 показано устройство для испытаний элементов обмоток и прессующей системы мощных трансформаторов результирующими осевыми силами.

На фиг. 2 показан вариант устройстве для испытания элементов обмоток результирующими осевыми силами.

На фиг. 3 показан вариант устройства для испытаний элементов обИотки," irpecc mего кольца и винтов.

Изображенное на фиг. 1 - 3 усч ройство содержит: верхнюю опорную плигу 1, нижнюю опорную плиту 2, шпильку 3, прототип обмотки 4, прессуюшее кольцо 5, прессуюший винт 6, домкрат 7, прессуюшую балку 8, верхнюю силусоэдаюшую обмотку 9, нижнюю силусоздаюшую обмотку 10, шихтованную плиту 11, ярмо 12, стержень

13, силупередеющую плиту 14, пружины 15 между силусоэдаюшими обмотками, периферийные пружины 16, промежуточную плиту 17.

Силусоздаюшие обмотки представляют собой набор дисковых катушек, имеющих большие амйер-витки, т.е. произведение числа витков на максимально допустимый ток, величине которого лимитируется сечением одного витка.

В качестве прототипов обмоток выбираются небольшие по высоте участки обмоток (обычно не более 10 вЂ” 15 катушек), которые являются копией участков обмоток с наибольшими осевыми силами К3. Эти участки определятотся иэ расчета трансформатора.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Между верхней 1 и нижней 2 опорными плитами, скрепленными шпильками 3, размещается силуобраэующая система и испытываемые прототипы обмоток 4, прессуюшие кольца 5, прессующие винты 6 и домкраты 7, прес» сующие балки 8. Силусоздающие обмотки - верхняя 9 и нижняя 10 - подключаются к ударному генератору. Йихтованная плита 11, ярма 12 и стержень

13 служат для дополнительного увеличения сил и экранирования магнитного потока расстояния, Силупередающая плита 14 воспринимает осевую силу от большой поверхности верхней силусоэдающей обмотки 9 и передают ее на малую поверхность прототипов обмоток 4. Пружины 15 и 16 моделируют частоту собственных осевых колебаний обмоток трансформатора (параметры пружин определяются расчетным путем в соответствии с.оригиналомтрансформатором) . Эти пружины размещаются между нижней 10 и верхней

9 силусоэдаюшими обмотками (пружины 15 между сиаусоэдающими обмотками) и на периферии устройства вЂ” периферийные пружины 3.6, связанные с нижней опорной плитой 2 и промежуточной плитой 17. При подключении силусоздаюших обмоток 9 и 10 к ударному генератору возникает мощное

64757 электромагнитное поле, вызываюшее осевые силы, которые через силупередаюшую плиту 14 воздействуют на испытываемые объекты.

Устройсгво является универсальным, так как позволяет испытывать элементы конструкции трансформаторов различных размеров силами необходимой величины. Эта универсальность достигается тем, что силусоздаюшие обмотки 10 выполняются на максимально возможный ток ударного генератора (регулируя величину тока от нуля до максимального значения, регулируется осевая сила), а на универсальную силупередаю- t$ шую плиту можно установить элементы конструкции трансформаторов различных размеров. Параметры системы пружин могут быть изменены (например, регулированием числа рабочих витков, изъя 20 тием нескольких пружин) для того, чтобы воспроизвести необходимую (определенную из расчета) собственную частоту механических осевых колебаний, различную для каждого типа трансфор- 25 маторов.

При необходимости испытания отдельных элементов (только прототипов обмоток или только прессуюших винтов) устройство может применяться в унро- 36 шенных вариантах (фиг. 2 и 3). Однако наиболее сушествениые его элементы (силусоздающие обмотки, силупере-. даюшая плита, пружины), естественно, необходимо сохранить.

В предлагаемом устройстве элемен-. ты конструкции трансформаторов могут быть доведены до разрушения при действии осевых сил (например, полегание проводов, изгиб прессуюших колец и винтов) . Поэтому данные испытаний

8 6 могуг быть использованы не только для подтверждения электродинамцчесКой стойкости трансфорМаторов, но и для выявления запасов прочностиспелью изъятия излишних запасов и улучшения технико-экономических характеристик трансформаторов.

Сфера применения устройства может быть расширена, если кроме силусоздаюших обмоток к ударному генератору подключить также и испытываемые прототипы обмоток. В этом случае прототипы обмоток окажутся под совместным воздействием осевых и радиальных сил, что позволит исследовать закономерности данных пропессов.

Формула изобретения

Устройство для испытаний элементов конструкций трансформаторов, содержащее массивную плиту и остов, на стержне которого установлены обмот ки в виде катушек, прессуюшую системуиопорную плиту, о тли ч аюш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, установлены силупередаюшая пли га, дополнительные соосные чередуюшиеся катушки, связанные между собой при помощи пружин и установленные на массивной плите.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мо 148850, кл. 21 d, 2, от 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

M .105395, кл. 42 1, 4, от 1963.

3. Патент США Мю 3.786,387, кл. 336-1 81, от 1 969.

6 47578

10 11

<и

ФигЗ

Составитель В. Мясникова

Редактор А. Садомов Техред И. Асталош Корректор С. Шекмар