Способ измерения относительного эксцентриситета электрической машины

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий трехфазную обмотку статора, соединенную по схеме звезды с нулевой точкой. путем подключения обмотки статора на трехфазное напряжение разгона электрической машины на холостом ходу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости измерения, подключают к обмотке статора резисторы, соединенные по схеме симметричной звезды с нулевой точкой, измеряют разность потенциалов между нулевыми точками обмотки и резисторов и по величине разности потенциалов с помощью предварительно полученной тарировочной кривой определяют величину относительного эксцентриситета. (Л Од Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 G 01 R 31/34

«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":,:,,-/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3708031/24-07 (22) 11.03.84 (46)30.08,85. Бил. 1Ф 32 (72) Н.Г.Никиян и М.Е. Йондем ,(71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (53) 621.313(088.8) .(56) Авч.орское свидетельство СССР

М 541246, кл. Н 02 К 15/16, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 813603, кл, Н 02 К 15/16, 1981, (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий трехфаз- . ную обмотку статора, соединенную по схеме звезды с нулевой точкой, „„Я0„„1176274 А путем подключения обмотки статора на трехфазное напряжение1 разгона электрической машины на холостом ходу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости измерения, подключают к обмотке статора резисторы, соединенные по схеме симметричной звезды с нулевой точкой, измеряют разность потенциалов между нулевыми точками обмотки и резисторов и по величине разности потенциалов с помощью предварительно полученной тарировочной кривой определяют величину относительного эксцентриситета. cg с

11762 и1 < - — + — (1-5) с К22 я р 1

Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для измерения. относительного эксцентриситета в производстве и эксплуатации. 5

Цель изобретения — уменьшение трудоемкостью измерения относительного эксцентриситета.

На чертеже показана схема соединения для реализации способа. t0

Схема содержит трехфазную обмотку 1 статора электрической машины, симметричную звезду 2 резисторов, электронный вольтметр 3. Измерение эксцентриситета производят в режиме холостого хода при пониженном напряжении на зажимах обмотки статора. Вольтметром 3 измеряют. напряжение между нулевыми точками

0 и 0 и по тарировочной зависимос1 ти, предварительно полученной на эталонной электрической машине с изменяемым эксцентриситетом, определяют значение отнрсительного эксцентриситета с., контролируемой элект-25 рической машины.

При эксцентричном роторе дополнительно возникают гармоники поля с числом пар полюсов р + где р — число пар полюсов, Д =1,2, 3,..., и порядком = 1+ —,.инh .дуцирующие в обмотке статора ЭДС частоты и! - М, где Ю- круговая частота питания, а u)1- частота, обусловленная динамическим зксцентриситетом, вращающимся вместе с рото- З5 ром. При отсутствии динамического эксцентриситета u)>= О, Гармоники порядка обусловлены составляющими магнитной проводимости зазора, возникающими при эксцентриси-4О тете, Гармоники порядка 1 взаимо-. действуют с обмоткой ротора, в результате чего возникает поле реакции этой обмотки, неподвижное относительно гармоники, а также высшие гар- 5

45 моники с числом пар полюсов P <- )1 g

+КЕ2 и порядком 1+ — +, индуцируЪ К2а

P ющие в обмотке статора ЭДС частоты где Z — число пазов ротора;

Я вЂ” скогьжение. 55

В пр.длагаемом способе измерения относите !ьного эксцентриситета электронным вольтметром измеряют

74 2 разность потенциалов Б: < между нейтральными точками звезды резисторов и звезды обмотки статора.

Звезда резисторов состоит из линейных элементов одинакового соп-. ротивления, поэтому при симметрии питающих напряжений вольтметр измеряет ЭДС, индуцированную в фазных обмотках третьими и кратными трем гармониками полей в воздушном зазоре. Гармоники от главного поля, высшие обмоточные гармоники и зубцовые гармоники статора не влияют на потенциал точки 0 звезды обмотки статора.

Порядки всех остальных гармоник полей (гармоники от насыщения, от пазовости ротора, от взаимной пазовости ротора и статора, высшие гармоники ротора и гармоники от эксцентриситета) могут становиться кратными трем. Эти поля возникают как при эксцентриситете, так и при концентричном роторе. В последнем случае создается мешающий сигнал .

Гармоники, обусловленные насыщением магнитной цепи, имеют порядок

4 = 3 и могут индуцировать в фазах

ЭДС частоты 3 иь. Для того, чтобы исключить (или значительно уменьшить) влияние этих гармоник, в предлагаемом способе рекомендуется проводить измерения при пониженном напряжении питания когда магнитная проницаемость стали сердечников близка к максимальной, При этом практически исчезают также поля более высокого порядка, связанные с насыщением.

При концентричном роторе гармоники полей при определенных соотношениях KZ /р и 2mqK могут принимать значения, кратные трем, и тем самым влиять на потенциал т.0 звезды статора (m — число фаз, q — число пазов на полюс и фазу), l.

С появлением эксцентриситета изменяется постоянная составляющая проводимости воздушного зазора, вслед- ствие чего изменяется величина мешающего сигнала. Однако это изменение относительно мало, С появлением эксцентриситета значительное увеличение сигнала обусловлено появлением

1l гармоник полей эксцентриситета — полезные" гармоники. Амплитуды этих гармоник сильно зависят от величины .относительно эксцентриситета.

При разных значениях p/р и К7,2/р

Составитель В.Никиноров

Техред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар

Редактор К.Волощук

Заказ 5356/46 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул. Проектная, 4 всегда возникают кратньге трем гармо- ники "полезных" полей, влияющие на величину измеренного сигнала, Таким образом, вольтметром измеряется действующее значение гармоник

ЭДС третьего порядка, обусловленных эксцентриситетом, а также зубчатостью и дискретностью расположения обмотки ротора, Для выяснения условий уменьшения мешающего сигнала выполнен анализ величины порядков мешающих гармоник.

z .

Установлено что при -- - = ЗК отсутЭ P ствуют мешающие гармоники, кратные трем. При этом условии совместно с условием питания пониженным напряжением мешающий сигнал должен отсутствовать. При значениях Z )F4 3К

2 появляются кратные трем гармоники мешающих полей и даже при пониженном напряжении питания имеется помеха в измеренном сигнале, Относительная ,величина мешающего сигнала в измеренном сигнале возрастает с уменьшением величины эксцентриситета.

Существованием мешающего сигнала объясняется наличие зоны нечувстви-. тельности в кривой U „= f (Е )

Практически горизонтальный участок от,.Е= О до E= 20K. Ширина этой зоны зависит от величины мешающего сигнала.

Экспериментальные исследования проводились на разных асинхронных двигателях. Кривая напряжения U o

Оо наблюдалась на экране электронного осциллографа и представляла собой гармоники зубцового порядка, моду76274

4 лированные третьей гармоникой (частота 150 Гц),При номиналь-,. ном напряжении питания амплитуда модулирующей.кривой составляла приблизительно половину средней амплитуды зубцовых гармоник напряжения. При пониженном напряжении питания, равном (25-30)Е U„, моду. ляцией зубцовыхгармоник можнобыло

10 пренебречь.

Измерения показали, что ширина зоны нечувствительности не превышала допустимой величины относительного эксцентриситета (10-207), С возрастанием эксцентриситета бы-. стро росла величина "полезного" сиг-нала, так как интенсивно увеличивались гармоники полей, вызванные эксцентриситетом.

20 Если контролируемая машина является двигателем, то не требуется отсоединять ее от исполнительного механизма и сочленять со вспомогательным двигателем.

25 Применение предлагаемого способа в производстве электрических машин позволит быстро и просто выявлять и устранять причины, вызвавшие эксцентриситет и, таким образом, повысить надежность выпускаемых машин. Непрерывный контроль эксцентриситета в эксплуатации предлагаемым способом позволит свое ременно выявить нарушение равно- мерности воздушного зазора вследствие

35 подработки подшипников, либо неточного монтажа и,таким образом, также повысить надежность машин.