Способ контроля ошибок изготовлениястатора вращающегося трансформатора

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Рвспубанк

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дойолмительмое к авт. свид-ву— (22) Заявлено 291279 (21) 286 0793/24-07 с присоедимемием заявкм Йо (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.81.бюллетень Й9 28

Дата опубликования описания 30. 07. 81

<я)м. кл.

Н 02 К 15/00 о удартииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК Е21. 314. .214.2 (088.8) (72) Автор изобретения

A .Ï. Гурьев (71) Заявитель о (54 у СПОСОБ КОИТРОЛЯ ОШИБОК ИЗГОТОВЛЕНИЯ

CTATOPA BPAIIIAI0IgEP)CH ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к контролю ошибок изготовления узлов электрических машин типа вращающегося трансформатора(ВТ).

Известны способы контроля ошибок изготовления узлов машины статора и ротора в процессе ее производства по видам ошибок: неправильность укладки обмотки в пазы, неравномерность. магнитной проводимости сердечников, наличие КЭ-витков. Для контроля неправильности укладки к наличия КЗ»вит» ков используется способ и устройство, с применением вспомогательного П-образного индуктора (1) .

Для контроля неравномерности магнитной проводимости узлов машины, например статора, используется. способ и устройство с применением техно» логического узла, например, ротора, создающего магнитный поток, соответствующий потоку контролируемого узла в собранной машине (21 .

Однако применение указанных способов контроля отдельных вкдов ошибок изготовления машин типа вращающегося трансформатора малоэффективно из-за низкой точности этих способов, особенно для контроля ошибок- изготовления обмотки.

Известно, что .из-за технологических ошибок изготовления магнитопровода и обмоток вращающегося трансформатора значения коэффициентов трансформации и положения осей обмоток последнего отличаются от расчетных значений. Величина отклонения является показателем качества изготовления ВТг его оценивают пд отклонению угловых положений ротора, соответствующих манимальным сигналам с вйход-. ных обмоток при заданном напряжении питания, от расчетных угловых положений. угловое положение ротора ВТ, соответствующее минимальному сигналу с выходных обмоток при заданном напря жекии питания, называют нулевой точкой, а разность фактических и расчетных значений нулевых точек называют асимметрией нулевых точек. При контроле ошибок изготовления статора BT путем подключения к источнику питания обмотки возбуждения вспомогательного ротора и замыкания квадратурной обмотки ротора в статоре создают магнитное поле, по величине и распределению соответствующее, его рабочему

ЗЧ магнитному полю, измеряют последова851662 тельно угловые положения ротора, соответствующие минимальным сигналам с выходных обмоток статора, и по отклонению угловых положений ротора от расчетных величин делают заключение об ошибках изготовления статора (3) .

Контроль статора ВТ рассмотренным способом позволяет оценить его ошибки изготовления, однако результат носит обобщенный характер, так как определяет сумму ошибок изготовления обмоток и магнитопровода статора и, следовательно, укаэанный контроль может быть использован для проверки, например, правильности изготовления обмотки статора только в случае, если составляющая ошибок за счет неравномерности проводимости магнитопровода проверена каким-то другим способом, и она относительно невелика. Таким образом, по результатам контроля 2О этим способом сложно установить вид ошибки изготовления статора ВТ, в то же время значение составляющих ошибок от неточности изготовления магнитопровода и неточности изготовления обмотки статора позволяет оперативно решать вопросы по устранению этих ошибок в процессе изготовления. Очень важно обнаружить, а затем и устранить ошибки изготовления обмотки О сразу после ее укладки в пазы сердечника, так как в противном случае (при наличии ошибок изготовления обмотки) приходится браковать готовый статор ВТ, поскольку статор с пропитанной обмоткой ремонту не подлежит.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ контроля ошибоК изготовления статора

t вращающегося трансформатора путем . создания в статоре магнитного поля, 4О по величине и распределению соответствующего его рабочему магнитному полю, при подключении к источнику питания обмотки возбуждения вспомогательного ротора и замыкании квадратурной обмотки ротора, последовательного измерения угловых положений ротора, соответствующих минимальным сигналам с первой обмотки статора, второй обмотки статора и последовательно соединенных сначала согласно, затем встречно обмоток статора. Для выделения ошибок изготовления обмоток иэ общей ошибки повторяют измерения угловых положений ротора при повышенной частоте питания, а ошибки иэготов- 5 лений обмоток определяют. по разности результатов замеров углссвых положений при повышенной и номинальной частотах питания f4) .

Однако высокая точность контроля )О этим способом достигается только нрн определенном и стабильном отношения активной и индуктивной составляющих входного сопротивления обмоток вспо« могательного ротора, определенном щ и стабильном отношении частот питающих напряжений, обеспечить которые в заводских условиях трудно. В частности, например, нестабильность отношения активной и индуктивной сос-. тавляющих входного сопротивления обмоток вспомогательного ротора определяется технологическим допуском

)на обработку внутреннего диаметра сердечника статора, который достигает 20% и более от величины рабочего воздушного зазора. Указанное обстоятельство усугубляется тем, что по известному способу ошибка укладки обмотки статора оценивается по . разности двух больших велнчин. Это связано с тем, что обмотка укладывается, как правило, в пазы предварительно обработанного сердечника статора, который имеет величину ошибок изготовления сердечника в несколько раз больше, чем величина технологически допустимых ошибок этого типа для окончательно обработанного сердечника. Результат контроля ошибок изготовления статора известным способом зависит не только от ошибок изготовления собственно обмотки (ошибки укладки обмотки и наличие

КЗ-витков), но и наличие КЗ-витков в сердечнике статора, что снижает точность и чувствительность контроля, поскольку ошибки обмотки статора уверенно можно контролировать только с определенного уровня, соответствующего ошибкам за счет наличия КЗвитков в сердечнике.

Цель. изобретения — повышение точности выделения ошибки обмотки при изготовлении статора BT дпя ее оперативного устранения, Поставленная цель достигается тем, что дополнительно путем последовательного подключения к источнику питания второй обмотки статора при закороченной первой обмотке статора, подключения первой обмотки статора при эакороченной второй обмотке статора и одновременного подключения обмоток статора сначала одноименными, затем разноименными входами создают в статоре магнитное поле, по величине и распределению ссответствующее его рабочему магнитному полю, измеряют угловые положения ротора, соответствующие минимальному напряжению на квадратурной обмотке ротора, а по сумме отклонений угловых положений рстора от расчетных, соответсгвующих питанию со стороны статорных обмоток и со стороны обмотки возбуждения ротора, делают заключение об ошибках изготовления обмоток статора.

Так как при изменении режима включения обмоток составляющая результата контроля от ошибок изготовления иагннтопровода статора ВТ остается постоянной по величине, но изменя851662 ется по знаку, а составляющая результата контроля от ошибок укладки обмотки не изменяется, сумма результатов контроля, соответствующих различным режимам включения пропорциональна составл-.ющей ошибок укладки обмотки.

Ф

На фиг.1 — 4 изображено положение осей магнитного потока и осей обмоток для случая ошибок укладки обмоток на фиг.5 — 8 - то же, для случая неравномерности магнитной проводимости сердечников и наличия КЗ-витков; на фи .9 - 12 - то же, при контроле ошибок изготовления статора, вызывающих неравенство коэффициентов трансформации и связанных с ошибкой укладки обмоток; на фиг.13 - 16 - то же, при контроле ошибок изготовления статора, вызывающих неравенство коэффициентов трансформации и связанных с неравномерной магнитной проводимостью сердечников и наличием КЗ-витков.

На фиг.1 - 16 обозначеног а обмотка возбуждения ротора, b-- квадратурная обмотка ротора, k — - первая обмотка, статора, f — вторая обмотка статора, а(.- угол поворота ротора относительно статора, ф — результирую щий магнитный поток, Фц, ф - соответственно магнитные потоки обмоток

k sa f,йа(„,аа(р - отклонение углового положения ротора от расчетного при питании соответственно со стороны статора и ротора, Е, 9 - углы, характеризующие смещение магнитного потока от расчетного положения за счет неравенства чисел витков статорных обмоток соответственно при питании со стороны ротора и статора,,) -угол, определяющий неперпендикулярность статорных обмоток за

:счет ошибок укладки последних,Фк ф — дополнительные магнитные потоки обмоток k и f, направленные по их осям и возникающие соответственно при наличии потока Ф обмотки

f и потока фк обмо;ки k> Ч - угол, характеризующий смещение магнитного потока .обмотки статора f или k за счет дополнительного потока ф у или

Фйк сс Рср — углы характеризующие при возбуждении со стороны статора смещение магнитного потока за счет неравномерности магнитной проводимости сердечников и наличие КЗ-витков соответственно статора и ротора, — углы, характеризующие прк возбуждении со стороны ротора смещение магнитного потока за счет неравномерности магнитной проводимости сердечников и наличия КЗ-витков соответственно статора и ротора.

Рассмотрим раздельно контрольные операции для случая неперпендикулярности статорных обмоток и неравенст,ва коэффициентов трансформации.

При контроле ошибок изготовления статора, вызывающих неперпендикулярность его обмоток, напряжение. питания включают сначала на обмотку а, обмотку b закорачнвают и находят угловые положения ротора, при которых напряжение минимально на обмотке k (начальное положение), а на оомотке

f - положение 90 (фиг.1, 2, 5 и 6).

Затем находят минимальное напряжение

1О на обмотке b при подаче напряжения питания на обмотку f н замыкании обмотки k (фиг.З и 7) — нулевое положение, при подаче напряжения питания на обмотку k и замыкании обмотки f (фиг.4 и 8) - положение 90, Суммарный результат контроля ошибок изготовления статора,,вызывающих неперпендикулярность его обмоток, равен

ЕМ, +ЕМ(=2. Р+ 1 рс 2(ЬСс

С учетом пропорциональности между током и создаваемым им магнитным потоком в обмотках статора на осноЯ вании решения уравнений токов можно записать

Ч = fge . с (а) ис

1С ЭС

30 где Z«, Х с - соответственно сопро;тивления потерь к намагничивания обмоток статора.

Поскольку площадь пазов ротора и

З статора ВТ обычно равны, допускаем, что углы эа счет неравномерности магнитной проводимости сердечников (асс(н) Ррс(н) ) и за счет наличия

КЗ-витков (сс „ и рс(„.1 ) равны.

40 таким образом, с учетом соотношения (1) и (2) результат контроля ошибок изготовления статора, вызывающих неперпендикулярность его обмоток, равен

4$ "-РBad.c=2 = +ke —,.

21с+ я,с °

Следовательно, результат контроля я(1 здесь зависит только от ошибок укладки обмотки статора к не зависит от наличия КЗ-вктков и неравномерности магнитной проводимости его сердечника.

При контроле ошибок изготовления статора, вызывающих неравенство коэффициентов трансформации, напряжение питания включают сначала иа обмот. ку а, обмотку в эакорачивают к нахо46 дят угловые положения ротора, при которых напряжение минимально на соединенных встречно обмотках f u

1(положение 45 )к на соединенных согласно обмотках f и 1(положение

И 135О), затем находят м*нимальное.нап-.

851662 ряжение на обмотках Ь при подаче напряжения питания на одноименные зажимы обмоток f u k (положение 45 } и прй подаче напряжения питания на разноименные зажимы обмоток f u k (положение 135 ).

Положение осей магнитного потока и осей обмоток для указанных контрольных операций соответственно изображены на фиг.9 - 12 для случая ошибок укладки обмоток, на фиг.13 — 16® для случая неравномерности магнитной проводимости сердечников и наличия

К3-витков.

Суммарный результат контроля ошибок изготовления статора, вызывающих неравенство коэффициентов трансфор- (5 мацки его обмоток, равен (+QgA =26+29+20pc " асс углы Ррс и Ppc здесь также, как 2Q в случае контроля неперпендикулярности обмоток, равны.

На основе геометрических соотношений (фиг.9 — 12). с учетом угла 8,; характеризующего неравенство чисел витков обмоток статора, имеем

Таким образом, результат контроля ошибок изготовления статора, вызывающих неравенство коэффициентов рансформации его обмоток, равен 35

Следовательно, результат контроля 40 здесь зависит только от ошибок укладки обмоток статора и не зависит от наличия КЗ-витков и неравномерности магнитной проводимости его сердечника. 45

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает более высокую точность контроля, не увеличивая при этом его трудоемкости. В отличие от известного способа здесь контроль может осуществляться при широком диапазоне изменения частоты питающего напряжения, здесь нет ог- раничений по величине и стабильности отношения активной и индуктивной составляющих входного сопротивления обмоток вспомогательного ротора, а результат контроля не зависит от наличия КЗ-витков 8 сердечнике статора.

Формула изобретения

Способ контроля ошибок изготовления статора вращающегося трансформатора путем создания в статоре магнитного поля, по величине и распределению соответствующего его рабочему магнитному полю, при подключении к источнику питания обмотки возбуждения вспомогательного ротора и замыкания квадратурной обмотки ротора, последовательного измерения угловых положений ротора, соответствующих минимальным сигналам с первой обмотки статора, второй обмотки статора и по следовательно соединенных сначала согласно, а затем встеречно обмоток, статора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выделения ошибки обмотки при изготовлении статора для ее оперативного устранения, дополнительно путем последовательного подключения к источнику питания второй обмотки статора при закороченной первой обмотке статора,подключения первой обмотки статора при замороченной второй обмотке статора и одновременного подключения обмоток статора сначала одноименными, затем разноименными входами создают в статоре магнитное поле, по величине и распределению соответствующее его рабочему магнитному полю, измеряют угловые положения ротора, соответствующие минимальному напряжению на квадратурной обмотке ротора, а по сумке отклонений угловых положений ротора от расчетных, соответствующих питанию со стороны статорных обмоток и со сто-, роны обмотки возбуждения ротора, су. цят об ошибках изготовления обмоток статора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ;

9 140892 кл, .G R 31/06, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 183892, кл. G 01 R 33/02, 1964.

3. Гост 14000-68.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2425538, кл. Н 02 К 15/06, 1978.

851662

<Риг. 13 Рг Ярр

Щiг. N

+Ap

Составитель В.Никоноров

Техред Т. Маточка корректор Н. Степ

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 6382/82 Тирам 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. УвгорОд, ул. Проектная, 4