Устройство для моделирования циклических напряжений в прессующих элементах сердечника статора турбогенератора Советский патент 1983 года по МПК H02K15/02 

1

Изобретение относится к оборудованию для моделирования циклических напряжений в прессующих элементах сердечников статоров турбогенера торов и может быть использовпго в электротехнической промышленности.

Известно устройство для моделирования циклических напряжений в прессующих элементах, сердечника статора турбогенератора, содержащее имитатор корпуса турбогенератора, вьшолненный в виде сектора, на котором укреплены стяжная призма, нажимной палеи, нажимной фланец с крепежными элементами, датчики перемещений и датчики температуры, установленные на прессующих элементах и снабженные системой измерений 11.

Недостатком данного устройства является низкая производительность, так как цикличность нагружения прессующих элементов создается тепловыми расширениями сердечника в процессе его нагрева и охлаждения, при этом нагревание сер-

дечника производится путем пропускания электрического тока в обмотках, уложенных в пазах сердечника. Ввиду значительной инерционности тепловых процессов в сердечнике нагружение прессующих элементов большим числом циклов занимает много времени и процесс моделирования являетс/1 мало производительным.

Цель изобретения - повьплёние произ10водительности за счет увеличения цикличности нагружения прессующих элементов в единицу времени.

Поставленная цель достш ается тем, что устройство допол 1ительно содержит

15 осноьание, раму, установленную на основании, два гидроцилиндра, укрепленные на раме, и нагревательные элементы, установленные на стяжных призмах, при этом имитатор корпуса укреплен на осно20вании, гидроцилиндры связаны с сис-гемой регулируемого давления, а нагревательные элементы соединены с источником регулируемого напряжения.

Кроме того, система регулируемого давления и источник регулируемого напряжения снабжены программным устройством.

Нагревательные элементы вьшолнены в виде двух катушек сопг отивления.

На фиг. 1 показано устройство для моделирования циклических напряжений в прессующих элементах сердечника статора турбогенератора, общий вид; на фиг, 2 - схема регулируемого источника напряжения нагревательных элементов с прс1граммным устройством; на фиг. 3 схема системы регулируемого давления с программным устройством.

Предлагаемое устройство состоит из основания 1, установленного на фундаменте 2, к которому прикреплена половина длины стяжной призмы 3 моделируемого турбогенератора. К основанию 1 прикреплен имитатор корпуса 4, к которому приварены ребра 5 жесткости. Ребра жесткости приварены также и к нажимной призме 3. На основании, 1 установлена жесткая рама 6.

Стяжная призма 3, нажимной фланец 7, гайка 8, нажимной палец 9 и гидроииливдры 10 и 11, установленные на раме в зоне, соответствующей расположению спинки железа статора и зубцовой зоны сердечника, образуют систему нагржения прессующих элементов сердечника статора (3, 7, 8 и 9). Стяжная призма содержит нагревательный элемент 12, установленный в концевой зоне стяжной призмы, и нагревательный элемент 13, установленный в центральной части стяжной призмы, нагреватели подключены к регулируемому источнику напряжения с программным устройством 14. Для контр ля температуры стяжной призмы установлены датчики 15 и 16 температуры в центральной и концевой частях стяжной призмы.

Величину усилий на стяжной призме контролируют датчиком 17. Изменение характеристик прессующих элементов определяют датчиками 18 и 19 перемещений, установленными под нажимными кромками нажимного фланца и нажимных пальцев соответственно. Гидроцилиндры гвдропроводами 20 соединены с системой 21 регулируемого давления с программным устройством.

Регулируемый источник напряжения с программным устройством состоит из источника 22 питания, регулируемого органа 23 источника питания, исполнительного механизма 24, регулируемого блока регулятора 25, задатчика 26 температуры концевой части стяжной призмы задатчика 27 температуры центральной части стяжной призмы программного устройства 28.

Система регулируемого давления с прюграммным устройством состоит из источника 29 гидравлического давления, регулирующих органов 30 и 31, гидроцилиндров 1О и 11, исполнительных механизмов 32 и 33, регулирующего блока регулятора 34, задатчика 35 усилия, задатчиков 36 и 37 перемещений и программного устройства 38.

Устройство для моделирования циклических напряжений в прессующих элементах сердечника статора турбогенератора работает следующим образом.

Первоначальное прессующее усилие, которое характерно для сердечника непосредственно после его изготовления, задают гидроцилиндрами 10 и 11 и определяют по датчику 17 усилий. Тепломеханическое нагружение, обусловленное температурным полем призмы, задают нагревательными элементами 12 и 13, контроль температуры осуществляют по датчикам 15 и 16.

Усилия, которые возникают от темпе- изменений зубцовой зоны сердечника, относительных перемещений стержней в пазу, обусловленных различными температурными коэффициентами линеного расщирения меди и железа, а также разностью температур меди и зубцовой зоны сердечника статора, задают гидронилиндром 11. Усилия, которые возникают вследствие температурных изменений спинки железа стаТора, задают гидроцилиндром 10. Поскольку сердечник татор в устройстве .заменен массивной рамой 6 жестко соединенной с основанием 1, жескость которой на 2-3 порядка выше жесткости прессующих элементов сердечника статора, то деформационные и релаксационные явления последнего можно не учитьгоать, что позволяет изучать поведение прессующих элементов под действием сил первоначального нагружения, а также сил, обусловленных температурным полем стяжных призм, сердечника статора в чистом виде.

Для определения допустимого циклического тепломеханического нагружения прессующих элементов сердечника статора в маневренных режимах эксплуатации задают циклическое тепломеханическое 5,1 изменение усилий, обусловленное циклическим изменением температурного поля призм, задание которого производят задатчиками 26 и 27 температуры. Прогграммное устройство 28 с помощью регулируемого источника 22 обеспечивает температурные циклы стяжных призм по требуемой амплитудно-временной характеристике исследуемого генераторш. Синхронно или с временньтми сдвигами по отношению к температурным усилиям стяжных призм программное устройство с помощью гидроцилиндров реализует мод лирование воздействия на прессующие элементы усилий от спинки и зубцов сер дечника статора при работе электрической машины. Допустимое число циклов определяют по изменению усилий и перемещений нижней кромки нажимного фланца и нажимньк пальцев до минимально Допустимых значений, которые определяются на практике условиями распушевки крайних листов пакета сердечника статора и задаются задатчиками 35-37. Изобретение позволяет повысить прои водительность устройства для моделирования циклических напряжений в прессую щих элементах сердечников статоров тур богенераторов за счет увеличения цикличности нагружения прессующих элементов в единицу времени. Формула изобретения. 1. Устройство для моделирования циклических напряжений в прессующих элеме тах сердечника статора турбогенератора, 327 содержащее имитатор корпуса турбогенератора, вьшолненный в виде сектора на котором укреплены стяжная призма, нажимной палец, нажимной фланец с крепежными элементами, датчики перемещений и датчики температуры, установленные на прессующих элементах и снабженные системой измерений, отличающее с я тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения цикличности нагружения прессующих элементов, в единицу времени, оно дополнительно содержит основание, раму установленную на основании , два гидроцилтшдра, укрепленные на раме и, нагревательные элементы, установленные на стяжньтх призмах, при этом имитатор корпуса укреплен на основании, пщроцилиндры связаны с системой регулируемого давления, а нагревательные элементы соединены с источником регулируемого напряжения. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что система регулируемого давления и источник регулируемого напряжения снабжены программным устройством. 3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нагревательные элементы выполнены в виде Двух катушек сопротивлений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Изучение причин и признаков повреждения крайних пакетов сердечников статоров турбд- и гидрогенераторов. Научно-технический отчет, М., 1977, с. 1ОО-1ОЗ, рис. 7 и 8.

fff

8

гз

гг

/{f

ф1/г.