Электрическая машина Советский патент 1983 года по МПК H02K11/00 H02H7/08 H02H3/16 

Изобретение относится к электриiecKHM машинам и может использоватья для их защиты от повреждений обмотки статора.

Известны электрические машины со встроенными блоками для з ащиты от повреждений, выполненными в виде резисторов или терморезисторов, закрепленных в обмо-тке статора, и реагирующими на повышение температуры внутри машины ClJ.

акие защиты чувствительны к перегрузкам,- но малочувствительны к виткоЕым и междуфазным коротким замыканиям. При витковых замыканиях токи короткого замыкания проходят лищь по замкнутым виткам и ловьпиение температуры вне этих витков незначительно. При междуфазных корот них замыканиях, например, черезпереходное сопротивление токи коротких замыканий могут быть меньше номинальных и обнаружить их по изменению температуры невозможно. Но и при значительных токах коротких замыканий температурная защита неэфективна, поскольку короткие замыания должны отключаться как можно быстрее, а для повышения температуры внутри машины необходимо время.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является электрическая маолина, содержащая ва подшипниковых щита, статор с катушеч-ными группами обмотки, блок ля защиты последней отповреждений с реагирующим органом и датчиком магнитного потока внутри машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора С2.

Однако известная электрическая машина не отключается от сети встроенным блоком защиты при междуфазных замыканиях обмотки статора, при обрыве в ней одной из фаз и при двойном замыкании обмотки на землю, так как защита не реагирует на указанные повреждения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей защиты путем отключения машины от сети при междуфазных замыканиях обмотки статора, при обрыве в ней одной из фаз и при двойном замыкании обмотки на землю.

Поставленная цель достигается тем, что в электрическую машину, содержащую дна подшипниковых дата, статор с катушечными группами обмотки, блок для защиты последней от повреждений с реагирующим органом ri датчиком магнитного потока рнутри машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, дополнительно введены датчики магнитного потока с ферромагнитными сердечниками по числу катушечных групп, минус единица, которые вместе с упомянутым датчиком расположены равномерно по окружности в упомянутой плоскости и механически прикреплены внутри машины, например, к подшипниковому щиту, причем одни выводы обмоток каждой пары- датчиков соединены между собой, а другие подключены к реагирующему органу.

На фиг. 1 показано расположение датчиков относительно катушечных групп обмотки статора электрической машины; на фиг. 2 - крепление датчиков; на фиг. 3 - электрическая схема соединений обмоток датчиков.

Датчики 1-6 расположены, равномерно по окружности в плоскости, .перпендикулярной оси 7 вращения ротора электрической машины, против катушечных групп (показаны толстыми дугами фиг. 1). Датчики 1 и ,4 для катушечных групп фазы.А; 2 и 5фазы В; 3 и 6- - фазы С. Каждый из датчиков может быть выполнен, например, в виде ферромагнитного сердечника 1, в пазах которого закреплены две обмотки так, чтобы их плоскости бьти перпендикулярны одна другой, а одна из этих плоскостей совпадала с плоскостью, перпендикулярной оси 7 (для измерения тангенциальной и аксиальной составляющих матнитного потока, создаваемого витками лобовых частей катушечных групп обмотки статора). Cfepдечник крепится, например (фиг. 2), к подшипниковому щиту 8 на стойках. Стойки могут быть выполнены в виде подвижной части 9, к которой крепится датчик 1, направляющей 10, пружины 11 и регулировочной шпильки 12. Выводы 13 обмотки датчика через отверстие 14, просверленное в подшипниковом щите 8. Датчики могут иметь по одной, две или более ббмоток. Обмотки разных датчиков каждой фазы одноименными кондами подключаются одна к другой (фиг. 3 а). Другие концы обмоток датчиков подключены к реагирующему органу 15. Вторые обмотки датчиков подключаются по . той же схеме (фиг. 3 б), но соединены цри этом одноименные концы вторых обмоток первого и щестого, второго и четвертого, третьего и пятого датчиков. Другие их концы поключены к реагирующему органу 16. Они могут быть подключены и к реагирующему органу 15.

Рассмотрим работу блока защиты. Так как в кэ-тушечных группах по равному количеству витков протекают равные токи, то ЭДС, наведенные в обмотках датчиков в режимах нагрузки | пуска и внешних коротких замыканий, равны. Поэтому в реагирующем органе протекает ток обусловленный лишь ЭДС небаланса которая возникает 5 вследствие неточности установки датчиков и катушечных групп обмотки .статора, а также неидентичности самих катушек. За ЭДС срабатывания принимается величина напряжения, в 1,21,4 раз.а большая напряжения небаланса. Последнее определяется при пуске электродвигателя, и внешнем трехфазном коротком замыкании (берется большее ), для генераторов - еще и гтри асинхронном режиме. Как-показывают эд сперименты, указанный небаланс не превышает напряжения на входах реагирующего органа, которое возникает при замыкании 1% витков обмотки статора электродвигателя. При замыкании между витками одной фазы, например фазы В,-появляются короткозамкнутые витки, ток в которых существенно отличается от тока в этих витках до короткого замыкания. В результате магнитные потоки, создаваемые токами .поврежденной и неповрежденных катушечных групп, значительно отличаются один от другого, следовательно, отличаются и ЭДС, наведен-ные этими магнитными потоками

в обмотках датчиков. В данном случае и на входе реагирующего органа 15 появляется ЭДС 2 5 с Реагирующий орган срабатывает и выда ет сигнал на отключение электрическо машины. При ..между фазных замыканиях, например между фазами В и С, короткозамкнуггые витки появляются в катушечных группах двух фаз В и С, например в катушке (фиг. 1) и катушке С. Тогда Е # Е и на входе реагирующего органа 16 появляется ЭДС Ер j,p и он выдает сигнал, на отключение электрической машины. Аналогично работает защита при обрыве одной фазы и двойном замыкании на землю,

TexHliKO-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в уменьшении повреждений при внутренних коротких замыканиях в обмотке статора электрической машины и .обрыве одной фазы, а следовательно в уменьшении Стоимости машины и вреMeHi N ее послеаварийных ремонтов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, соIдержащая два подшипниковых щита, статор с катушечными группами обмотки, блок для защиты последней от ; повреждений с реагирующим органом и .датчиком магнитного потока внутри .машины, расположенным в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора, отлич а.ющая.ся тем, . что, с целью расширения функциональных возможностей защиты путем отклю. чения последней от сети при междуфазных замыканиях обмотки статора, при обрыве одной ,из .фаз и при двойном замыкании обмотки на землю, в нее дополнительно введены датчики-магнитного потока с ферромагнитными сердечниками по числу катушечных групп минус единица, которые вместе р упомянутым датчиком расположены равномерно по окружности в упомянутой плоскости и механически прикреплены внутри i машины, например, к подшипниковому щиту, причем одни выводы обмоток, (Л С каждой пары датчиков соединены меаду собой, а другие подключены к реагирующему органу. 4 ОЬ 00 сд 00

Ш

фуг. J