Устройство для контроля обмоток электрических машин Советский патент 1984 года по МПК G01R31/06 

1 со

00 О

Изобретение относится к измерению электрических величин, а именно к устройствам для контроля обмоток электрических машин, и может быть использовано для проверки правильности укладки секций обмоток в пазы ротора и статора.

Известно устройство для проверки якорей электрических машин, содержащее индукционный датчик, соединенный с двумя фазовыми детекторами, с вторыми входами которых соединены соответственно источник переменного напряжения и источник эталонного напряжения, с выходами фазовых детек торов соединены индикаторы напряжения С1 .

Недостатком данного устройства является невозможность применения для проверки правильности укладки. обмоток других типов электрических машин, в которых поочередное пропускание ЭДС по отдельным секциям обмотки становится невозможным, а сами секции проверяемых обмоток имеют раз личное число витков и шаг уклаДки в

,

пазы ротора или статора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения на П-образном сердечнике с выводами для соединения с источником питания переменного тока, клеммы для подключения к ним проверяемой обмотки, соединенные с индикатором. Расстояние между полюсами сердечника в устройстве выполняют равным удвоенному полюсному делению проверяемой обмотки. При подаче напряжения на обмотку возбуждения известного устройства в секциях проверяемой обмотк индуцируется ЭДС, величина которой пропорциональна числу витков в этих секциях. Вывод о правильности укладки обмоток в пазы делается на основании показаний индикатора 2.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не может быть применено для контроля других типов обмоток, например синусных. ,Синусная обмотка не имеет одинаковых по числу витков и шагу укладки однополярных секций. При применении устРойства для контроля обмоток, содержащих однополярные секции с шагом укЛадки больше зубцового деления, под

действием магнитодвижущей силы обмотки возбуждения магнитным потоком охватываются и другие секции, в них также индуцируется ЭДС. Это усложня.ет оценку результатов контроля и снижает их достоверность. Точность контроля обмоток зависит от стабильности зазора между полюсами П-образного сердечника и зубцами магнитопровода проверяемой обмотки или точност их прилегания и не может быть проверена в процессе контроля.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, а именно возможности контроля правильности укладки различных типов обмоток, например синусных и возможности проверки достоверности результатов в процессе контроля обмоток .

Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля обмоток электрических машин, содержащее П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, введены второй П-образный сердечник с полюсами и оЬмоткой возбуждения, переключатель полярности, а в каждый П-образный сердечник - контрольная обмотка., расположенная на полюсах соответствующего сердечника; выводы контрольных обмоток соединены с клеммами для подключения измерительного прибора, причем выводы обмоток возбуждения первого и второго П-образных сердечников соединены с входами.переключателя, выходы переключателя соединены с клеммами для подключения источника питания переменного тока, расстояние между полюсамиП-образных сердечников выполнено равньм. зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки, а один из П-образных сердечников установлен с возможность поворота вокруг проверяемой обмотки так, что угол взаимного расположения осей П-образных сердечников может изменяться от О до 360°.

На чертеже изображено устройство для контроля правильности укладки обмотки и контролируемый ротор с обмоткой синусного типа.

Устройство содержит два П-образных сердечника 1 и 2 с обмотками 3 и 4 возбуждения, расположенными на основании П-образных сердечников, полюсами 5 и двумя контрольными обмотками 6 и 7, которые расположены на полю31сах 5 П-образных сердечников 1 и 2. Расстояние между полюсами 5 в каждом П-образном сердечнике 1 и 2 выполнено равным зубцовому делению магнитопровода 8. П7образный сердечник 2 установлен в неподвижном основании 9 а П-образный сердечник 1 - в подвижном корпусе 10, который может поворачиваться по направляющей 11 основания 9 вместе с П-образным сердечником 1 вокруг проверяемой обмотки 12 на угол от О до 360 и устанавливаться на основании 9 неподвижно. Переключатель 13 полярности осуществляет связь обмоток 3 и 4 возбуждения с источником питания переменнного тока последовательно-согласно или последовательно-встречно. Выводы контрольных обмоток 6 и 7 и выводы проверяемой обмотки 12 при проверке подключаются к измерительному прибору с помощью коммутирующего устройства (не показано). Магнитопровод 8 с проверяемой обмоткой 12 устанавливается на вал 14 и с помощью механиз ма поворота (не показан) может поворачиваться на 360 относительно корпуса 10. Обмотки 3 и 4 возбуждения выполняются с равным числом витков, как и контрольные обсотки 6 и 7. Чис fOo витков обмотки 3 и 4 возбутвдения .определяется по величине ЭДС, которая индуцируется в секциях проверяемой обмотки 12 при подключении обмоток 3 и 4 возбуждения к источнику питания переменного тока. Величины индуцированных ЭДС в секциях проверяемой обмотки 12 выбираются удобными для измерения стандартными измерительными приборами без дополнительных усилительных устройств. Направление намотки обмоток 3 и 4 возбуждения может быть любым, так ка в устройстве имеется возможность изменять полярность одной из обмоток 3 возбуждения переключателем 13 полярности. Число витков контрольньк обмоток 6 и 7 выбирается равным наименьшему числу витков, на которое может произойти реальная ошибка при укладке секций в пазы магнитопровода 8. Намотка контрольной обмотки 6 и 7 может быть выполнена как на один полюс 5, так и на два полюса 5 П-образного сердечника 1 и 2. При намотке на два полюса 5 направление намотки контрольной обмотки 6 и 7 каждого П-образного сердечника 1 и 9 должно быть согласным. Взаимное направление намотки контрольных обмоток 6 и 7 может быть любым, так как при работе устройства они функционально не связаны. Габариты П-образного сердечника 1 с обмоткой 3 возбуждения и П-образного сердечника 2 с обмоткой 4 возбуждения выбираются такими, чтобы при повороте корпуса 10 в процессе контроля обмоток они взаимно не касались. Полюса 5 П-образных сердечников 1 и 2 заливаются компаундом и обрабатываются по диаметру магнитопровода 8. В основании 9 и корпусе 10 имеются пружины 15 и 16, с помощью которых обеспечивается постоянное усилие прижатия полюсов 5 к магнитопроводу 8. Устройство работает следующим образом. На обмотки 3 и 4 возбуждения подается напряжение от источника питания .переменного тока с частотой, вьнпе рабочей частоты проверяемого изделия. При выборе частоты учитываются потери в железе магнитопровода 8.-Чрезмерное увеличение частоты приводит к увеличению помех, связанных с потерями в железе магнитопро- вода 8, и затрудняет выявление дефектов укладки обмотки 12. Переключатель 13 полярности устанавливается в положение, соответствующее встречному индуцированию ЭДС в двух секциях проверяемой обмотки 12. На вал 14 устанавливается магнитопровод 8 с проверяемой обмоткой 12. Выводы проверяемой обмотки 12 подключаются к измерителю нащ 51жения. Магнитопровод 8 поворачивают относительно Побразного сердечника 2 до смещения двух соседних зубцов магнитопровода 8 с полюсами 5 П-образного сердечника 2. П-образный сердечник 1 поворачивает вокруг магнитопровода 8 и устанавливают под таким углом к сердечнику 2, при котором в пазах, расположенных против П-образных сердечников 1 и 2, находятся секции обмотки 12 с равным числом витков и шагом укладки, а при повороте магнитопровода 8 на 360 любые два паза. оказавшиеся расположенными против П-образных сердечников 1 и 2, имеют секции также с равным числом витков и шагом укладки. В случае, показанном на чертеже, для проверяемой 51 обмотки 12 синусного типа П-образный сердечник 1 устанавливается на по отношению к П-образному сердечнику 2. Магнитопровод 8 приводят прбцессе В плавное вращение и в поворота на 180 следят за показаниями измерителя напряжений. На основании показаний измерителя напряжений делают вывод о наличии или отсутствии ошибок укладки секций прове ряемой обмотки 12. Плавное изменение напряжения (без скачков) в небольших пределах свидетельствует о правильной укладке секций с равным числом витков. При неправильной укладке секций происходит скачкообразное изменение напряжения. При изменении полярности одной из секций измеритель напряжения показывает напряжение, пропорциональное сумме чисел витков двух секций, при отсутствии одной из секций в пазу магнитопровода 8 - напряжение, пропорциональное числу витков другой секции, при перекрещивании секций - напряжениепропорциональное разнице в числе вит ков секций, находящихся в пазах магнитопровода 8 против пазов П-образных сердечников 1 и 2, В сомнительных случаях к измерителю напряжений поочередно подключают контрольные обмотки 6 и 7, При наличии значитель ного неравенства напряжений на контрольных обмотках 6 и 7 (например, более 20%) устраняют причину, вызвавшую это неравенство, и производят перепроверку правильности укладки секций. После этого определяют правильность полярности неидентичных секций проверяемой обмотки 12 по отношению друг к другу. Для этого П-образный сердечник 1 смещают на один паз по отношению к неподвижному магнитопроводу и по показаниям измерителя напряжений определяют напря жение в двух положениях переключателя 13, Если полярн.ость секции, расположенной против П-образного сердеч ника 1 согласно электрической схеме проверяемой обмотки, должна быть такой же, что и полярность предыдущей секции, то меньшее напряжение должно соответствовать такому положению переключателя 13, в котором он был при контроле предьщущей секции. Если полярность секции, расположенной про тив П-образного сердечника 1 согласн электрической схеме, должна изменять 9 ся на противоположную, то меньшее напряжение должно соответствовать другому положению переключателя 13, Аналогично проверяют полярность остальных неидентичных секций, каждый раз смещая П-образный сердечник на один паз магнитопровода 8. Частота подаваемого на обмотки 3 и 4 возбуждения напряжения может быть определена экспериментально. Для этого на вал 14 устанавливается магнитопровод 8 с обмоткой 12, в которой имеется известный (специально выполненный) дефект укладки обмотки, На обмотки 3 и 4 возбуждения подается напряжение от источника питания переменного тока регулируемой частоты. Регулируя, частоту подавае-. МОго напряжения подбирают такую, когда при вращении магнитопровода 8 дефект укладки обмотки определяют по показаниям измерительного прибора, I Предлагаемое устройство может быть использовано для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках роторов (статоров). Для этого П-образньм сердечник 1 устанавливают под углом к П-образному сердечнику 2, равным шагу укладки секции проверяемой обмотки 12, Обмотка 3 возбуждения подключается к измерителю напряжения, а на обмотку 4 возбуждения подают напряжение переменного тока, Магнитопровод 8 устанавливается на вал 14 и поворачивается на 360 , Выводные концы проверяемой обмотки остаются незадействованными. При наличии короткозамкнутых витков в секциях проверяемой обмотки 12 в обмотке 3 возбуждения индуцируется ЭДС, пропорциональная количеству короткозамкнутых витков, что регистрируется по показаниям измерительного прибора. Производительность обнаружения короткозамкнутых витков на предлагаемом устройстве зависит от типа проверяемых обмоток. Если проверяемая обмотка состоит из секции с одинаковым шагом укладки в пазы, то проверка выполняется за один поворот ротора (статора) на 360 , Если проверяемая обмотка состоит из секций с разными шагами укладки в пазы, то установка П-образных сердечников 1 и 2 под углом, равньм углу шага проверяемой секции, и поворот на 360 повторяют столько раз, сколько содержится

7

разных по шагу укладки секций в проверяемой обмотке.

Устройство позволяет контролировать различные типы обмоток по всем возможным ошибкам в укладке секций, а именно по неправильной полярности секций, отсутствию проводников секций в пазу магнитопровода обмотки, перекрещиванию разных по числу витков секций.

Использование предлагаемого устройства позволяет своевременно на более ранних стадиях изготовления выявить дефекты в укладке обмоток и обнаружить короткозамкнутые витки в обмотках электрических машин.

Наличие в устройстве второго Побразного сердечника с полюсами и обмоткой возбуждения и выполнение расстояния между полюсами в сердечн ках равным зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки позволяют производить-юдновременное индуцирование ЭДС в двух и только в двух выбранных для сравнения секциях обмотки вне зависимости от схемы раскладки обмотки по пазам магнитопровода.

14989

Возможность поворота одного Побразного сердечника вокруг проверяемой обмотки от О до 360 позволяет выбирать для сравнения две любые сек5 ции обмотки вне зависимости от схемы раскладки обмоток по пазам магнитопровода .

Наличие в устройстве переключателя полярности, соединяющего вьгеоды 0 обмоток возбуждения первого и второго сердечника с источником питания переменного тока последовательносогласно и последовательно-встречно, позволяет индуцировать встречные tS ЭДС в двух выбранных секциях обмотки вне зависимости от схемы раскладки обмотки по пазам сердечника (по полярности) и сравнивать суммарные величины индуцированных 20 ЭДС двух секций как при их согласном так и при встречном индуцировании.

Наличие в каждом П-образном сер- ; дечнике контрольной обмотки, расположенной на полюсах (полюсе) П-об25 разного сердечника с вьгаодами для подключения к измерительному прибору, обеспечивает проверку достоверности -результатов в процессе контроля обмоток.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОБМОТОК .ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, содержащее П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй П-образный сердечник с полюсами и обмоткой возбуждения, переключатель полярности, а в каждый П-образный сердечник - контрольная обмотка, расположенная на полюсах соответствующего сердечника, выводы контрольных обмоток соединены с клеммами для подключения измерительного прибора, причем выводы обмоток возбуждения первого и второго П-образных сердечников соединены с входами переключателя, выходы переключателя соединены с клеммами для подключения источника питания переменного тока, расстояние между полюсами П-образных сердечников выполнено равным зубцовому делению магнитопровода проверяемой обмотки, а один из П-образных сердечников усш тановлен с возможностью поворота вокруг проверяемой обмотки так, что угол взаимного расположения осей П-образных сердечников может изменяться от О до 360°.