Статор электрической машины Советский патент 1984 года по МПК H02K1/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при эксплуатации тур богенераторов. Известен статор электрической машины, содержащий сегменты железа ce дечника, установленные на стяжных клиньях, нажимные пальцы, нажимные фланцы, гайки, установленные на стяж ных клиньях, датчики в виде катушек индуктивности, установленные на поверхности стяжных клиньев. Датчиками измеряют магнитную проницаемост материала стяжных клиньев в зависимости от приложенных механических на пряжений. До величине механических напряжений в стяжных клиньях определяют состояние прессовки сердеч|ника 1 J. Однако датчики измеряют не только приложенные напряжения, но и внутренние напряжения, возникающие в результате, механической и термическо обработок, что приводит к неточности определения состояния прессовки сердечника. Наиболее близким к изобретению яв ляется статор электрической машины, содержащий сегменты железа сердечника, установленные на стяжных клиньях нажимные пальцы, нажимные фланцы, га ки, установленные на стяжных клиньях датчики емкостного типа, расположенные внутри прокладок из текстолита и установленные между сегментами жел за сердечника в диагностируемой зоне, прибор для измерения электрйческой емкости, соединенной с датчиками. Статор позволяет получать информацию о состоянии прессовки шихто ванного сердечника в период эксплуатации 2 . Недостатками известного статора являются сложность изготовления и монтажа из-за установки датчиков меж ду сегментами железа сердечника и невысокая точность из-за того, что датчики необходимо градуировароть пе ред установкой в статор, а условия их работы в машине неадекватны условиям градуировки из-за наличия непаралельности сегментов железа сёрдатчика волнистости, шероховатости Л других причин. Кроме того, установка датчиков в сердечнике статора, монтаж прово-. дов к датчикам приводит к дополнительному снижению эксплуатационной надежности статора электрической машины. Целью изобретения является повышение надежности электрической машины за счет увеличения точности контроля состояния прессовки сердечника статора в эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в статоре электрической машины, содержащем сегменты железа сердечника, установленные на стяжных клиньях, нажимные фланцы, гайки, установленные на стяжных клиньях, и емкостные датчики давления прессовки сердечника, каждый из этих датчиков установлен между гайкой и нажимным фланцем и выполнен в виде изолированных электропроводньк кольцевых пластин, разделенных шайбами из упругого диэлектрического материала. На фиг.1 показан статор электрической машины, общий вид, на фиг.2 зависимость изменения электрической емкости от давления. Статор электрической машины содержит сегменты сердечника 1, установленные на стяжных клиньях 2 и зафиксированные по торцам нажимными пальцами 3, нажимньм фланцем 4, гайками 5. Под гайками на стяжных клиньях установлены шайбы из упругого диэлектрического материала, например текстолита 6, между которыми установлены пластины 7 из берилиевой бронзы, соединенные с прибором 8 дпя измерения электрической емкости, например цифровой измерительный мост типа Р-589. Пластины представляют собой электрические конденсаторы С. с диэлектрическим промежутком, равным толщине шайбы 6. На фиг.2 представлена зависимость электрической емкости плоского конденсатора С в функций давления & . В качестве диэлектрического промежутка использована слюда. Аналогичные зависимости (61 могут быть получены при использовании других изоляционных материалов (например, текстолита) ., После сборки и прессовки сердечника прибором для измерения емкости измеряют величину емкости, соответствующую давлению после прессовки. В процессе эксплуатации в результате изменения величины давления прессовки сердечника изменяется расстояние между пластинами 7, следовательно, изменяется и величина электрической емкости. Электрическую емкость пластин определяют по формуле о5 U; / диэлектрическая проницаемость вакуумаj относительное значение диэлектрической проницаемости изоляционной шайбы 5 - площадь электропроводящих пластин; о) - расстояние между пластинам Для шайбы из текстолита область упругих деформаций составляет не менее 100 кг/см. При изменении давления от О до 100 кг/см расстояние между пластинами уменьшается примерно на 10%. Погрешность измерений емкости совр менными измерительными мостами не пр вьшает 0,5%, что позволяет измерять усилие растяжения стяжного клина, а следовательно, и давление прессовки с точностью до 5%. Контроль состояния прессовки в эксплуатации производится в следующем порядке. После сборки и прессовки сердечника прибором для измерейия емкостей измеряют электрическую емкость датчиков, установленных под га ками. Эти величины заносят в паспорт турбогенератора. В процессе эксплуатации турбогенератора периодически измеряют емкость и определяют сущест вующее давление из соотношения СР„ электрическая емкость дат чика, измеряемая во время эксплуатации электрической машины;

CQ - электрическая емкость датчика после сборки и прессовки сердечника; Рр - давление прессовки после

сборки сердечника. В тех случаях, когда предъявляются повьш1енные требования к контролю состояния прессовки, например сердечника статора мощного турбогенерато1

процесс отвинчивания стальных гаек на стяжных клиньях. Процесс контроля легко поддается автоматизации.

Технико-эконойический эффект от внедрения предложенного статора возникает за счет повьппения надежности путем исключения аварийности по причине распушевки крайних пакетов сердечника и повышенной вибрации изза ослабления, прессовки. 64 ра атомной электрической станции, датчики устанавливают под каждую гайку. Датчики снабжают градуировочными зависимостями .C-f;(P), где Р - давление прессовки, п - число стяжных клиньев на одну сторону сердечника. Поскольку датчики имеют простейщую конструкцию и практически идентичны по своим параметрам, то достаточно одной зависимости для всех датчиков ( Р) . По измеренной величине емкости нескольких датчиковопределяют среднюю величину давления прессовки сердечника. Отклонение этой величины от первоначального состояния на 50-75% свидетельствует о критическом ослаблении прессовки сердечника и необхо- . димости вывода его в ремонт. Отклонение емкости одного или нескольких датчиков на величину, равную 85-90% от первоначальной емкости, свидетельствует о критическом локальном ослаблении прессовки Сердечника вследствие отвинчивания гаек. Таким образом, предлагаемое устРо ство статора электрической машины позволяет определить изменение давления прессовки сердечника в процессе эксплуатации практически без изменения конструкции электрической машины при несложной технологии измерения, не требующей градуировки датчиков и их установки непосредственно в сердечник статора, что приводит к повьш1ёнию надежности электрической машины. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет контролировать

С,пФ

то

то гооо

900

800 700 600 УОО 400

7 8 S 6,/f/ra

4 5 Фиг. 2

СТАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАПШНЫ, содержащий сегменты железа с.ердечника, установленные на стяжных клиньях, нажимные фланцы, гайки, установленные на стяжных клиньях, и емкостные датчики давления прессовки сердечника, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности за счет увеличения точности контроля состояния прессовки статора в эксплуатации, каждый емкостный датчик установлен между гайкой и нажимным фланцем и выполнен в виде изолированных электропроводных кольцевых пластин, разделенных шайбами г из упругого диэлектрического материала. ел 0) 9д