Способ испытаний на ресурс погружного электродвигателя топливного насоса Советский патент 1984 года по МПК H02K15/00 

1 Изобретение относится к области электрических машин, в частности к ускоренным испытаниям этих машин Известен способ ускоренных испы таний на ресурс электрической маши ны, включающий в себя работу при п вышенной температуре охлаждающего воздуха и повьшенной температуре Масла, причем температура масла отличается от температуры воздуха И/ Однако этот способ неприменим к погруяшьм электродвигателям, где одна среда является охладителем и смазкой. Наиболее близким к изобретению технической сущности является спо.соб испытаний на ресурс погружного электродвигателя топливного насоса, предусматривающий нагружение ротора эксплуатационным моментом, подаержание заданной температ ры топлива, соответствующей работе топливного насоса на номинальном режиме , и периодическое включение двигателя с числом включений , рав ным числу пусков двигателя за ресу причем суммарное время включений д гателя равно его ресурсу0 . Однако известный способ испытаний также требует большого времени для его проведения, особенно при увеличении ресурса, так как предус матривает проведение испытания в полном объеме, соответствующем уве личенному или существующему ресурСУ, , . . / . , Цель изобретения - сокращение времени испытаний. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу испытаний на ресурс погружного электродвигат ля топливного насоса с опорами скол жения, предусматривающему нагружение ротора эксплуатационным моментом, поддержание заданной температу ры топлива и периодическое включение двигателя с числом включений, равным числу пусков двигателя за ресурс, длительность включения дви гателя устанавливают равной времени установления номинальной частоты вращения, после окончания всех включений двигатель вьщерживают при температуре, превьш1ающей на 50-80 0 температуру топлива на номинальном режиме работы, а время 10 этой вьщержки выбирают таким, чтобы натуральный логарифм отношения ресурса двигателя к времени вьщержки был равен 2,2-3,2. При этом нагружение ротора эксплуатационным моментом осзпцествляют с помощью закрепленного на роторе, центробежного колеса,вращающегося в камере, заполненной топливом . С целью, упрощения и повьшения экономичности испытаний перед температурной вьщержкой двигатель можно осушать. При ускоренных испытаниях работа электродвигателя происходит на тех же режимах, что и при нормальных испытаниях, т.е. сохраняются те же величины нагрузок, динамика выхода на режим, обороты, потребляемая мощность, следовательно, работоспособность элементов электродвигателя определяется их температурным сйстоянием, а деталей подшипника скольжения - характером режима трения, которое зависит от вязкости топлива. Можно вьделить три основных вида трения скольжения: граничное, смешанное (полужидкостное) и жидкостное. Причем прижидкостном виде трения износ контактирующих поверхностей подшипника практически отсутствует, так как они разделены клиновым зазором, возникающим за счет гидродинамического воздействия на рабочую жидкость (гидродинамический клин). Проведенные экспериментальные исследования, подтвержденные расчетами показывают, что износ подшипников « скольжения происходит только при непосредственном контакте между валом и вкЛадышем, что возникает при вьпсоде электродвигателя на режим. Следовательно, на износ подшипников скольжения, а значит и на работоспособность электродвигателя, влияет только количество выходов на режим. С учетом времени переходного режима (обычно в 3-4 раза превышает время выхода на режим) и времени, необходимого для контроля режимов работы, для сокращения времени испытаний без снижения достоверности результатов длительность включения можно ограничить.выходом на режим и вьщержкой на номинальном режиме (т.е. рабочий режим, соответствующий 3 крейсерско гу режиму полета, имеюще му макаимальную длительность по времени) в течение времени, превышающем время выхода на режим в 10-20 раз. Большое влияние на работоспособ ность и ресурс электродвигателя оказьгоаёт температура нагрева его элементов и физико-химические свой ства материалов. Повышение температуры нагрева элементов электродвигателя в определенных предёла:х не вызьшает качественных изменений характера ста рения электроизоляционных материал а лишь ускоряет эти процессы. Работоспособность отдельного эл мента в зависимости от изменения температуры определяют по зтавнени Вант-Гофф-Аррениуса , А е 7S- где А и В - постоянные коэффициент определяющие физико-хи мические свойства мате риалов; Т - температура нагрева эл ментов . Путем обработки экспериментальных данных, определяющих термостой кость различных элементов, полу-чают зависимость увеличения скорости старения всего электродвигателя 9- 2 z., J,л. - величина установленно ресурса; „..,. - длительность температ НОИ вьздержки, Еп - натуральный логарифм. 04 Таким образом, учитывая рассмотренные зависимости для проведения ускоренных испытаний электродвигателя, поддерживают температуру топлива в зоне температуры на номинальном режиме системы, устанавливают длительность каждого включения . в 10-20 раз превьшгающей время выхода на режим, а количество включений сохраняют равным числу пусков за ресурс, что обеспечивает износ подшипников скольжения в объеме, соответствунмдем изнору Подшипников при обычных методах испытаний с вьфаботкой установленного ресурса. Затем осзинают электродвигатель и помещают его в термостат, в котором устанавливают температуру на 50-80 С вьше температуры топлива на номинальном режиме системы, а длительность вьщержки устанавливают в соответствии с указанной зависимостью, что вызывает ускорение темпа старения электроизоляционных материалов до величины, об%спечивающей равнозначность величины старения при ускоренных и обычных методах испытаний. При включениях нагружают ротор эксплуатационным моментом, закреплением на его роторе центробежной крьшьчатки, вращающейся в камере, заполненной топливом, что обеспечивает величину и характер нагрузок, соответствующий реальной эксплуатации электродвигателя. Таким образом, испытание электродвигателя по предлагаемому способу обеспечивает ускорение проведения испытаний без снижения досто- верности реально протекающих фиайческих процессов, влияюшрх на надежность и работоспособность электродвигателя .

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ НА РЕСУРС ПОГРУЖНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ TOnJTOBHOrO НАСОСА с опорами скольжения, предусматривающий нагружениё ротора эксплуатационным моментом, поддержание заданной температуры топлива и периодическое включение двигателя с числом включений, равным числу пусков двигателя за ресурс, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени испытаний, длительность включений двигателя устанавливают равной времени установления номинальной частоты вращения, после окончания всех включений двигатель вьщерживают при температуре, превьшающей на 50-80 С температуру топлива на номинальном режиме работы, a время этой вьщержки выбирают таким, чтобы натуральный логарифм отношения ресурса двигателя к времени вьдержки был равен 2,23,2. 2.Способ по П.1, отличающ и и с я тем, что нагружениё ротора эксплуатационным моментом осуществляют с помощью закрепленного на роторе центробежного колеса, вращающегося в камере, заполненной TonjmBOM. 3.Способ по П.1, отличающийся тем, что перед вьщержкой при повьшенной температуре двигатель осушают.