Устройство для испытаний на механическую прочность модели обмоточного слоя электрической машины Советский патент 1987 года по МПК H02K15/00 

Изобретение относится к электромагии- ностроению, в частности к устройствам для испытаний модели обмоточного слоя электрической машины.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем расширения возможности воспроизведения эксплуатационных воздействий.

На чертеже приведен пример выполнения предложенного устройства.

Устройство имеет сердечник 1, на котором размешены катушки 2 и 3, составляющие обмотку возбуждения. В зазоре 4 сердечника размеш,ена модель обмоточного слоя, состояшая из проводников 5 (стержней) и макета сердечника 6, неподвижно закрепленная посредством устройства 7. Катушки обмотки возбуждения подсоединены к регулируемому источнику 8 постоянного тока, а проводники модели обмоточного слоя подсоединены к источнику 9 регулируемого импульсного тока. Модель обмоточного слоя снабжена регулируемым устройством 10 охлаждения (в случае газового охлаждения обмотки это вентилятор с регулируемой величиной воздушного потока, например посредством диафрагмы 11).

Устройство работает следующим образом.

Посредством обмотки возбуждения, со- стояшей из катушек, в зазоре сердечника создается магнитное поле, интенсивность которого регулируется посредством источника постоянного тока и устанавливается соответственно режиму имитируемой .машины.

По проводникам (стержням) модели обмоточного слоя пропускают импульсный ток, частота, амплитуда, форма и скважность импульсов которого регулируется посредством источника импульсного тока и устанавливаются соответственно заданному режиму. Для поддержания теплового состояния модели обмоточного слоя на уровне имитируемой машины на модель воздействуют (в случае воздушного охлаждения) потоком воздуха, создаваемым вентилятором. Величина потока воздуха .может регулироваться посредством диафрагмы.

Приведенное выполнение устройства позволяет расширить возможность воспроизведения эксплуатационных воздействий и тем самым повысить достоверность результатов испытаний. В частности, подключение обмотки возбуждения к независимому регулируемо.му источнику постоянного тока позволяет изменять величину магнитного поля в зазоре сердечника, а следовательно, и усилия, действующие на проводники модели обмоточного слоя, что обеспечивает имитацию работы машины в различных режимах с регулировкой величины магнитного потока.

Подк.тючение модели обмоточного слоя к источнику регулируемого импульсного тока позволяет имитировать различные режимы работы машины, отличающиеся как по величине тока, так и по частоте вращения.

Подключение проводников обмотки модели обмоточного слоя и обмотки возбуждения к раздельным источникам питания позволяет .получить два канала управления усилиями, действуюшими на упомянутые проводники, а следовательно, обеспечивает выбор режимов, наиболее полно совпадающих с условиями в реальной машине.

Наличие регулируемого устройства ох- лаждения позволяет имитировать различные варианты теплового состояния реальной машины.

Неподвижное закрепление модели обмоточного слоя в зазоре магнитной системы, в которой возбуждается магнитное поле, позволяет нагружать средства закрепления проводников (стержней) модели обмоточного слоя усилием, зависящим от величины магнитного поля в зазоре и тока, протекающего по проводникам (стержням). Обеспечение формы импульса, повторяющего форму распределения индукции в воздушном зазоре Б зоне обмоточного слоя имитируемой машины, позволяет уточнить сведения о механической прочности закрепления обмоточного слоя для конкретного класса .машин.

В частности, исследование обмоточного слоя беспазовых электрических машин со сверхнроводниковы.ми обмотками возбуждения и машин с большой величиной немагнитного промежутка, напри.мер турбогене- раторов, производится следующи.м образом.

Модель обмоточного слоя неподвижно закрепляют в зоне действия магнитного поля,, величину индукции которого создают в пределах 0,45-1,1 Тл. По проводникам модели обмоточного слоя пропускают пуль- сируюший ток.

Амплитудное значение импульса тока определяется из соотнопления

°а То,Т5-Ш ч Частота пульсации определяется зави

симостью

, 30

где f частота пульсаций, Гц;

Р - - число пар полюсов машины; п -частота вращения машины,

об/мин.

При протекании тока по проводникам модели в них выделяется тепло. Поэтому для стабилизации и регулирования температуры обмоточного слоя модели на уровне имитируе.мой машины в исследуе.мом режиме на модель воздействуют посредство.м

внешнего регулируемого устройства охлаждения, например, при воздушном охлаждении обмоточного слоя посредством вентилятора с регулируемым потоком воздуха.

Исследование обмоточного слоя беспазовых электрических машин с обмотками возбуждения, имеюш,ими традиционное охлаждение, отличается от описанного тем, что величину индукции магнитного поля, в котором размешают модель обмоточного слоя, создают равной величине индукции имитируемой машины в зоне размеш,ения обмоточного слоя, а по проводникам модели пропускают импульсный ток, имплитуда импульса которого равна величине тока, протекаюшего по проводникам имитируе- мой машины в исследуемом режиме. Получение значений индукции магнитного поля и тока, соответствуюших натурной машине в исследуемых режимах, возможно посредством традиционных обмоток возбуждения и источников питания, так как величина индукции магнитного поля этих машин составляет до 1,1 Тл, а ток стержня обмоточного слоя не превышает 1000 А.

При необходимости получения уточненных данных о механической прочности об- моточного слоя (в зависимости от рода тока машины и распределения индукции магнитного поля в воздушном зазоре) форму импульсов тока, протекаюш.его по проводникам модели, выполняют повторяющей форму распределения индукции в воздуш- ном зазоре машины в зоне размещения обмотки.

Длительность нагружения модели обмоточного слоя фактически не лимитируется и может быть определена, исходя из конструктивного решения закрепления обмоточного слоя. Например, в случае закрепления полимерным связующим - сроками его старения, в случае дискретных металлических элементов - количеством циклов, опре0

s

5 0

0

5

0

деляющих усталостную прочность элементов.

Предложенное устройство позволяет производить предварительные испытания на механическую прочность на моделях при перегрузках и условиях, идентичных реальным. Благодаря этому уже на стадии испытания моделей имеется информация о работоспособности обмоточного слоя, получаемая в настоящее время только при испытаниях экспериментального образца машины в условиях, имитирующих эксплуатационные. Достоверность информации позволяет отказаться от изготовления экспериментального образца и проведения его ресурсных испытаний, при этом опытно- промышленная эксплуатация может производиться без наличия дополнительного резерва по машинам в случае аварийных ситуаций.

Формула изобретения

1.Устройство для испытаний на механическую прочность модели обмоточного слоя электрической машины, включающее регулируемый источник тока, предназначенный для подключения к модели обмоточного слоя, и узел охлаждения, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний путем расширения возможности воспроизведения эксплуатационных воздействий, оно снабжено замкнутым магнитным сердечником с зазором, предназначенным для размещения в нем модели обмоточного слоя, обмоткой возбуждения, размещенной на сердечнике, и дополнительным регулируемым источником постоянного тока, подключенным к обмотке возбуждения сердечника.

2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что регулируемый источник тока, предназначенный для подключения к модели обмоточного слоя, выполнен импульсным.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизоляционной технике. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем расширения возможности воспроизведения эксплуатационных воздействий. Посредством обмотки возбуждения, состоя- шей из катушек 2 и 3, в зазоре 4 сердечника 1 создается магнитное поле, интенсивность которого регулируется посредством источника 8 постоянного тока и устанавливается соответственно режиму имитируемой машины. По проводникам модели пропускают импульсный ток, частота, амплитуда, форма и скважность импульсов которого регулируются источником 9 импульсного тока и устанавливаются соответственно заданному режиму. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. с $ (Л со о (X) ел 01