Способ испытания на механическую прочность обмоточного слоя беспазовой электрической машины Советский патент 1988 года по МПК G01R31/34 H02K15/04 

ел

со о

СП

4

НИКОВ 4 и 5. Лля этого катушки 2 и 3 обмотки возбуждения подключают к регулируемому источнику 10 постоянного тока. Проводники 4 и 5 моделей обмоточного слоя подключают к отдельным источникам 11 и 12 импульсного тока.Пульсирующий ток, пропускаемый по моделям, составляют из постоянного и наложенного на него импульсного с импульсами прямоугольной формы. В моделях обмоточного слоя на стержни действуют силы, равные натурным в имитируемой машине при эксплуатации. Изобретение позволяет обеспечить более высокую точность моделирования усилий, а следовательно, и достоверность получаемой информации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - снижение затрат энергии и материалов на проведение испытаний. Модели обмоточного слоя беспазовой электрической машины неподвижно закрепляют посредством блоков 8 и 9 в зазоре сердечника 1. Их размещают, обращая проводниками 4 и 5 друг к другу.В зоне расположения моделей обмоточного слоя создают магнитное поле, направленное перпендикулярно поверхности провод

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электромашиностроению, и может быть использовано для испытания обмоточного слоя бес- пазовых электрических машин как постоянного, так и переменного тока.

Цель изобретения - сниже)1ие затрат энергии и материалов на проведение испытаний на механическую прочность обмоточного слоя безпазовой электрической машины.

На фиг. 1 показана диаграмма токов, пропускаемых по моделям обмотоного слоя; на фиг. 2 - диаграмма усилий в обмоточном слое моделей; на фиг. 3 - устройство для реализации предлагаемого способа.

На диаграммах приняты следующие обозначения: „ - амплитудное значение импульса импульсного тока первой модели; 1а амплитудное значение импульса импульсного тока второй модели; In, величина постоянного тока первой модели; Iп величина постоянного тока второй модели; F 9д электродинамическое усилие в первой модели, имитирующее усилия в тангенциальном направлении для реальной машины; F gj - электродинамическое усилие в первой модели имитирующее усилия в радиальном наравлении для реальной машины; Fj - электродинамическое усилие во второ модели, имитирующее усилия в тангенциальном направлении для реальной машины;Fjj - электродинамическое усилие во второй модели, имитирующее усилия в радиальном направлении для реальной машины; Рц F ц - имтируемые для реальной машины усилия в радиальном направлении.

Г

0

5

0

5

0

На сердечнике 1 размещены катушки 2 и 3, составляющие обмотку возбуждения магнитного поля. В зазоре сердечника 1 размещены модели обмоточного слоя, состоящие из проводников (стержней) 4 и 5 и макетов сердечников 6 и 7, неподвижно закрепленных посредством блоков 8 и 9 неподвижного закрепления.Катушки 2 и 3 обмотки возбуждения подсоединены к регулируемому источнику 10 постоянного тока, а проводники 4 и 5 моделей обмоточного слоя подсоединены к своим источникам 11 и 12 регулируемого импульсного тока. Модели обмоточного слоя снабжены регулируемым блоком 13 охлаждения (в случае газового охлаждения обмотки это вентилятор с регулируемой величиной воздуш- ног.о потока, например, посредством диафрагмы 14) .

Для проведения испытаний на механическую прочность модели обмоточного слоя беспазовой электрической машины неподвижно закрепляют посредством блоков 8 и 9 неподвижного закрепления 8 и 9 в зазоре сердечника 1. При закреплении моделей обмоточного слоя их размещают, обращая проводниками (стержнями) 4 и 5 друг к другу.

В зоне расположения моделей обмоточного слоя создают магнитное поле, направленное перпендикулярно поверхности проводников 4 и 5.Для этого катушки 2 и 3 обмотки возбуждения подключают к регулируемому источнику 10 постоянного тока и, регулируя величину тока, устанавливают величину индукции магнитного поля в зазоре. Величина индукции магнитного

прля определяется конкретным видом имитируемой машины и конструкцией ее обмоточного слоя. Например, для испытания обмоточного слоя машин со сверхпроводниковьсми обмотками возбуж дения,имеющих индукцию в воздушном зазоре свыше 1,5 Тл, в соответствии с предлагаемым способом уменьшают индукцию магнитного поля до 0,45- ,1,1 Тл.

Проводники 4 и 5 моделей обмоточного слоя подключают к отдельным источникам 11 и 12 регулируемого импульсного тока.Пульсирующий ток,про- пускаемый по моделям,составляют из постоянного и наложенного на него импульсного, содержащего импульсы прямоугольной формы, длительности которых составляют половину периодов, определяемых из соотношения

г Р-п

30

где f - частота пульсации, Гц; р - число пар полюсов; п - частота вращения имитируемой машины в исследуемом режиме, об/мин.

Амплитудное значение импульса тока равно

Ia К- 1, К l 1 выбирают от 1 до В.,/0,45

иЛп

О.е ,

где I у„ - величина тока,протекающего по стержням имитируемой машины;

В

- индукция магнитного поля

в зоне размещения обмоточного слоя имитируемой машины в исследуемом режиме.

Величина постоянного тока определяется из условия обеспечения равенства

« U - 13

Величины постоянного тока и ам- плитуды импульса устанавливают равными для обеих моделей, однако импуль сы токов моделей сдвигают один относительно другого на полпериода.

Для стабилизации и регулирования температуры обмоточного слоя на уровне имитируемой машины в исследуемом режиме на модель воздействуют

г п

5

«

f

5

0

5

посредством внешнего регулируемого блока 13 охлаждения,например,при воздушном охлаждении обмоточного слоя посредством вентилятора с регулируемым потоком воздуха.

При необходимости получения дополнительной информациии при испытании моделей, т.е. для проведения одновременных испытаний моделей в разных режимах нагружения,величину индукции магнитного поля, в котором размещены модели, создают равной величине индукции имитируемой машины, по проводникам моделей пропускают пульсирующий ток, при этом токи моделей отличаются величиной амплитуды импульсного тока. Амплитудное значение тока в одной из моделей создают равным величине тока, протекающего по проводникам (стержням) имитируемой машины в исследуемом режиме, а амплитудное значение импульса тока, ; протекающего по проводникам другой модели, определяют из соотношения

I я, имВеличины постоянного тока для каждого пульсирующего тока также отличаются одна от другой и определяются из приведенных соотношений.

Длительность нагружения моделей обмоточного слоя определяется конструкцией обмоточного слоя из условия определения длительной прочности закрепления. Положительный эффект достигается тем,что в моделях обмоточного слоя на стержни и средства их закрепления действуют силы, равные натурным в имитируемой машине при эксплуатации, а условия, в которых происходит нагружение,соответствуют реальным,а затраты энергии и расход материалов уменьшаются.

Предлагаемый способ испытания обеспечивает более высокую точность моделирования усилий, а следовательно, и достоверность получаемой информации, расширяет диапазон имитируемых машин, снижает стоимость проведения испытания.

Формула изобретения

лям обмоточного слоя, выполненным в виде укрепленных на поверхности сердечника проводников, и в создании в зоне размещения моделей обмоточного слоя магнитного поля, направленного перпендикулярно поверхности проводников,а проводники подключают к источнику тока и оснащают системой измерения усилий и стабилиза- ции температуры обмоточного слоя, отлич ающийся тем,что, с целью снижения затрат энергии и материалов, устанавливают модели обмоточного слоя попарно, обращая их проводниками друг к другу,а величину индукции магнитного поля в зоне размещения моделей обмоточного слоя уменьшают, устанавливая ее в пределах от номинального значения индук- ции имитируемой машины в исследуемом режиме (В„) до значения 0,45 Тл, и пропускают по проводникам обеих моделей пульсирующий ток, состоящий из постоянного тока и наложенного на него импульсного тока, содержащего

прямоугольные импульсы одинаковой для обеих моделей ширины, равной половине периода повторяемости, той же полярности,что и постоянный ток, причем импульсы тока одной модели сдвигают относительно импульсов другой модели на половину периода повторяемости, а их амплитуду (1) устанавливают из условия соответствия усилий,возникающих в модели, реальным усилиям имитируемой машины с током (IKM действующим в тангенциальном направлении, I,

KI.

где К 1 выбирают в диапазоне значений от 1 до ,45 to.e.J.

Фи11