Прибор для контроля несимметрии расположения зубцов магнитопровода электрической машины Советский патент 1989 года по МПК G01R31/34 

1

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к приборам для контроля информационных электрических машин высокой точности в процессе производства.

Цель изобретения - повышение точности и ускорение процесса контроля.

На фиг. 1 приведена блок-схема прибора на фиг. 2 - конструктивная схема съемной обмотки зубец - полюсу на фиг, 3 - ее волновая развертка; на фиг, 4 и 5 - пример реализации подвижного элемента в двух проекциях на фиг, 6 - -зависимости ЭДС и напряжений элементов схемы от угла поворота вала.

Прибор для контроля несимметрии расположения зубцов магнитопровода электрической машины содержит задающее устройство 1 в виде тихоходного двигателя, связанное посредством вала 2 с отсчетным устройством 3, выполненным в виде многополюсного вращающегося трансформатора (ВТ) с обмоткой 4 возбуждения и вторичными си нусной 5 и косинусной 6 обмотками. Вал 2 через подвижный элемент 7 связан с посадочным местом 8 для проверяемого магнитопровода 9 ротора, установленного внутри электромашинного статора 10„ На статоре 10 размещены две диаметрально расположенные регулировочные катушки 11э 12 и на одном зубце установлена измерительная катушка 3. На проверяемом магнитопро- воде 9 ротора установлена съемная обмотка 14 зубец - полюс, которая

5

0

5

0

5

вместе с электромашинным статором 10 образует чувствительный элемент (ЧЭ) прибора. Обмотка 4 возбуждения отсчет ного устройства 3 подключена к источнику 15 переменного напряжения и к опорному входу фазового дискриминатора (ФД) 16, к информационному входу которого подключена синусная обмотка 5 вращающегося трансформатора. Выход фазового дискриминатора 16 через формирователь 17 импульсов (ФИ) подключен к входу управления устройства 18 -выборки-хранения (УВХ), Косинусная обмотка 6 многополюсного вращающегося трансформатора через компаратор 19 подключена к опорному входу фазочув- ствительного усилителя 20 (ФЧУ), к информационному входу которого подключена измерительная катушка 13 ЧЭ, а выход ФЧУ 20 подключен к информационному входу устройства 18 выборки хранения, выход которого подключен к регистрирующему устройству 21. Съемная обмотка 14 зубец - полюс подключена к источнику 15 переменного напряжения. Регулировочные катушки 11, 12 и резисторы 22, 23 соединены в мостовую схему, к одной диагонали которой подключен источник 15 переменного напряжения, а к другой - измерительный прибор 24, например милливольтметр, являющийся индикатором рассогласования схемы.

Съемная обмотка 14 зубец - полюс конструктивно выполнена в виде штепсельного разъема (фиг. 2 и 3), состоящего из вилки 25 к розетки 26 в ви

де колец 27, из изоляционного материала, в которые армированы штреки 29 вилки и гнезда 30 розетки. К двум соседним гнездам розетки 26 подсоединены выводные концы 31 обмотки 14, остальные гнезда соединены между собой попарно перемычками 32. На вилке 25 штекера 30 также соединены попарно перемычками 33, так что при соединении вилки 25, расположенной по одну сторону проверяемого магнитопро- вода 9, с розеткой 26, расположенной по другую его сторону, в пазах проверяемого магнитопровода 9 образуется волновая обмотка с числом полюсов, равным числу зубцов.

Шдвижный элемент 7, обеспечивающий возможность радиального смещения оси посадочного места 8 для проверяемого магнитопровода 9 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, может быть конструктивно выполнен, например, в виде фланцев (фиг. 4), один 34 из которых выполнен заодно с валом 2, другой 35 - заодно с посадочным местом 8. Фланцы стянуты между собой винтами 36, диаметр отверстий под которые во фланце 34 превышает диаметр самих винтов, чем обеспечивается возможность радиального смещения фланца 35 относительно фланца 34 при не полностью затянутых винтах 36. Для регулирования радиального смещения фланца 35 предусмотрены винты 37, установленные в вертикальной плоскости фланца 34 попарно в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Назначением подвижного элемента 7 является центрирование проверяемого магнитопровода 9 внутри электромашинного статора 10. Необходимость центрирования связана с тем, что при смещении оси проверяемого магнитопровода 9 относительно оси вращения возникает погрешность измерения угловых координат зубцов.

При отсутствии центрирования величина эксцентриситета за счет посадочного зазора между проверяемым магни- топроводом 9 и посадочным местом 8, на котором он установлен, за счет биения рабочей поверхности проверяемого

магнитопровода относительно его посадочного диаметра и за счет биения посадочного места относительно оси вращения может составлять 0,03-0,05 мм. Величина радиуса р роальных машинах

0

5

0

5

находится в диапазоне 25-50 мм. В результате погрешность измерения несимметрии расположения пазов может со- с ставлять +/2-6,88) угл. мин.

Допуск на несимметрию расположения пазов в прецизионных электрических машинах типа многополюсных и двухотсчетных ВТ составляет .±(2-5) , поэтому погрешность проверки должна быть не более ±(0,5-1) угл.мин, чего невозможно обеспечить без центрирования проверяемого магнитопровода.

Предварительное центрирование магнитопровода 9 относительно оси вращения электрической машины осуществляют в соответствии со способом, заключающимся в том, что центрирование производят путем радиального перемещения проверяемого магн итопрово- да 9 ротора относительно электромашинного статора 10 с помощью подвиж™ ного элемента 7 в двух взаимно перпендикулярных направлениях так, чтобы обеспечить одинаковые значения разбаланса мостовой схемы, образованной катушками 11, 12 и резисторами 22, 23, в двух положениях ротора, отличающихся на 180 .

После этого подают питание от источника 15 на обмотку 14 зубец - по люс, установленную на проверяемом магнитопроводе 9, и обмотку 4 возбуждения отсчетного устройства 3, в результате в выходных обмотках 5 и 6 и в изменительной катушке 13 ЧЭ наводятся ЭДС.

При повороте вала 2 задающим устройством 1 эти ЭДС изменяются в функции угла поворота ot как показано на Фиг. 6, где Е5, Е6, Е,3- ЭДС на обмотках 5, 6 и катушке 13, причем кривая Еу рроходит через нулевые значё360°

0

5

0

ния в углах, кратных

(Z - число

зубцов проверяемого магнитопровода 9) , при этом число полюсов многополюсного ВТЗ отсчетного устройства равно числу зубцов Z проверяемого магнито- провода 9; нулевые точки кривой

не совпадают с углами К

360°

на

величину погрешности расположения К-го зубца .

Как видно из фиг. 1, ЭДС Е6 через компаратор 19 подается на опорный вход фазочувствительного усилителя 20, а ЭДС Е,3 - на его информационный

51

вход. Поскольку ЭДС Г,6 изменяет фату при повороте на одно зубцовое деле 360° ,

ние (на угол ), то на выходе fj

фазочувств,ительного усилителя 20 напряжение U2o изменяется от угла поворота vi , как показано на фиг. 6, т.е в зоне границы каждого зубца проверяемого магнитопровода кривая U20 имеет линейный участок с положительной крутизной.

ЭДС Е и напряжение от источника 15 подаются на фазовый дискриминатор 16, на выходе которого получается напряжение U(g , изменяющееся в функции угла поворота вала 2 (фиг. 6). Напряжение U1g после формирователя 17 импульсов превращается в последовательность коротких импульсов U17 . Импульсы U поступают на управляющий вход устройства 18 выборки-хранения, на информационный вход которого поступает напряжение U zo с выхода фазочувствительного усилителя 20, в результате на выходе устройства 18 появляется напряжение U,g (фиг. 6).

Величина напряжения U,g на каждом К-м отрезке оси абсцисс, соответствующем зубцовому делению, равна величине напряжения в точке пересечения

кривой U,n с линиями у К

360й

f)n Jlrj iljrl tl ij-l JIXfj

(фиг. 6),Таким образом, напряжение U (8 на каждом К-м зубцовом делении пропорционально погрешности расположения К-го зубца магнитопровода 9. Это напряжение поступает на регистрирующее устройство 21, в качестве которого может быть использован либо самописец, стрелочный или цифровой вольтметр.

Предложенный прибор по сравнению с прототипом обладает более высокой точностью контроля благодаря возможности предварительного центрирования проверяемого магнитопровода и увеличению чувствительности (отношение полезного сигнала к шуму) за счет расположения обмотки возбуждения (съемная обмотка 14) и вторичной обмотки (измерительная катушка 13) чувствительного элемента на разных частях его магнитопровода, что позволяет , еличить выходной сигнал чувствительности элемента и уменьшить паразитные нл водки от обмотки возбужде28546

ния. Кроме того, обсгп ченж непрерывного поворота вала задающим устройством и исключение необходимости g останова привода при измерении положения каждого зубца приводит к ускорению процесса контроля и повышению удобства в работе.

0 Формула изобретения I

1. Прибор для контроля несимметрии расположения зубцов магнитопрово- цо электрической машины, содержащий

5 задающее, регистрирующее v отсчетное устройства, чувствительный элемент, источник переменного напряжения и компаратор, причем чувствительный элемент соединен валом с отсчетным

0 устройством, а посадочное место предназначено для соединения с проверяемым магнитопроводом задающее устройство содержит двигатель, а отсчетное устройство выполнено в виде вра5 дающегося трансформатора с обмоткой возбуждения и синусно-косинусными обмотками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса контроля, в него

0 введены последовательно соединенные фазовый дискриминатор, формирователь импульсов, устройство выборки-хранения и фазочувствительный усилитель, чувствительный элемент выполнен в

5 виде съемной обмотки зубец - полюс, предназначенной для установки в пазах проверяемого магнитопровода ротора и электромашинного статора, на котором размещены две диаметрально

0 расположенные регулировочные катушки, а на одном зубце установлена измерительная катушка, посадочное место для проверяемого магнитопровода снабжено подвижным элементом, допускающим

5 его радиальное смещение в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем опорный и информационный входы фазового дискриминатора соединены соответственно с обмоткой возбуждения

0 вращающегося трансформатора, предназначенной для подключения к источнику переменного напряжения, и его синусной обмоткой, а косинусная обмотка соединена с входом компаратора, пос5 ледовательно соединенного с фазочув- ствительным усилителем, выход которого соединен с информационным входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен с регистрирующим

устройством, с информационным входом фазочувствительного усилителя соединена измерительная катушка чувствительного элемента, регулировочные катушки которого соединены в мостовую схему, в диагональ которой подключен источник переменного напряжения, к которому подключена обмотка зубец - полюс.

2. Прибор по п. I, отлича ю- щ и и с я тем, что съемная обмотка

зубец - полюс чувствительного элемента выполнена в виде штепсельного разъема, розетка и вилка которого предназначены для размещения по разные стороны проверяемого магнитопровода, число контактов равно числу пазов проверяемого магнитопровода, причем контакты, расположенные в пределах кольцевой зоны, занятой пазами, и соединенные попарно в одной и другой части разъема, образуют волновую обмотку.

Изобретение относится к приборам для контроля информационных электрических машин высокой точности в процессе производства. Цель изобретения - повышение точности и ускорение процесса контроля. Прибор содержит задающее 1, регистрирующее 21 и отсчетное устройства, чувствительный элемент и источник 15 переменного напряжения. Отсчетное устройство выполнено в виде многополюсного вращающегося трансформатора 3 и двух цепочек из последовательно соединенных фазового дискриминатора 16 и формирователя 17 импульсов и последовательно соединенных компаратора 19 и фазочувствительного усилителя 20. Выходы первой и второй цепочек подключены соответственно к входу управления и информационному входу устройства 18 выборки-хранения, выход которого подключен к регистрирующему устройству 21. Чувствительный элемент, соединенный валом 2 с отсчетным устройством и проверяемым магнитопроводом 9, выполнен в виде съемной обмотки 14 "зубец-полюс", установленной в пазах проверяемого магнитопровода 9 ротора /статора/ и электромашинного статора /ротора/ 10, на котором размещены две диаметрально расположенные регулировочные катушки 11, 12 и на одном зубце установлена измерительная катушка 13. Посадочное место 8 для установки проверяемого магнитопровода 9 снабжено подвижным элементом 7, допускающим его радиальное смещение в двух взаимно перпендикулярных направлениях и позволяющим осуществлять предварительное центрирование магнитопровода 9. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

JJ

Фиг.2

JJ

ФигЗ

М

fS

Јб

О

е о.

Ц о.

и

о и

о

Uta

)

F)

6)

)

Фиг. 6