Способ контроля воздушного зазора торцевой электрической машины Советский патент 1990 года по МПК H02K15/00 G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к торцовым электрическим машинам, и может быть использовано для диагностирования их технического состояния как на стадии сборки, так и в. процессе эксплуатации по изменению величины воздушного зазора между ротором и статором, которое несет информацию как об аксиальном смещении ротора, так и о нарушении его геометрической формы.

Цель и:юбретения - расширение области применения двигателей с немагнитным ротором и повышение достоверности контроля.

На чертеже показана конструкция торцового электродвигателя с дисковым печатным ротором.

Двигатель можно рассматривать как систему двух параллельно включенных конденсаторов: первый - с обкладками в виде левой части статора, состоящей из левого щита 1 с магнитами 2 и дискового якоря 3 (ротора); второй - дисковый якорь 3 и правая часть статора, состоящая из правого щита 4 с магнитами 2, где дисковый якорь 3 является общей обкладкой обоих конденсаторов, а остальные две обкладсл

оо

СП

00

ГС

ки соединяются электрически между собой через кольцо корпуса 5.

Измерение суммарной емкости производится непосредственно с помощью цифрового автоматического измерительного моста 6j предназначенного для измерения емкости конденсаторов. Мост 6 подключают к одному из щитов корпуса и к одной из щеток 7,- , Изменение суммарной емкости кон- ;Денсатора между якорем 3 и статорами 1 и 4 при аксиальном смещении (х) якоря 3 имеет вид

о S о d о

С(х)

(d - х)х

где S.

..

25

30

35

-площадь щита статора

(1 или 4) с магнитами 2

-величина воздушного зазора мёж1Ь,у статорами 1 и 4 с магнитами 2j

-диэлектрические проницаемости материала якоря 3

и вакуума.

Из формулы видно, что емкость минимальна, если якорь 3 установлен жестко посередине зазора х 0,5dQ, В этом случае минимальны осевые магнитные тяжения, действующие на якорь 3 со стороны статоров 1 и 4,

Способ осуществляют следующим образом.

Дисковый печатный якорь 3 устанавливают в воздушный зазор между магнитами 2, закрепленными на левом и правом щитах статора 1 и 4, Электрическую мощность при этом отключают от сети. Подключают стандартный цифровой автоматический измерительный мост 6 типа Е7-8 к одному из щитов корпуса, например к правому щиту 4 и к одной из щеток 7. Определяют по показаниям моста 6 величину суммарной емкости. Затем прикладывают осевую нагрузку на вал дискового печатного якоря 3 и перемешдют его в воздушном зазоре. Определяют знак изменения показаний моста 6 (увеличение или уменьшение емкости), В зависимости от знака изменений показаний моста 6 изменяют направление приложения аксиальной силы к 3 и добиваются минимального значения суммарной емкости. Сравнивают это значение с сигналом уставки, соответствующим первоначальной оптимальной выставке якоря 3 между статорами 1 и 4. Б случае превышения минимального значения контролируемого сигнала,

15858724

пропорционального величине емкости, делают заключение о непригодности электрической машины и дальнейшей эксплуатации. В противном случае

5 проворачивают якорь 3 на один оборот относительно статоров 1 и 4 и по девиации контролируемого сигнала относительно среднего значения судят о нарушении геометрической формы короб10 ления якоря 3, которая приводит к

изменению положения якоря относительно середины зазора.

Пример. К одной из щеток 7 и к щиту -4 корпуса электродвигателя

5 подключают стандартный цифровой автоматический измерительный мост 6 R, L, С-типа Е7-8 в режиме измерения емкости и проводят измерение емкости между щитами с магнитами и якорем 3. Для электродвигателя типа ДПД140--180 с диаметром якоря 9-140 мм с зазором 0,8 мм величина емкости составляет порядка 380 пФ, точность определения середины воздушного зазора составляет 7 мкм. Затем медленно, чтобы визуально зарегистрировать изменение показаний измерителя Е7-8, совершают полный оборот вала с якорем и определяют максимальную и минимальную величины измеряемой емкости за этот оборот. Величина разности между максимальным и минимальньм значениями емкости говорит о кривизне геометрии якоря 3,- т.е. чем меньше эта разность, тем лучше данный якорь 3.

Для электродвигателя типа ДПД1-40-180 были проведены сравнительные измерения биения (кривизны геометрии) диска якоря до и после установки его в электродвигатель. Величина изменения емкости, равная 1,0 пФ, соответствует качественному якорю 3 с биением не более 0,01 мм, величина изменения емкости более 3,5 пФ соответствует биению 0,1 мм и более, чем некачественном состоянии

40

45

говорит якоря 3

и необходимости его замены.

50

55

Способ может быть использован как для проверки двигателя после определенного срока эксплуатации, так и на стадии его изготовления для оптимальной выставки якоря 3 относительно статоров 1 и 4 для проверки нарушений геометрической формы дискового ротора.

По сравнению с прототипом расширяется область применения двигателей с немагнитным якорем, упрощается проДля электродвигателя типа ДПД1-40-180 были проведены сравнител ные измерения биения (кривизны геометрии) диска якоря до и после уста новки его в электродвигатель. Велич на изменения емкости, равная 1,0 пФ соответствует качественному якорю 3 с биением не более 0,01 мм, величин изменения емкости более 3,5 пФ соот ветствует биению 0,1 мм и более, че некачественном состоянии

говорит якоря 3

и необходимости его замены.

Способ может быть использован как для проверки двигателя после определенного срока эксплуатации, так и на стадии его изготовления для оптимальной выставки якоря 3 относительно статоров 1 и 4 для проверки нарушений геометрической формы дискового ротора.

По сравнению с прототипом расширяется область применения двигателей с немагнитным якорем, упрощается процедура контроля, поскольку отпадает необходимость в установке измеритель- -:ых датчиков, повьплается достоверность контроля, так как исключаются ошибки, связанные с нарушением тарировки датчиков. Предлагаемый способ позволяет не только оптимально выставить ротор между статорами, но и проверить нарушение геометрической формы якоря, что расширяет его функциональные возмох ности. Формула изобретения

Способ контроля воздушного зазора торцовой электрической машины, содержащий два статора и установлен- ньй между ними дисковый ротор с обмоткой, заключающийся в том, что при отключенной от сети электрической машине смещают ротор относительно статоров в аксиальном направлении, измеряют контролируемый сигнал, пропорциональный воздушному зазору между .статорами и ротором, сравнивают его минимальное значение с сигналом

уставки и по превьпиению сигнала уставки судят о неравномерности зазора электрической машины, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения двигателей с немагнитным ротором и повышения достоверности контроля, в качестве контролируемого сигнала используют электрическую емкость между статорами и обмоткой ротора, а при аксиальном смещении ротора относительно статоров производят оценку знака изменения величины контролируемого сигнала относительно его уровня, соответствующего исходному положению ротора, и добиваются аксиальным смещением минимума контролируемого сигнала, далее при указанном положении ротора поворачивают его на один оборот, измеряют изменение величины контролируемого сигнала к по нему судят о неравномерности воздушного зазора, связанной с нарушением геометрической формы дискового ротора.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение области применения и повышение достоверности контроля. Способ контроля воздушного зазора торцевой электрической машины заключается в том, что при отключенной от сети электрической машине смещают ротор относительно статоров, между которыми он расположен, в аксиальном направлении, измеряют емкость между обмоткой ротора и статорами и сигнал, пропорциональный величине емкости, используют в качестве контролируемого. Добиваются смещения ротора минимального значения указанного сигнала и сравнивают его с сигналом уставки. При превышении минимального значения контролируемого сигнала уровня уставки делают заключение о непригодности двигателя. В противном случае при положении ротора,соответствующем минимальному значению контролируемого сигнала, проворачивают ротор на один оборот, измеряют девиацию величины контролируемого сигнала и по ней судят о нарушении геометрической формы дискового ротора. 1 ил.