Устройство для поточной сортировки короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей Советский патент 1991 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к области электрических испытаний и предназначено для контроля и разбраковки короткозамкнутых роторов после их заливки алюминием в производстве асинхронных двигателей небольшой мощности (не более 3 кВт).

Целью изобретения является ускорение контроля и разбраковки короткозамкнутых роторов путем автоматизации процессов подачи, измерения, удаления и разбраковки.

На, фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства на фиг. 2 - кинематическая схема.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, эталонный ротор (ЭР) 2, индуктор 3 эталонного ротора (ИЭР)

и индуктор 4 контролируемого ротора (ИКР) с обмотками 5, 6 возбуждения и обмотками 7, 8 измерения соответственно, редукторные двигатели (РД) 9, Ю, переключатели 11, 12, датчик 13 оборотов ротора (ДОР), блок 14 синхронизации (БС), блок 15 счета стержней (БСС), блок 16 измерения (БИ), электромагнит (ЭМ) 17, реле 18. Одна сетевая клемма устройства соединена с обоими подвижными контактами переключателя 11 и с первой клеммой РД 10. Неподвижный контакт первой группы переключателя 11 соединен с первой клеммой РД 9, оба неподвижных контакта второй группы через первичную обмотку силового трансформатора 1 - с другой сетевой

о со

съ о

клеммой устройства и с второй клеммой РД 9, которая через нормально разомкнутые контакты реле 18 соединена с второй клеммой РД Ю. Ротор РД 9 механически связан с ДОР 13, выход которого соединен с первым входом БС 14. Второй вход последнего соединен с подвижным контактом переключателя 12, механически связанным с ротором РД 10. Первый не- цодвижный контакт переключателя 12 соединен с входом логического О Устройства, второй его неподвижный контакт - с входом логической 1 устройства. Первый и второй выходы ЕС 14 соединены с соответствующими .к|онцами обмотки реле 18. Вторичная обмотка силового трансформатора 1 подк лючена параллельно-последовательно соединенным обмоткам 5 и 6 возбуждения ИЭР 3 и ИКР 4 соответственно, выводы обмоток 7 и 8 которых подключены соответственно к перво- му, второму и третьему, четвертому входам ВСС 15. Пятый вход БСС 15 соединен с третьим выходом БС 14, а, шестой вход через ЭМ 17 - с выхо- Дом источника постоянного напряжения. Четыре выхода БСС 15 соедине- йы с соответствующими четырьмя входами БИ 16.

ДОР ,13 содержит последовательно соединенные источник 19 сигналов и формирователь 20 импульсов (ФИ).

БС 14 содержит РИ 21, ФИ 22 начала измерения (ФИНН), счетчик 23 и ФИ 24 включения и отключения (ФИВО). Причем первый вход БС 14 соединен с п|ервым входом счетчика 23, второй вход БС 14 - с первым входом ФИВО 24 и через ФИ 21 с первым входом ВДНИ 22, выход которого соединен с вторым входом счетчика 23. Три выхода Последнего соединены соответственно с вторым входом ФИВО 24 и вторым и третьим входами ФИНИ 22. Два выхода ФИВО 24 и выход ФИНИ 22 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами БС 14.

БСС 15 .содержит два формирователя 25, 26 среднего значения (ФСЗ), . сумматор 27, компаратор 28, источник 29 опорного напряжения (ИОН), счетп чик 30, ФИ 31 годности (ФИГ). Причем первые четыре входа БСС 15 соединены соответственно с-первыми и вторыми входами ФСЗ 25, 26, выходы которых соединены соответственно с первым и

16616944

вторым входами сумматора 27. Выход сумматора 27 соединен с первым входом компаратора 28 и первым вы- , ходом БСС 15. Выход ИОН 29 и четвертый выход БСС 15 соединены с вторым входом компаратора 28, выход которого соединен с первым входом счетчика 30. Второй вход счетчика 30 соединен

10 с третьим входом ФИГ 31 и пятым входом БСС 15. Два выхода счетчика 30 через ФИГ 31 соединены соответственно с вторым и третьим выходами БСС 15, шестой вход которого соединел с чет15 вертым входом ФИГ 31.

На кинематической схеме (фиг.2) показан контролируемый ротор (КР) 32, установленный на валиках 33, связанных зубчатой передачей с РД 9.

20 ЭР 2, представляющий собой сердечник того же типоразмера, что КР 32, но без обмотки, установлен неподвижно. Рядом с ним расположен ИЭР 3, закрепленный на столе 34 перемещения

25 с возможностью перемещения с помощью

30

35

40

45

50

55

винта 35 и гайки 36. ИКР 4 уставов- лен вблизи КР 32 и закреплен на направляющих 37 с возможностью регулировки величины воздушного зазора между ИКР 4 и КР 32. РД 10 через зубчатую передачу связан с кулачковым механизмом, состоящим из вала 38 и закрепленных на нем кулачка 39 фиксатора 40, кулачка 41 отсекателя 42 и двух кулачков 43 сброса.Фиксатор 40 иотсекатель 42, а также два рычага 44 посредством роликов связаны соответственно с кулачками 39, 4t и 43. Рычаги 44 посредством роликов связаны с толкателями 45. На одной оси с валиком 33 закреплен стакан 46 ДОР 13, с помощью которого фиксируется конец одного оборота ротора и тем самым конец измерений. ЭМ 17 связан с заслонкой 47 лотка 48 для негодных роторов. На лотке 49 находятся роторы, подлежащие контролю.

Металлический стакан 46 на боковой цилиндрической стенке имеет 90 прорезей шириной 1 мм с шагом 2 мм. Снаружи и изнутри цилиндрической стенки напротив друг друга на держателе установлена пара свето- и фотодиод.

РД 19 предназначен для привода кулачкового механизма, служащего для удаления проверенного ротора и установки нового.

0

5

0

5

0

5

винта 35 и гайки 36. ИКР 4 уставов- лен вблизи КР 32 и закреплен на направляющих 37 с возможностью регулировки величины воздушного зазора между ИКР 4 и КР 32. РД 10 через зубчатую передачу связан с кулачковым механизмом, состоящим из вала 38 и закрепленных на нем кулачка 39 фиксатора 40, кулачка 41 отсекателя 42 и двух кулачков 43 сброса.Фиксатор 40 иотсекатель 42, а также два рычага 44 посредством роликов связаны соответственно с кулачками 39, 4t и 43. Рычаги 44 посредством роликов связаны с толкателями 45. На одной оси с валиком 33 закреплен стакан 46 ДОР 13, с помощью которого фиксируется конец одного оборота ротора и тем самым конец измерений. ЭМ 17 связан с заслонкой 47 лотка 48 для негодных роторов. На лотке 49 находятся роторы, подлежащие контролю.

Металлический стакан 46 на боковой цилиндрической стенке имеет 90 прорезей шириной 1 мм с шагом 2 мм. Снаружи и изнутри цилиндрической стенки напротив друг друга на держателе установлена пара свето- и фотодиод.

РД 19 предназначен для привода кулачкового механизма, служащего для удаления проверенного ротора и установки нового.

Переключатель 11 предназначен для переключения режимов работы устройства: в положении 0 - отключен, в положении I - режим тарирования, в положении II - режим измерения .

Переключатель 12 предназначен для подачи в БС 14 сигнала о начале измерения (положение I) и подготовки им цепиf для поступления очередного сигнала о начале измерения.

ДОР 13 предназначен для подачи в БС 14 импульсов для определения одного оборота КР 32. БС 14 предназначен для формирования сигналов о начале и конце измерения, поступающих на БСС 15. Промежуток времени между этими сигналами соответствует одному обороту КР 32 на валиках 33.

БСС 15 предназначен для выявления и счета целых стержней коротко- замкнутой обмотки КР 32, сравнения с заранее установленным числом (уствкой) и выдачи1 сигнала, информирую

0

5 28

5

0

вершил один оборот, т.е. импульса об окончании процесса измерения.

ФСЗ 25, 26 предназначены для формирования на выходе уровня напряжения, соответствующего среднему значению входного сигнала. Отличие ФСЗ 25, 26 друг от друга заключается в том, что они формируют уровни напряжений противоположной полярности (знаков).

Сумматор 27 собран на операционном усилителе (ОУ) и предназначен для суммирования входных сигналов и усиления результата суммирования. Компаратор 28 собран на ОУ с большим коэффициентом усиления с диодом в обратной связи ОУ, который выделяет на выходе уровень только одной попо- жительной полярности. ОУ предназначен для сравнения двух входных сигналов, т.е. для сравнения величины &Е ЕЭСр- Е Кср с величиной уставки UUCT (величиной напряжения). Если Д. Е UyCT, то на выходе компаратора

есть импульс.

Изобретение относится к области электрических испытаний и может быть использовано для контроля и разбраковки короткозамкнутых роторов асинхронных двигателей. Цель изобретения - ускорение контроля и разбраковки короткозамкнутых роторов путем автоматизации процессов подачи, измерения, удаления и разбраковки роторов - достигнута тем, что в устройство, содержащее эталонный ротор, эталонный и контролирующий индукторы, блок измерения, введены два двигателя, два переключателя, датчик оборотов, блок синхронизации, блок счета стержней, электромагнит, валики, кулачковый механизм, состоящий из вала, четырех кулачков, фиксатора, отсекателя, толкателей, заслонка, два лотка и соответствующие связи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

i щего о годности или негодности КР 32. БИ 16 состоит из светового табло

годен

индикационными лампами годен и негоден, измерительного прибора (вольтметра) и предназначен для выдачи результатов1 о годности КР 32 на световое табло, для установки одинаковых воздушных зазоров между КР 32 и ИКР 4, ЭР2 и ИЭР 5, а также для определения величины уставки, относительно которой определяется степень повреждения (либо годности) стержня короткозамкнутой обмотки КР 32 по показаниям измерительного прибора. ЭМ 17 предназначен для открывания и закрывания заслонки, направляющей прошедшие контроль роторы в бункеры для годных и негодных роторов в зависимости от сигнала, поступающего с выхода БСС 15.

Реле 18 предназначено для включе-1- ния и отключения РД 10, приводящего в движение кулачковый механизм удаления и установа КР 32.

ФИНН 22 предназначен для задержки импульса начала счета оборота с целью исключить влияние начального проскальзывания ротора на валиках 33 на отсчет одного оборота.

Счетчик 23 предназначен для счета импульсов, поступающих из ДОР 13 и выдачи импульсов о том, что КР 32 со0

5

0

ИОН 29 представляет собой делитель напряжения.

БИ 16 состоит из светодиодов, переключателя и вольтметра постоянного напряжения. БИ 16 предназначен для индикации светодиодами информации о годности ЕР $2 и измерения посредством переключателя и вольтметра величин уставки и разности средних значений ЭДС измерительных обмоток 7 и 8 ИЭР и ИКР 4 &Е

р г

зср - кср.

Устройство.для поточной сортировки роторов работает следующим образом.

Переключатель 11 находится в среднем положении 0. ЭР 2 ориентируют так, чтобы шлиц одного из пазов находился между полюсами ИЭР 3. Пре- 5 дусмотрены два режима работы устройства: тарирование, и измерение.

Режим тарирования служит для установления одинаковых воздушных зазоров 1ежду роторами и соответствующими индукторами. На валики 33 укладывают второй ЭР того же типоразмера, что и КР 32, и ориентируют его так, чтобы шлиц одного из пазов находился посередине между полюсами ИКР 4. Переключатель 11 переводится в положение I. При этом РД 9 отключен. Напряжение сети подается только на силовой трансформатор t, питающий обмотки 5, 6 возбуждения. Магнитный поток индуцирует

0

5

в измерительных обмотках 7 и 8 ЭДС Е, и Е к, которые подаются на входы БСС 15.

На выходе ФСЗ 25 формируется уро вень напряжения, соответствующий среднему значению ЭДС Е9С.р, индуцированной в измерительной обмотке 7, на выходе ФСЗ 26 формируется уровень напряжения, соответствующий по величине среднему значению ЭДС Екср, индуци ро ванной в измерительной обмотке 8. На; выходе сумматора 27, являющемся выходом БСС 15, уровень напряжения соответствует разности средних значений &Е ЕЭСр- Ekcp и поступает н вход БИ 16. Вольтметр БИ 16 показы- .вает величину ДЕ. Установив воздушный зазор между вторым ЭР и ИКР 4, перемещают ИЭР 3 относительно ЭР 2 при помощи винта 35 так, чтобы величина А.Е Е Эср стала минимальной. В этом случае средние значения ЭДС, индуцированные в измерительных обмотках 7 и 8, равны друг другу, чт является признаком равенства воздуш- нЬ(х зазоров. Фиксируют положение ИЭР 3 относительно ЭР 2. Так как РД 9 от кЛючен, то валики 33 и стакан 46 ДОР 13 не вращаются и на выходе ДОР 13 не формируются импульсы. При этом БСС 15 не формирует импульсы начала и конца цикла измерения, ввиду чего не осуществляется счет оборотов КР 3 и счет стержней.

После окончания режима тарирова- переключатель 11 переводится в среднее положение 0 и удаляется второй ЭР, установленный на валиках 33.

В режиме измерения КР 32 с залитой клеткой устанавливают на валиках 33. Переключатель 11 переводят в положение II. При этом на РД 9 подается питание и начинают вращаться валики 33 и с ними стакан 46 ДОР 13.

Последовательно соединенные обмотки 5, 6 возбуждения, по-прежнему, подключены к вторичной обмотке силового трансформатора 1. При этом толкатели 45 находятся в нижнем положении, а переключатель 1-2 - в положении I (фиг.1). При вращении валиков 33 и стакана 46 ДОР 13 вращается КР 32 и на выходе ДОР 13 формируются импульсы, поступающие на первый вход БС 14. На второй вход БС 14 поступает либо логический О, либо логическая 1 в зависимости от по-

ложения подвижного контакта переключателя 12.

Через промежуток времени, равный временной задержке, заданной ФИНН 22, начинается цикл контроля КР 32..При этом в БС 14 производится счет импульсов, поступающих с выхода ДОР 13. На третьем выходе БС 14 действует высокий уровень, поэтому в БСС 15 производится счет числа стержней.

В счетчике 30 предварительно производится запись минимально допустимого числа целых стержней. Например, для роторов с числом пазов 18 условно принимают допустимое число целых стержней равным 17. Это число записывается в двоичной системе.

После того, как счетчик 23 БС 14 сосчитает число импульсов, соответствующее одному обороту КР 32 (в данном устройстве 200), на третьем выходе БС 14 устанавливается низкий уровень и счет стержней в БСС 15 прекращается, на БИ 16 в зависимости от годности КР 32 светится соответствующий светодиод, срабатывает реле 18, замыкается его нормально разомкнутый контакт и РД 10 начинает вращаться. При вращении РД 10 начинает вращаться вал 38 кулачкового механизма с кулачками 39, 41, 43. Эти кулачки расположены так, что вначале происходит движение вверх толкате- 5 лей 45, связанных через рычаг 44

(фиг.2) с кулачками 43. При этом переключатель 12 переходит в положение II, выполняя функцию блокирующего контакта, происходит удаление КР 32 с валиков 33, КР 32 начинает катиться по лотку 49. Если КР 32 не- годне, то срабатывает ЭМ 17, заслонка 47 открывается, и КР 32 падает в бункер 48 для негодных роторов. В противном случае заслонка 47 закры0

5

0

0

5

0

5

та, КР 32 продолжает движение и попадает в бункер для годных роторов.

После удаления КР 32 с валиков 33 начинает срабатывать (опускается) фиксатор 40 и ротор за фиксатором попадает на валики 33. Затем фиксатор 40 возвращается в первоначальное положение, при этом опускается отсекатель 42, ротор за отсека- телем скатывается и устанавливается перед фиксатором 40 до следующего цикла. Когда отсекатель 42 вернется в прежнее, верхнее, положение,

что соответствует установке толкателей в нижнем положении, переключатель 12 переходит в положение I и начнется следующий цикл контроля.

Отличительная особенность данного устройства состоит в том, что в нем применяется автоматизированная подача КР на валики, ДОР на валиках, БС, фиксирующий начало и конец од- ного оборота, блок счета годных стержней с уставкой заданного числа стержней, блок индикации годности КР и ЭМ, открывающий заслонку лотка для негодных роторов. Примененные ме- ханизмы и электронные блоки позволяют ускорить процесс контроля и разбраковки залитых роторов.

Формула изобретения

JQ

20

35

25 30 Q

50

5

пряжения и с второй клеммой второго двигателя, вторая клемма первого двигателя соединена с третьим неподвижным контактом первого переключателя, выход датчика оборотов соединен с первым входом первого счетчика, три выхода которого соединены соответственно с первым входом первого формирователя импульсов и с первым и вторым входами второго формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого счетчика и первыми входами второго счетчика и третьего формирователя импульсов, третий вход второго формирователя импульсов соединен с выходом четвертого формирователя импульсов, вход которого соединен с вторым входом первого формирователя импульсов и подвижным контактом второго переключателя, два неподвижных контакта которого соединены соответственно с входами логических О и 1 устройства, выходи первого формирователя импульсов соединены с концами обмотки реле, вторичная обмотка силового трансформатора подключена параллельно-последовательно соединенным обмоткам возбуждения контролирующего и эталонного индукторов, концы измерительных обмоток которых подключены соответственно к первым, вторым входам обоих формирователей среднего значения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого через последовательно соединенные компаратор, второй счетчик и третий формирователь импульсов соединен с первым входом блока измерения, второй выход второго счетчика соединен с третьим входом третьего формирователя импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом блока измерения, третий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения и вторым входом компаратора, первый вход которого соединен с четвертым входом блока измерения, вывод источника постоянного напряжения через обмотку электромагнита соединен с четвертым входом третьего формирователя импульсов, ротор первого двигателя механически связан с вращающимися валиками и датчиком оборотов, ротор второго двигателя механически связан с валом кулачкового механизма и подвижным контактом второго цилиндрической стенки которого уста- переключателя.новлены элементы оптронной пары, и

+Unum

37