Устройство для определения степени повреждения стержней беличьей клетки ротора асинхронного двигателя Советский патент 1993 года по МПК G01R31/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для оп- ределения состояния короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей, типа беличьей клетки. В известном изобретении, состоящем из первого и второго П- образных индукторов соответственно с возбуждающей и измерительными обмотками, прикладываемых к ротору над .поверяв-, мым стержнем, пер.вый вывод возбуждающей обмотки подключен к первому выводу источника питания,, ваттметра, через токовую обмотку которого второй вывод возбуждающей обмотки соединен со вторым выводом источника питания, а первый вывод измерительной обмотки через обмотку напряжения ваттметра соединен со вторым выводом указанной обмотки,

Однако это устройство недостаточно чувствительно при определении поврежденных стержней у ротора с двойной беличьей клеткой, у котор.ы х в одном пазу лежат два стержня. Исправности одного из них достаточно, чтобы прибор не показывал обрыв другого стержня./ :.

Цель изобретения-повышение точности определения степени повреждения стержней ротора с двойной беличьей клеткой.. : ..;.. . -: .- ; ... : . :

Поставленная цель достигается тем/что в устройстве для определения места и степени повреждения стержней беличьей клетки-ротора асинхронного двигателя, по А.С. по заявке № 4494729 реш. о выдаче А.С. от 27,12,89 г. измерительный -магнитопровод выполнен в виде трансформатора тока с замкнутым -магнитол роводом, при этом измерительный магнитопровод надевается на контролируемый стержень в месте выхода стержня из паза.

Предложенное устройство позволяет повышать точность определения степени повреждения стержней ротора с двойной короткозамкнутой обмоткой за счет того, что позволяет непосредственно измерять активные потери в каждом из стержней ротора, лежащих в пазу, при нагрузке стержней большим током, позволяющим выявить скрытые дефекты. Степень дефекта стержня определяется по показанию измерительного прибора, показывающего активные потери в стержне.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график показаний ваттметра от номера стержня.

Устройство даостоит из следующих элементов: первого магнитопровода 1, на котором намотана намагничивающая обмотка 2, питаемая переменным током от сети 220 В, второго магнитопровода 3, на котором намотана измерительная обмотка 4, измерительного прибора 5, в качестве которого используется ваттметр 5, в токовую цепь которого включена измерительная обмотка

4, а цепь напряжения подключена к источнику питания параллельно намагничивающей обмотке. Вторичной обмоткой первого и второго магнитол роводов являются поочерёдно контролируемые стержни первой и

второй беличьих клеток ротора б.

. Устройство работает следующим обраЗОМ..; ; .. ;.Я :-. - ., /.., : / -- .

. Јна4д$аоьрё/ ёпя1отся дефектные стержня первой беличьей клетки ротора. Наматничивающий магнитопровод 1 устройства устанавливается последовательно над каждым стержнем ротора 7 асинхронного двигателя и подключается к сети переменного тока напряжением 220 В. При этом измерительный магнитопровод надевается на контролируемый стержень в месте выхода

стержня из паза (фиг. 1). Ток Н, протекая по

обмотке 2 первого индуктора 1, создает в

его магнитопроводе поток Фг, который охватывает стержень 7 и наводит в нем ток la. Этот ток; .в свою очередь, создает магнитный поток &2 в магнитопроводе второго индуктора 3. Под воздействием магнитного потока в обмотке 4 возникает ЭДС. Исправный стержень 7 имеет сопротивление, определённое поперечным сечением и удельным сопротивлением материала. Плохое качество соединения с кольцом, замыкающим все стержни, а также наличие в стержне по

вреждения в виде трещин и разрывов увеличивает сопротивление стержня тем больше, чем существеннее неисправность. Сопротивление стержня, имеющего разрыв, равняется приблизительно бесконечности. При исправном стержне 7 ток la в стержне 7 максимален, т.к. сопротивление указанного стержня мало, следовательно, максимален магнитный поток Фг вмагнито- пр оводе второго индуктора 3. Следователь- но, максимальны ЭДС и ток з, наводимые магнитным потоком Фг в измерительной обмотке 4.

0

Если стержень 7 имеет скрытый дефект, то его активное сопротивление больше сопротивления исправного стержня, ток 12, протекающий через дефектный стержень 7, уменьшается, при этом меньшим будет магнитный поток Фг и ток 1з в обмотке 4. Если стержень 7 имеет обрыв, то ток 2 и ЭДС обмотки 4 равны нулю.

Таким образом, чем серьезнее дефект стержня 7, тем больше его сопротивление, меньше ток 12, меньше ток 1з, наводимый в

бмотке4, что отражается в показаниях ваттметра 5.

Первый индуктор 1с возбуждающей обмоткой 2 и стержнем 7 ротора 6 представля- «т по существу трансформатор тока, число ЕИТКОВ первичной обмотки в 400-600 раз tольше числа витков вторичной обмотки (стержень ротора). Это позволяет создавать Е контролируемом стержне токи величиной 200-600 А и выявлять дефекты, которые не г роявляются при меньших токах. Стержень 7 ротора 6; второй индуктор 3 с обмоткой 4, замкнутой на токовую обмотку ваттметра 5, гредставляет по существу тоже трансфор- N атор тока, который обеспечивает измере- I-ие величины тока, протекающего в стержне 7. При этом, чем больше сопротивление стержня 7 (более существенный де- с ект), тем меньше потери в меди, характеризующие состояние стержня ротора 6, которые измеряются предложенным устройством.

С помощью ваттметра измеряется произведение тока в измерительной обмотке 4

з Ка И. где Кг - коэффициент трансформации, на напряжение питания Ui Ki U2, где L)2 - падение напряжения в стержне; Кг - коэффициент трансформации, и косинус угла между ними:

Р з Uicos(l3.Ui)K И и2соз() К Ki К2

Измерения повторяются для стержней ротора второй беличьей клетки.

По результатам контроля всех стержней составляется график показаний ваттметра 5 от номера стержня (см.фиг. 2). Нулевые показания ваттметра 5 свидетельствуют о разрыве стержня. Отклонение показания ваттметра 5 от среднего Рср, более чем на 50% в сторону уменьшения, свидетельствует о наличии дефекта в стержне, который может привести к разрыву стержня в процессе эксплуатации. Причем, чем меньше показания ваттметра, тем более существенным является дефект.

25

Использование: относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения состояния короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей типа беличьей клетки. Сущность изобретения: устройство содержит 2 магнитопрово- да 1, 3, намагничивающую обмотку 2, измерительную обмотку 4, измерительный прибор 5, измерительный магнитопровод выполнен в виде трансформатора тока с замкнутым разъемным магнитопроводом, который устанавливается на контролируемый стержень в месте выхода стержня из паза. 2 ил.

Фор м у л а изобретения Устройство для определения степени п )вреждения Стержней беличьей клетки ротора асинхронного двигателя, содержащее в шагничивающую и измерительную цепи, ваттметр, намагничивающая цепь выполне- н i на П-образном индукторе, первый вывод oi мотки которого соединен с первым выводом источника питания, второй вывод которого и второй вывод обмотки П-образного индуктора соединены соответственно с пер- BiiiM и вторым выводами ваттметра, первый

и второй выводы обмотки измерительной цепи соединены соответственно с третьим и четвёртым выводами ваттметра, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения повреждения стержней асинхронного двигателя с двойной беличьей клеткой, измерительная цепь выполнена в виде трансформатора тока с замкнутым разъемным магнитбпрбводом, который устанавливается на контролирую мый стержень в месте выхода стержня из паза.

I 2 3 4 56 7.8

Фиг.. 2.