Способ измерения осевого магнитного тяжения в электрической машине Советский патент 1976 года по МПК H02K15/00 

pa электроизмерительного прибора, например вольтметра, или по скачку показаний измерителя механических перемещеш1й, например микрометра, установленного с торца ротора.

На чертеже показана электрическая машина, в которой реализуется описываемый способ.

Между ротором 1 и статором 2 машины

кмеется воздушный зазор d , в котором при воз жде1даи машины (путь основного маг нитного потока обозначен пунктирной линией возникает магнитное тяжение. На левой oncipe ротора подшипник 3 фиксирован, т, е, не имеет осевых перемещений относительно ротора и статора. Правая опора ротора выполнена плавающей, т. е. ее подшипнлк 4 имеет свободу осевых перемещений относительно статора. Между наружнь м кольцом подшипника 4 и крышкой 5 установле)на предварительно тарированная пружина 6 сжатия. В случае отсутствия в конструкции машин указанной пружины ее устанавливают на опоре на время определения осевого магнитного тяжения.

При работе машины в генераторном режиме в цепь обмотки 7 статора 2 можно включить вольтметр 8, показывающий величину напряжения данного режима работы при номинальном воздушном зазоре 0 и постоянном токе возбуждения. При сжатии пружины 6 посредством зави} иванкя ключом крышки 5 возникает упругая сила, действуюшая встречно oceвo лy магнитному тяже1ШЮ машины. В это время на фиксированной опоре вреленно (на момент измерения) обеспечивается зазор 6 между наружным кольцом подшипника 3 и крышкой 9 Д1Я осевого хода ротора в направлении действия упругой силы пружины 6, например, посредстпом прокладки 1О.

При сжатии пружины 6 на величину Д И путем завинчивания крышки 5 упругая сила пружины сравнивается по величине с силой магнитного тяжения (неустойчивое равновесие) и при незначительном превышении упругой силой силы тяжения ротор переме.щается в осевом направлении в крайнее положение на величину б .

Таким образом, определив величину упругой силы пружины 6, можно определить и величину осевого магнитного тяжения, развиваемого в аксиальном воздушном зазоре d электрической машины.

Величину упругой силы пружины определяют по характеристике пружины по величине сжатия Л Н, определенно-о путем измерения перемещения крышки 5- Величину зазора б целесообразно выбирать минимальной но достаточной для того, чтобы при помоши измерительного прибора 8 можно было

зафиксировать изменение величины напряжеюя (по отношению к его первонача/гьному установившемуся значению), вызванное осе вым перемещением ротора. Практически это достигается отдельными пробными замерами в каждой конкретной конструкции электрической машины.

Для определения составляющей снл трения, действующих навстречу упругой силе пружины ( между наружными кольцами подшипников 3 и 4 и посадочными поверхностями щитов статора), необходимо проделать указанные операции по измереиию осевых сил при вращающемся роторе, но при невозбужденной магнитной цепи машины, используя для определения момента трогания ротора измерительный прибор-микрометр 11, установив его на наружной крышке 9 фиксированной опоры ротора 1 так, чтобы измерительный наконечник 12 прибора упирался в наружное кольцо подшипника 3. По изменению его показаний на величину б определяют момент осевого хода ротора, т. е. момент, когда упругая сила пружины 6 превышает силы трения мeждJ наружными кольцамй подшипников 3 и 4 и посадочными поверхностями ш,итов статора.

Таким образом, в момент трогания ротора упругая сила пружины численно равна противодействующим силам трения. Величину упругой силы определяют по характеристике пружи й по величине ее сжатия, Д еха1шческий измерительный прибор 11 можно применять также для определения самой сил осевого магнитного тяжения и в тех случаях, когда, например, затруднен или невозможен доступ к цепи обмотки статора. Для . определения осевых перемещений ротора относительно статора могут быть использованы также измерительные датчики индукционного или емкостного типа.

Определив описанным способом силу тяжения, на опорах ротора настраивают целесообразные для данной конструкяии осевые нагрузки при помощи пружины 6, сохранив при этом необходимое остаточное ва сжатие. Например, переместив крышку 5 на величину 4-и Н, обеспечивают одинаковые осевые нагрузки на опорах ротора, каждая из которых равна половине величины силы магнитного тяжения.

При работе машины в двигательном ре- . жиме с постоянной нагрузкой и постоянным возбуждением в одну из фаз обмотки 7 статора 2 можно включить амперметр 13, фиксирующий величину тока данного режима , работы при номинальном воздушном зазоре

О,, В этом режиме осевое магнитное тяжение машины определяют также по величине упругой силы пружины 6. Упругая сила пружины в момент трогания ротора 1 числен