Устройство для испытаний элементов конструкций трансформаторов Советский патент 1979 года по МПК G01M19/00 H01F27/30 

2)Осевые силы равйы силам в симетричных обмотках, которые могут быть в несколько раз мень1пе сил в большинстве реальных рбмоток с магнитой н«;ш,метрией.

3)Невоэможйо испытать модель силами,превышающими рёзультиругоШне осевые сйз1ы с целью выявления запаов прочности.

4)Снижение необходимой мощности ударного генератора всего в 2 раза, б то время как уже сейчас нужно в 10 12 раз.

Цель настоящего предложения - создание устройства, свободного от указан ных недостатков, которое позволит, ийЖйуйсь суйёстёуйщймй уйЩШпШ генераторами ограниченной мощности. Воспроизводить резупьт1фующие осевые илня в трансформаторах большой мошиоети и тгспытывать элементы конструкпни трансформаторов на действие этих аил, а также выявить запасы прочное- та конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытаний результирующими осевыми УСИЛИЯМИ, кроме элементов обмоток (катушек), устанавяиваются элементы прессующей системы трансформатора - прессующие кольяа винты, и балки, а также универсальная (для испЬ1тания элементов трансфэр5«8аторов различных размеров) силообразующая система. В состав этой Системы входят две силосоздающие обмотки (подкточ&емьле к ударному генератору) , расположенные одна над другой и иомёщегшые между шихтованной плитой и элементами обмоток. Между силусоздающими обмотками и элементами обмоток трансформатора помещена силупере дающая плита. В силуобразующую систеиу вкодят также пружинь, расположенные между силупередающей плитой и опорой я между двумя силусоздакштеми обмот ками..-.

На фиг. 1 показано устройство для испытаний элементов обмоток и прбссующей системы мощных трансформаторов результирующими осевыми силами.

На фиг. 2 показан вариант устройства для испытания элементов обмоток результ1фую аимй осевыми силами.

На фиг. 3 пбк1эзан вариант устройства для испытаний элементов об Шб1гй;й,гфесеующёго кольца и винтов.

Изображенное на фиг. 1 3 устройство содержит: верхнюю опорную

nmiry 1, нижнюю опорную плиту 2, ишильку 3, прототип обмотки 4, .прессующее кольцо 5, прессующий винт б, домкрат 7, прессующую балку 8, верхнюю силусоздающую обмотку 9, нижнюю силусоздающую обмотку Ю, шихтованную плиту 11, фмо 12, стержень 13, с.нлупередеющую плиту 14, пружины 15 между силусоздающими обмотками, периферийные пружины 16, промежуточную плиту 17.

Силусоздающие обмотки представляют собой набор дисковых катушек, имеюацих большие ампер-витки, т.е. произведение числа ВИТКОВ на максимально допустимый ток, величина которого лимитируется сечением одного витка. В качестве прототипов обмоток выбираются небольшие по высоте участки обмоток (обычно не более 10-15 катушек), которые являются копией участков обмоток с наибольшими осевыми силами КЗ. Эти участки определяются из расчета трансформатора.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Между верхней 1 и нижней 2 опорными плитами, скреяленными шпильками 3, размещается силуобразующая система и испытываемые прототипы обмоток 4, прессующие кольца 5, прессующие винты 6 и домкраты 7, прессующие балки 8. Силусоздающие обмотки - верхняя 9 и нижняя 10 - подключаются к ударному генератору. Шихтованная плита 11, ярма 12 и стержень 13 служат для дополнительного увеличения сил и экранирования магнитного потока расстояния. Силупередающая плита 14 воспринимает осевую силу от большой поверхности верхней силусоздающей обмотки 9 и передают ее на малую поверхность прототипов обмоток 4. Пружины 15 и 16 моделируют частоту собственных осевых колебаний обмоток трансформатора (параметры Пружин определяются расчетным путем в соответствии с .оригиналом трансформатором). Эти пружины размещаются между нижней 10 и верхней 9 силусоздающими обмотками (пружины 15 между силусоздающими обмооками) и на периферии устройства - периферийные пружины 16, связанные с нижней опорной плитой 2 и промежуточной плитой 17. При подключении силусоздающкх обмоток 9 и 1О к ударному генератору возникает мощное

электромагнитное поле, вызывающее Осевые силы, которые через силупере - дающую плиту 14. воздействуют на испытьтаемые объекты.

Устройство является универсальным, так как позволяет испытывать элементы конструкции трансформаторов различных размеров силами необходимой величины. Эта унргеерсальность достигается тем, что силусоздающие обмотки выполняются на максимально возможный ток ударного генератора {регулируя величину тока от нуля до максималного значения, регулируетря осевая сила), а на универсальную силупередаю- щую плиту Можно установить элементы конструкции трансформаторов различных размеров. Параметры системы пружин могут быть изменены (например, регулированием числа рабочих витков, изъя тием/ нескольких пружин) для того, чтобы воспроизвести необходимую (определенную из расчета) собственную частоту механических осевых колебаний, различную для каждого типа трансферматоров.

При необходимости испытания отдельных элементов (тодько прототипов обмоток или только прессующих винтов) устройство может применяться в упро« щенных вариантах (фчг. 2 и 3). Однако наиболее существенные его элемен- ТЬ1 (силусоздающие обКютки, силупере- дающая плита, пружины), естественно, необходимо сохранить.

В предлагаемом устройстве элементы конструкции трансформаторов могут быть доведены до разрушения при действии осевых сил (натфимер, полегание проводов, изгиб прессующих колец и

винтов). Поэтому данные испытаний

могу г быть использованы не только для подтверждения электродинамической стойкости трансформаторов, но и для выявления запасов прочности с цель изъятия излишних запасов и улучшения технико-экономических характеристик трансформаторов.

Сфера применения устройства может быть расширена, если кроме силусоэдаюших обмоток к ударному генератору подключить также и испытываемые прототипы обмоток. В этом случае прототипы обмоток окажутся под совменым воздействием осевых и радиальных сил, что позволит исследовать закономерности данных процессов.

Формула изобретейи

Устройство для испытаний элементов конструкций трансформаторов, содежащее массивную плиту и остов, на стержне которого установлены обмотки в виде катушек, прессующую систему и опорную плиту, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, установлены силупередающая , дополнительные соосные чередующиеся катушки, связанные между собой при помощи пружин и установленные на масивной плите.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидегел дство СССР № 14885О, кл. 21 d 2, от 1961.

2.Авторское свидетельство СССР М .105395, кл. 42 1. , 4, от 1963.

3.Патент США № 3.786.387, кл. 336-181, от 1969. 10 аг./ 11