Устройство для комплексного контроля дефектов в обмотке якоря электрической машины Советский патент 1979 года по МПК H02K15/00 

Описание патента на изобретение SU657527A1

фектов в бракованных якорях при автоматизированной обработке информации путем измерений поля вращаемого якоря в пазовой и лобовой частях его обмотки, анализа и сравнения результатов этих измерений при помощи электронной логической схемы. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено дополнительным приемником, двумя дополнительными одинаковыми блпжами выделения контролируемых сигналов, блоками и.х индикации и тремя триггерами, один из входов, которых подключен к выходу соответствующи.х блоков выделения контролируемых сигналов, другой в.ход - к программному блоку, а выход - к соответствующему блоку индикации, причем к второму выходу триггера основного блока выделе ни контролируемого сигнала подключен усилитель блока индикации витковых; замы каний, вьшолненный на элементах ИЛИ-НЕ два други.х ахода которого соединены с выходами усилителей двух дополнительных блоков индикации, при этом одигн из дополнительных блоков вьщеления контролируемого сигнала.соединен с основным, а другой - с дополнительным приемником, установленным над лобовой частью обмотки в осевой плоскости якоря, проходящей между полюсами индуктора, , В основной блок вьщеления контролируемого сигнала между демодулятором и промежуточным усилителем может быть введен подавляющий фильтр на частоте зубцовой гармоники, а на выход промежуточного усилителя подключен амплитудный селектор, настроенный на сигнал основных дефектов. Дополнительные блоки выделения контролируемых сигналов могут быть выполне ны в виде последовательно соединенных входных усилителей и амплитудных селекторов, один из которых настроен на сиг нал, соответствующий коллекторным замы каниям, а другой - на сигнал, соответствующий перекрещиванию концов секций обмотки. На фиг, 1 изображена блок-схема описываемого устройства} (на фиг, 2 - распо ложение индуктора и приемников относительно друг друга и проверяемого якоря, вид спереди}|на фиг, 3 «- то же, вид свер ху} на фиг., 4 - кривые изменения поля в зоне паза в низкочастотной области якоря; )На фиг, 5 - то же в зоне лобовых частей невозбуждаембгх секций. Устройство содержит приводной механизм 1 для вращения якоря, программный блок (реле времени) 2 для коммутбшии цйпей управления, генератор 3 переменного тока повышенной частоты, подключенный к индуктору 4, основной 5 и дополнительный 6 приемники. Индикатор состоит из трех каналов, содержащих блоки выделения контролируемого сигнала, пороговые элементы и блог ки индикации с усилителями. Первый канал включает в себя входной усилитель 7, демодулятор 8, подавляющий фильтр 9, настроенный на зубцовую гармонику, промежуточный усилитель 10, амплитудный селектор 11, задерживающий помехи и пропускающий сигналы основных дефектов, элемент Память на триггера 12 и связанные с ним усипитепи 13-15 си1 нализации, выполненные на элементах ИЛИ-НЕ и питающие соответственно лампы 16 (Годен), 17 (Брак) и 18 (Витковое замыкание), .причем усилители 13 и 14, соединенные последовательно, подключены к одному выходу триггера 12, а отдельный усилитель 15 - к его другому выходу. Второй и третий каналы выполнены по одинаковой схеме и содержат, входные усилители 19 и 2О, амплитудные селекторы 21 и 22, пропускающие сигналы только коллекторных замыканий или перекрещиваний концов секций, элементы Память на триггерах 23 и 24 и связанные с ними усилители 25 и 26 сигнализации, выполненные на элементах ИЛИ-НЕ и питающие соответственно лампы 27 (Коллекторное замыкание) и 28 (Перекрещивание), Между собой каналы охвачены отрицательными обратными связями: выходы усилителей 25 и 26 сигнализации, второго и третьего каналов соединены непосредственно с входами отдельного усилите- ля 15 сигнализации. Первые два канала индикатора дефектов подключены к приемнику 5, а третий - к приемнику 6. Индуктор 4 и приемник 5 расположены над пазами по шагу обмотки проверяемого якоря, а приемник 6 - над лобовой частью обмотки в осевой плоскости А-А якоря, проходящей между полюсами индуктора, Основная особенность устройства заключается в том, что в нем сочетаются комплексный и селективный способы конт- роля якорей. Комплексный контроль осуществляют при помощи первого канала индикатора, который обеспечивает в низкочастотной о.бласти якоря, ниже резонансной-, 56 одновременное обнаружение витковьск и ко лекторных замыканий и перекрещиваний КОНЦОВсекций по наличию полезных гармоник в спектре двмодулированного сигна ла, индуктированного в приемнике 5 поле пазов якоря. Селективный контрйль, уточ няющий характер указанных дефектов в бракованных якоря.х, производят двумя способами: во-первых, путем выделения при помощи второго и третьего каналов максимальных сигналов, индуктирован- ных в приемниках 5 и 6 полем дефектного якоря над пазами его возбуждав - мьпс секций и над лобовыми частями его невозбуждаемых секций; i во-вторых, путем сопоставления результатов контроля трех каналов и выделения дополнительной информации при помощи логичаски.х операци предусмотренных в индикаторе Перед проверкой якорь закрепляют в центрах и механически соединяют с приводным маханизмом 1. Коммутацию цепей управления осу.ществляют согласно заданной программе при помоши реле 2 времени При включении устройства в работу через контакты реле 2 времени запитывают от сети двигатель приводного механизма Ij который приводит во вра1яеиие проверяемый якорь. Одновременно на вхо ды триггеров 12, 23 к 24 подают запирающий импульС} устанавливая их в/мулевое положение. При этом усилитегоь 13 открыт сигналом с триггера 12, а остальные усилителя 14, 15, 25 н 26 закрыты. Горит только ламла 16 (Тодэн)}, питаемая через усилитель 13,- Черэз il,5 - 2 с, когда скорость якоря достигает номинальных оборотов, реле 2 времени подключает генератор 3 переменного тока к индуктору 4. В процессе контроля электромапштным полем индуктора 4 в каждом пазу добро-качественного якоря с двухслойной пехле вой обмоткой возбуждаются две разпич ные секции, при этом ЭДС- в них направлены Бстреч ш. Благодаря и.х взаимной компенсации ток в цепи последовательно соединенных секций якоря и, следовательно, его поле отсутствуют. Сигналы с при емников 5 и 6 не поступают на аходы. каналов индикатора, и его схема остается в исходном положении. Горит лампа 16 (Годен), сигнализирующая, о годности проверяемого якоря. Через 4-5 с после начала работы устройства реле 2 времени отключает двигатель приводного механизма 1 от сети, а индуктор 4-от гене 27 ратора 3. Устройство прекращает работу и возврзш.ается в начаггьное положение При проверке дефектного якоря в приемниках 5 и 6 возникают сягналы, индуктированкыэ полем якоря. При -малых BiSTKOBbEx замыканиях поле в якоре возникает в основном на участках короткозамкнутых витков. При наличии крупньгА вптковых заШ;1каннй в одной из возбухадаемых секций в обмотке якоря нарушается взaн.ffiaя компенсация индуктированных ЭДС, что приводит к появлению тока не только в контуре коротко3ai.iKi-QTbix витков,, но и в другом замкнутом контуре, образованном остальными доброкачественными секциями, причем наибольшие изменения происходят в обмотке якоря при KOiLTBKiOpHOvi (секционном) aahUriKanuiii В- этотл случае ток в короткозаьтггутой СЕКЦИИ 3 Ш ИТ8ПЬ Ш больше, чем в ooTa ibt&Tx секш;ях. При оД1шаковых ЛН. n;-r;ri;poBaiim- ix ЭДС н каждомиз контуров ток г. оротк:эзал1кну1-ой cesajiiH определяется только эе полкыгл соирэтивпеиием, а ток Б замкнутой капи дсбрэкачэствепных coKJUUi их суммарШм сопротивлением. При аерекрг.ш,;1Вй:г1Т т ;онцов од1Гай из возбуи:мзька1х секций в обмоткэ дефектного лкэрв вместо взаимной компенсации инayiCTiipOQAijMbix ЗДС ироксходит MX суммиpoBa-L5Se Ввиду этого в обмотке якоря воз- KiiKasT TDK Б два раза больший, нем в контуре доброкачесгвенньЕх секций якоря с KJ/TiO/CTDpHbiN-j замыкание, В посяэдмих сяучаях поле дефектного яксрп фсрмчруется в зоне пазов дефектной , - зонах лобовых частей над всеми секциями. Над остальными пазами дефект™ ного якорл, Б которых находятся доброкачественные секции, поле отсутствует ввиду встречного направления токов в секд-,ш.к этих пазов. По кривым на фиг, 4 видно, что поле якоря, создавшееся в пазу возбуждаемой дефектной секции, возрастает с увеличением числа .короткозамкнутык витков (кривые а и б) и имеет при секционном замыкании (кривая в) максимапь 1ую кап- ряженность но при перекрещивании концов секций (кривая г) это поле такое же, как и при замыкании нескольких витков (кривая б), и в 2,5-3 раза слабее, чем при замыкании свюции (кривая в). Информация, получаемая путем измерэ ния поля в зоне пазов возбуждаемых секций якоря, позволяет обнаружить различные дефекты, но уточнить характер только одного из них - коллекторного (секционно го) замыкания. По кривым на фиг. 5 видно, что напряженность поля иад лобовой частью обмотк дефектного якоря при перекрешивании (кри вая д) в 1,5-2 раза больше, чем при кол лекторном (секционном) замыкании (кривая е), и в 5-6 раз больше, чем при замыкании нескольких витков (кривая ж). Измерения собственных магнитных потоков невозбуждаемых секций дают допол нитeль iyю информацию, позволяющую выделить из бракованных якорей якори с другими дефектами - перекрещиваниями концов секций. Чтобы уменьшить влияние магнитных потоков короткозамкнутых витков или сек ций на точность контроля этого дефекта, измерение собственных магнитных потоков невозбуждаемых секций производят над лобовой частью в осевой плоскостив проходяшей через возбуждаемый паз де фектногО якоря, , Для определения харак,тера дефектов в бракованных якорях в предлагаемом устройстве используют различия в изменения поля якоря, возникающие в зоне пазов возбуждаемых секций и зоне лобовых час тей невозбуждаемых секций при различны дефектах При контроле дефектного якоря индуктированпые сигналы с приемника 5 посту пают одновременно на входы первого и второго каналов, а с приемника б на вход третьего канала индикатора. В первом канале индикатора контроль различных - дефектов осуществляют не по абсолютной величине сигнала приемника, а по его относительным изменениям, вызьтающим появление полезных гармоник в частотном спектре огибающей контролируемого сигнала. Это дает возможност устранить влияние на точность контроля начального уровня помех, наведенных в приемнике 5 полем индуктора 4, и периодических изменений сигналов приемника 5 под воздействием зубцов якоря Для этото сигнал с приемника 5 после усиления входным усилителем 7 подают на демодулятор 8, где путем преобра зования выделяют огибающую этого сигнала. Затем при помощи фильтра 9 в частотном спектре огибаюшей подавляют мешающие зубцовые гармоники и вьщеляю полезные гармоники, характерные для де фектного якоря. После фильт{)ации полезные гармоники усиливаются в промежуточном усилителе 10 до значений, достаточных для четкой работы амплитудного селектора 11, через который проходят лишь сигналы, соответствующие дефектному якорю. При помо.щи триггера 12, срабатывающего от сигнала с амплитудного селектора 11, регистрируют и запоминают наличие в проверяемом якоре любого из указанных дефектов. При переключении триггера 12-запирается усилитель 13 но открывается последовательно соединенный с ним усилитель 14, Гаснет лампа 16 (Годен), и загорается лампа 17 (Брак), сигнализирующая о дефектности проверяемого якоря. Кроме того, если на вход усилителя 15 не поступает запрет с выхода усилителей 25 и 26, то усилитель 15 сигналом с триггера 12 открывается и включает лампу 18 (Витковое замыкание), сигнализирующую о наличии в дефектном якоре витковых замыканий. При помощи второго и третьего каналов индикатора среди обнаруженного брака выявляют якори с такими устранимь1ми дефектами, как коллекторными замыканиями и перекрещиваниями концов отдельных секций. Второй канал индикатора включается в работу только в случае, когда на вход амплитудного селектора 21 поступает с усилителя 19 сигнал, по амплитуде соответствующий- коллекторному (секционному) замыканию. -Триггер 23 срабатьшает от сигнала, поступившего с селектора 21, и открывает усилитель 25, через который включается лампа 27 (Коллекторное замьосание), сигнализирующая о наличии в дефектном якоре коллекторного-замыкания. Одновременно через обратную связь с выхода усилителя 25 на аход усилителя 15 первого канала, также зафиксировавшего наличие этого дефекта, поступает запрещающий сигнал. Лампа 18 (Битковое замыкание) не горит. Третий канал индикатора работает в случае, когда на вход амплитудного селектора 22 с усилителя-2О поступает, сигнал, по амплитуде соответствующий перепутыванию концов одной из секций в обмотке дефектного якоря. Пройдя селектор 22, этот сигнал переключает триггер 24 Б другое положение. В результате этого открывается усилитель 26, через который запитывается лампа 28 (Перекрещивание), сигнализируюшая о наличии в дефектном якоре сек1ши с перекрещиванием концов. Одновременно с выхода усипитепя 26 на вход усилителя 15 первого канала, зафиксировавшего и в этом случае указан.Ный дефект, поступает запрещающий сигнал, препятствующий включению лампы 18 (Витковое замьшание). Данное устройство наиболее целесообразно применять для проверки якорей на заводах в условиях массового производства малых электрическах мащцн, где необходима автоматизация контрольных операций. Предлагаемое полуавтоматическое устройство в отличие от известных обеспечивает автоматическую разбраковку якорей по характеру дефектов, освобождая контролеров от функций анализа брака, выделение из брака якорей с устранимыми дефектами, пригодных для восстановления, а также возможность получения точных статистических данных для анализатахпроцессов и работы оборудования. Формула изобретения 1. Устройство для комплексного контроля дефектов в обмотке якоря эпектриче- ОКОЙ машины, содержащее приводной механизм якоря, программный блок, индукто с полюсами, подключенный к генератору переменного тока, и приемник для измерения поля якоря, размещенные над пазами якоря, блок выделения контролируемого сигнала, соединенный с приемником и вклк чающий в себя входной усилит.ель, демодулятор и промежуточный усилитель и; блок индикации с усилитепел и элементом индикации, отличающееся тем, что, с цепью повышения точности определения характера дефектов, оно снабжено дополнительным приемником двумя дополнительными одинаковыми блоками вьщеления контролируемых сигналов, блоками и.х индикации и тремя триггерами, один из входов которых подключен к выходу соответствующих блоков вьщеления контролируемых сигналов, другой вход - к программному блоку, а выход - к соответст вуюшему блоку индикации, причем к второму выходу триггера основного блока выделения контролируемого сигнала подключен усилитель блока индикадии витковых замыканий , выполненный на элементах ИЛИ-НЕ, два други-х входа которого соединены с выходами усилителей двух дополнительных блоков индикации, при этом один из дополнительных блоков выделения контролируемого сигнала соединен с основным, а другой - с дополнительным приемником, установленным над лобовой частью обмотки в осевой плоскости якоря, проходящей между полюсами индуктора. 2.Устройство поп. 1,отлича ю ш е е с я тем, что в основной блок выделения контролируемого сигнала между демодулятором и промежуточным усипитепем введен подавляющий фильтр на частоте зубдовой гармоники, а на выход промежуточного усилителя подключен амплитудный селектор, настроенный на с игнал основных дефектов. 3.Устройство по пп, 1 и 2j о т л и чающееся тем, что дополнительные блоки выделения контролируемых сигналов выполнены в виде последовательно соединенных входных усилителей и амплитудных селекторов, один из которых настроен на сигнал, соответствующий коллекторным замыканиям, а другой - на сигнал, соответствующий перекрещиванию концов секций обмотки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Контроль и испытание обмоток электрических мадгин и аппаратов.- М., Госзнергоиздат, 1959, с, 17, 2,Авторское свидетельство СССР Jvfe 1570О9, кл,Н О1 Р 31/06,1962.

Похожие патенты SU657527A1

название год авторы номер документа
Устройство для контроля обмотки якоря микроэлектродвигателя 1981
  • Чмищенко Валерий Семенович
SU970284A1
Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках статора электрической машины 1975
  • Чмищенко Валерий Семенович
SU537308A1
Устройство для комплексного обнаружения основных обмоточных дефектов в якоре электрической машины 1973
  • Чмищенко Валерий Семенович
  • Заливанский Александр Иванович
SU535666A1
Устройство для обнаружения замыканий при испытании изоляции обмоток электрических машин 1983
  • Чмищенко Валерий Семенович
  • Барамзин Александр Александрович
SU1114988A1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ И ЗАМЫКАНИЙ НА КОРПУС ОБМОТОК ЯКОРЕЙ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С УРАВНИТЕЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ 1971
SU297008A1
Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в обмотках якорей и статоров электрических машин 1977
  • Чмишенко Валерий Семенович
SU721776A1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ОБМОТКАХ ЯКОРЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 1973
  • В. С. Чмищенко
SU399794A1
Способ испытания винтовой изоляции обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока 1974
  • Бессуднов Евгений Петрович
SU744376A1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКЕ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЯКОРЯ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ С УРАВНИТЕЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ 2012
  • Бессуднов Евгений Петрович
  • Бессуднова Евгения Евгеньевна
RU2523730C2
Устройство для контроля замыканий в обмотках якорей электрических микромашин постоянного тока 1977
  • Чмищенко Валерий Семенович
SU670908A1

Иллюстрации к изобретению SU 657 527 A1

Реферат патента 1979 года Устройство для комплексного контроля дефектов в обмотке якоря электрической машины

Формула изобретения SU 657 527 A1

SU 657 527 A1

Авторы

Чмищенко Валерий Семенович

Даты

1979-04-15Публикация

1976-06-11Подача