Устройство для индикации мест замыкания листов стали статора электрической машины Советский патент 1981 года по МПК H02K15/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ МЕСТ ЗАМЫКАНИЯ ЛИСТОВ СТАЛИ-СТАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для неразрушаюшего контроля операции сборки активной стали статоров турбогенераторов и синхронных компенсаторов.

Известно устройство для индикации мест замыкания листов стали статора электрической машины при намагничивании статора переменным током, содержащее контактный щуп 1.1Контактные щупы обладают мальши размерами и массой, удобны в эксплуатации .

Однако эти щупы не удовлетворяют требованиям техники испытаний вследствие большой инерционности, вызванной малой теплопроводностью пленки лака на поверхности стали.

Известно также устройство для индикации мест замыкания листов стали статора электрической машины содержащее приемник инфракрасного излучения и мостовую схему термокомпенсации колебаний температуры корпуса, заключенные в теплопроводный корпус 2.

Приемники инфракрасного (ИК) излучения позволяют количественно измерять неоднородность нагрева слабонагретых поверхностей по интенсивности радиации, излучаемой поверхности в ИК-диапазоне, без непосредственного контакта с поверхностью.

Недостатком этих устройств является влияние на их показания колебаний температуры корпуса приемника ИК-излучения. Для устранения возникающей при этом погрешности приме10няется либо термостатирование приемника радиации тем или иным способом, либо введение в конструкцию измерительного устройства образцового нагревателя, излучение которого сравни15вается с излучением контролируемого объекта.

Однако габариты и масса известных приборов велики, что затрудняет их применение в качестве рабочего ин20струмента испытателя. Кроме того,при использовании таких устройств для целей испытания машин необходимо в рабочую полость статора подводить электропитание, что усложняет экс25плуатацию и нарушает требования техники безопасности при проведении испытаний.

Известная схема позволяет осуществлять коррекцию без подвода хлад30агента и при весьма малом энергопотреблении в компенсирующей цепи. Однако, устройство обладает следующими недостатками:

1.Малая точность коррекции, вызванная тем, что компенсирующая цепь создает напряжение,пропорциональное примерно первой степени температуры (т) корпуса, тогда как для полной коррекции необходимо получени функции вида АТ,где А - постоянная, а в зависимости от выбранной полосы ИК-излучения, Несоответствие характеристик приводит к неустойчивости нулевого положения при значительных колебаниях температуры корпуса .

2.Неоднородность нагрева частей корпуса, а также различие в тепловой инерционности приемника излучения и компенсирующего термочувствительногЬ элемента, создают условия для появления дополнительной нестационарной составляющей напряжения, имитирующей в процессе осмотра машины зффект появления неустойчивого влияния неоднородности нагрева дополнительные термопары, в силу линейности их характеристик, не дают полного устранения ошибок. Указанные недостатки устройства не препятствую использованию его в качестве стационарного низкотемпературного пирометра, но делают неэффективным применение устройств такого типа для целей испытания машин, так как быстрые и большие колебания температуры окружащей среды, характерные для этих испытаний, маскируют слабый по величине контролируемый эффект.

Цель изобретения - уменьшение влияния колебаний температуры окружающей среды.

Для реализации поставленной цели устройство снабжено металлическим корпусом, охватывающим теплопроводный корпус, металлической ручкой для оператора, теплоизолирующей прокладкой, установленной между корпусами, и металлическим теплопроводником, соединяющим оба корпуса в месте крепления ручки, при этом в металлическо корпусе напротив приемника выполнено окно для пропускания излучения к приемнику.

На фиг. 1 представлена принципиал ная схема устройства} на фиг.2 поперечный разрез оптической головки.

Устройство состоит из оптической головки, которая во время испытания находится в руке оператора, и измерительного блока, подвешенного на ремне. Оптическая головка содержит .приёмник ИК-излучения, радиационный термоэлемент 1, объектив 2, термочувствительный элемент 3, выполненный в виде обмоток, навитых на корпус 4, в котором «репятся указанные элементы, теплоизолирующую прокладк

5, защитныйкорпус 6 с металлической ручкой 7 и окном, теплопроводник 8, через который пропущены провода,соединяющие оптическую головку и измерительный блок. Измерительный блок (фиг.1) содержит мостовую схему 9, в одно из плеч которой включен многозвенный термочувствительный элемент 3, индикатор 10 напряжения и автономный источник 11 питания.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от контролируемой части поверхности объекта попадает через объектив 2 на радиационный термоэлемент 1, вызывая изменение его температуры, вследствие чего образуется поток тепла. Этот поток тепла уходит на корпус 4 и далее через теплопроводник 8, ручку 7 на тело оператора.

Одновременно на защитный корпус б от окружающей среды поступает поток тепла, который также через ручку 7 стекает на тело оператора.Большая теплоемкость и относительно стабильная температура руки оператора ограничивает колебания температуры корпуса 4 и приемника более узкими рамками, определяемыми разницей температур защитный корпус б - среда и отношением термических проводимостей защитный корпус 6 - среда к проводимости ручки 7 корпуса 6 - рука, которое много меньше единицы.

Изотермичность корпуса 4 обеспечивается выбором материала с высоким коэффициентом теплопроводности (алюминия) и приданием ему формы короткого толстостенного цилиндра, во внутренней полости которого располагается объектив 2 и радиационный термоэлемент 1. Многозвенный термочувствительный элемент 3 выполняется из медной и манганиновой проволоки и размещается в кольцевой выемке на наружной поверхности корпуса 4.

Напряжение на выходе 1у1ногозвенного термочувствительного элемента 3 в зависимости от температуры внутреннего корпуса изменяется по закону и KiTJ, где К - коэффициент преобразования элемента 3, ЛТ - изменение температуры корпуса 4.

При равенстве коэффициентов преобразования термочувствительного элемента 3 и приемника И1С-излучения 1 в условиях хорошего сглаживания резких колебаний температуры окружающей среды обеспечивается значительное уменьшение погрешности от изменения температураа корпуса 4 Приемника. Однако из-за близкого расстояния от нагретого статора и малого времени,которое отводится на осмотр (5-10 мин) , происходит неравномерный нагрев устройства и смещение 5 стрелки индикатора 10. .Наличие двух корпусов 4 и 6 и теплопроводящей ручки 7 позволяет устранить это явление за счет тепло отвода иа теле оператора. Так как температура тела человека стабильна а корпус приемника 6 находится все время в руке оператора, целесообраз но использовать ее в качестве термостата, т.е. защитный корпус 6 чер ручку 7 передает тепло на руку испытателя. Для отвода тепла, поступа щего от статора через окно, предусмотрена тепловая связь с ручкой оператора через теплопроводник 8 i ручку 7. Таким образом, в устройстве имею ся две схемы термокомпенсации многозвенный термокомпенсирующий элемент 3 и термостабилизации за счет теплоотвода на тело оператора. Напряжение, создаваемое приемником излучения, суммируется с напряжением разбаланса моста 9 и показыв ется индикатором 10 напряжения, кот рый расположен на оптической головке и постоянно находится в поле зре ния оператора. Индикация замыканий листов стато ра производится следующим образом. До начала испытаний осуществляет ся предварительная балансировка измерительной схемы регулировкой плеч моста 9, для того чтобы индикатор 10 напряжения установить в нулевое положение. После включения обмотка намагничивания статора места замыка ния листов стали нагреваются сильне остальной части статора и при просмотре поверхности проявляют себя повышенной интенсивностью излучения, отмечаемой индикатором 10 напр жения. Осмотр статора осуществляется оператором, который держит оптическую головку в руке и перемещает ее под поверхностью статора. Так как оба корпуса 4 и б отделе ны друг от друга теплоизолирующей прокладкой по всей поверхности за исключением места прикрепления ручки 7, где оба корпуса 4 и 6 оказываются связанными друг с другом

Г

}

х

П

I.

.I

Фиг./ в тепловом отношении через, металлический теплопроводник 8, то благодаря этому достигается ослабление непосредственного теплового контакта корпуса 4 приемника ИК-излучения с окружающей средой. Использование тепловой связи с рукой опера тора, обладающей биологически стабильной температурой, позволяет ограничить колебания температуры корпуса 4 приемника, а использование двух теплоизолированных друг от друга корпусом 4 и 6, повышает изотермичность внутреннего объекта. Ограничение тепловой связи корпусов 4 и 6 зазором, заполненным теплоизоляционной прокладкой 5, дает возможность дополнительно сглаживать быстрые изменения температуры за счет появляющейся при этом тепловой инерционности внутреннего корпуса 4. Формула изобретения Устройство для индикации мест замыкания листов стали статора электрической машины, содержащее приемник инфракрасного излучения и мостовую схему термокомпенсации колебаний температуры корпуса, заключенные в теплопроводный корпус, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния колебаний температуры окружающей среды, оно снабжено металлическим корпусом, охватывающим теплопроводный корпус,металлической ручкой для оператора, теплоизолирующей прокладкой, установленной между корпусами, н металлическим теплопроводником, соединяющим оба корпуса в есте крепления ручки, при этом в металлическом корпусе напротив примника выполнено окно для пропускания излучения к приемнику. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Технология крупного электроашиностроения. Ч.1, Турбогенераоры. М.-Л., Энергия, 1966. 2.Патент США 2.696.117, л. 73-355, 1954.

Чг

J