Спосіб регулювання температури обмотки електричної машини

Спосіб регулювання температури обмотки електричної машини, за яким змінюють значення щонайменше одного з параметрів холодоагента, який подається в обмотку, який відрізняється тим, що визначають напруження в ізоляції обмотки і встановлюють значення параметрів холодоагента на вході в обмотку таким чином, щоб вказані напруження і діапазон зміни середньої температури обмотки при ЗМІНІ електричного струму були мінімальними Винахід належить до галузі електротехніки і може бути використаний, наприклад, у турбогенераторах з рідинним охолодженням обмоток Відомий [1] винахід, який реалізує спосіб регулювання з допомогою тепломеханічної моделі, яка виробляє сигнал на регулятор параметрів холодоагента з метою зменшення відносних переміщень деталей електричної машини (ЕМ) в залежності від ЗМІНІ теплового стану обмотки Недоліком цього рішення є необхідність створення і функціонування тепломеханічної моделі, забезпечення адекватності якої своєму прототипу становить само по собі складну задачу Недоліком є, також, значна шерційність такого регулювання, оскільки проводиться по наслідках зміни теплового стану обмотки Задачею винаходу є створення способу регулювання температури обмотки ЕМ, за яким, завдяки встановленню значень параметрів холодоагента, який протікає в обмотці, в залежності від електричного струму в обмотці і напружень в ізоляції обмотки, досягається зменшення взаємних теплових переміщень дотичних деталей, термомеханічних напружень і пошкоджень ізоляції обмотки, підвищення якості регулювання, експлуатаційної надійності і ДОВГОВІЧНОСТІ ЕМ Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в способі регулювання температури обмотки ЕМ, за яким змінюють значення, щонайменше, одного з параметрів холодоагента, який подається в обмотку, визначають напруження в ізоляції обмотки і встановлюють значення параметрів холодоагента на вході в обмотку таким чином, щоб вказані напруження і діапазон зміни середньої температури обмотки при ЗМІНІ електричного струму були мінімальними В запропонованому способі регулювання на турбогенераторі з попередньо встановленими на ІЗОЛЯЦІЮ обмотки давачами, визначають (вимірюють) напруження в ізоляції і змінюють значення параметрів холодоагента на вході в обмотку таким чином, щоб вказані напруження і діапазон зміни середньої температури обмотки при ЗМІНІ електричного струму в обмотці були мінімальними, що дозволяє досягти нового технічного результату Порівняльний аналіз відомих технічних рішень показує, що запропонований спосіб має значно більшу здатність регулювання температури обмотки електричної машини, так як регулювання здійс Найбільш близький є спосіб [2] Сутність його полягає утому, що з метою зменшення відносних теплових переміщень дотичних деталей ЕМ при ЗМІНІ електричного навантаження і теплового стану, всередині ЕМ встановлюються вимірювачі переміщень цих деталей, по показниках яких встановлюють значення параметрів холодоагента Альтернативним варіантом є розрахунок переміщень по даним вимірювання температури дотичних деталей Недоліком є практично неможлива процедура вимірювання переміщень всередині працюючої ЕМ, а достовірність розрахунків невелика Також, недоліком є те, що регулювання температури ЕМ проводиться по наслідках зміни електричного навантаження машини, тобто, з запізненням Це запізнення має суттєве значення для ефективності регулювання о (О 60911 нюється в залежності від вимірюваних напружень в ізоляції і від електричного навантаження обмотки, тобто по збуренню, і значно зменшує інерційність процесу регулювання, що важливо при швидких змінах режиму роботи ЕМ Це дає також можливість суттєво зменшити діапазон зміни середньої температури обмотки і теплових циклів, при яких термомеханічні напруження в ізоляції обмотки міняють знак і є особливо небезпечні, тому що приводять до прискорення пошкоджень обмотки На основі наведеного вище можна зробити висновок, що сукупність суттєвих ознак, що викладені у формулі винаходу, є необхідною і достатньою для досягнення нового технічного результату зменшення термомеханічних пошкоджень і зносу ізоляції обмотки, підвищенню надійності та ДОВГОВІЧНОСТІ машини Запропонований спосіб складається з операцій визначення напружень в ізоляції обмотки і встановлення ВІДПОВІДНИХ значень параметрів холодоагента на вході в обмотку Спосіб працює таким чином у турбогенераторі з безпосереднім охолодженням з попередньо встановленими на ІЗОЛЯЦІЮ обмотки давачами напружень і визначеною (теоретично або експериментально) закономірністю залежності середньої температури обмотки від електричного струму в ній для всіх сталих і перемінних експлуатаційних режимів, в процесі експлуатації вимірюють напруження в ізоляції обмотки і встановлюють значення параметрів холодоагента (температуру, швидкість) на вході в обмотку (шляхом, наприклад, байпасування частини "гарячого" холодоагента повз охолоджувачі контуру охолодження обмотки) в залежності від напружень і ВІДПОВІДНО ДО електричного навантаження машини Наприклад, для обмотки статора турбогенератора типу ТГВ-320 визначена закономірність залежності температури холодоагента на вході в обмотку від електричного струму в обмотці, яка забезпечує сталість середньої температури обмотки при ЗМІНІ режиму роботи турбогенератора Твх = Тохл + А + В • P(t), при V=const, (1) де Твх - температура холодоагента на вході в обмотку, °С, Тохл - температура холодоагента після охолоджувачів, °С, Комп'ютерна верстка А Крулевський Р - електричний струм, в о , t - час, с, А, В, С - коефіцієнти для конкретного типу турбогенераторів В реальних умовах експлуатації швидкість холодоагента може змінюватись у деяких межах Тому, для урахування цього фактора закономірність (1) має вигляд Твх = Тохл + A(v) + B(v) -P(t), (2) де для даного типа турбогенератора А= -25,26 + 127,8 • V - 87 • V 2 , (3) В=-75+ 102,8-V-44.4-V 2 (4) Ці закономірності визначені для діапазону зміни швидкості холодоагента від мінімально допустимої 0,63м/с до номінальної 1м/с Якщо встановлювати значення холодоагента по цим закономірностям, то досягається зменшення величини термомеханічних напружень в ізолят і їх коливань в цілому для ізоляції всієї обмотки Але величина напружень в ізоляції різна по довжині і перерізу стержня обмотки, і тому в найбільш небезпечних місцях ізоляції обмотки встановлюються давачі (наприклад, давачі деформації, яка легко перераховується в напруження) і їх показники використовуються як один з параметрів, по яких здійснюється регулювання температури обмотки Таким чином, у порівнянні з прототипом, використання способу, в якому регулювання температури обмотки електричної машини здійснюється шляхом встановлення значень параметрів холодоагента на вході в обмотку в залежності від напружень в ізоляції обмотки і електричного струму в обмотці таким чином, щоб напруження в ізоляції обмотки і діапазон зміни середньої температури обмотки були мінімальними, дозволяє досягти нового технічного результату - зменшити термомеханічні напруження в ізоляції і її пошкодження, підвищити надійність і ДОВГОВІЧНІСТЬ машини Література 1 А С СССР №1415330, "Электрическая машина с регулируемым охлаждением", опубл 07 08 88 в БИ №29 2 А С СССР №1184049, "Способ регулирования температуры электрической машины и устройство для его осуществления", опубл 07 10 83 в БИ №37 Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119