Пристрій для діагностики дефектів литої короткозамкненої обмотки ротора асинхронного двигуна

Реферат: UA 69276 U UA 69276 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електромеханіки, а саме до пристроїв для контролю короткозамкненої обмотки роторів асинхронних двигунів, і може бути використана для контролю і діагностування цих роторів в процесі виготовлення, експлуатації та ремонту електродвигунів. Відомий пристрій для діагностування короткозамкнених кліток електричних машин [Никиян Н.Г., Саликов М.П. Способ и установка для диагностики короткозамкнутых клеток электрических машин // Электрические станции. - 1999. - № 3. - с. 60-62], відповідно до якого до стрижня, що випробується, підводять підковоподібний електромагніт змінного струму, який має обмотку, що намагнічує, й вимірювальну обмотку. Виміри проводяться для всіх стрижнів у декількох фіксованих точках по довжині ротора при незмінній напрузі живлення обмотки, що намагнічує. Діагностуючою ознакою стану стрижня є величина магніторушійної сили обмотки, що намагнічує, при незмінній напрузі живлення. Якщо досліджуваний стрижень не має контакту з короткозамкнутим кільцем й ізольований від стінок паза, то магніторушійна сила обмотки, що намагнічує, буде мінімальною (аналогічно режиму неробочого ходу трансформатора). Якщо стрижень справний і має надійний контакт із кільцями, то магніторушійна сила обмотки, що намагнічує, буде максимальною для даного ротора (аналогічно режиму короткого замикання трансформатора). Якщо стрижень несправний (тріщина, раковина, розпаювання з кільцем), не ізольований від стінок паза, то величина магніторушійної сили обмотки, що намагнічує, буде мати проміжне значення щодо випадків, описаних вище. Аналогом пропонованого пристрою може служити пристрій, описаний в [Гольдин Л.С., Панченко Ю.Н., Гайдашев В.И. Дефектоскопия короткозамкнутых роторных клеток асинхронных электродвигателей методом возбуждения ЭДС. Электротехническая промышленность, Сер., Технология электротехнического производства. Вып. 1 (92), 1977 - с. 3-4]. Він складається з індуктора, обмотка якого живиться через регулятор напруги від джерела змінної стабілізованої напруги 220 В і датчика. Обмотки індуктора і датчика намотані на магнітопроводах, які розміщені біля поверхні досліджуваного ротора в зоні контрольованого стержня і зміщені по осі один відносно другого. Інформативний сигнал з обмотки датчика після випрямлення подається на реєструючий пристрій. Недоліком аналога є вплив висоти замикаючих мостиків над стержнями на якість контролю при перевірці короткозамкнених роторів з закритими пазами. Найближчим аналогом пропонованого пристрою контролю є пристрій контролю якості короткозамкненої обмотки ротора [Авторське свідоцтво СРСР № 1182442 Спосіб контролю якості короткозамкненої обмотки ротора та пристрій для його здійснення МПК G01R31/02, 1985], при якому ротор обертають, збуджують в ньому змінні магнітні потоки, виділяють вторинні магнітні потоки, викликані струмами, що наведені в обмотці ротора збуджуючими змінними магнітними потоками і протікають по стержнях короткозамкненої обмотки ротора, вимірюють ЕРС, індуковані вторинними магнітними потоками, по величині яких судять про якість короткозамкненої обмотки ротора. Недоліком найближчого аналога є наявність привідного двигуна, що ускладнює конструкцію, недостатня універсальність пристрою та низька чутливість при діагностиці роторів із закритими пазами. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою контролю якості короткозамкненої обмотки ротора, що дозволить підвищити чутливість та достовірність контролю обмотки, зокрема обмоток як з відкритими, так і з закритими пазами, що робить можливим виконувати більш ефективний контроль під час експлуатації та ремонту електродвигунів. В якому підвищена чутливість та точність діагностики забезпечується застосуванням датчиком вібрації, що розташований на ярмі по вертикальній осі симетрії та вимірює середньоквадратичний рівень вібрації, та за рахунок цього точність виміру підвищується в квадрат порівняно до прототипу. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для діагностики дефектів литої короткозамкненої обмотки ротора асинхронного двигуна, який складається з індуктора з обмоткою збудження, вузла кріплення ротора та вимірювального датчика вібрації, новим є те, що феромагнітне осердя індуктора складається з трьох паралельних стержнів, замкнутих зверху і знизу ярмами, причому на крайніх стержнях розміщені дві обмотки збудження, які з'єднані між собою послідовно і живляться змінним струмом, а всередньому стержні осердя виконано отвір, в якому встановлюється досліджуваний нерухомий ротор двигуна, який в процесі діагностики дефектів поступово повертають на величину зубцевої поділки ротора, а вимірювальний п'єзоелектричний датчик вібрації розміщено на ярмі осердя по вертикальній осі середнього стержня. На фіг. 1 зображено загальний вигляд пристрою для контролю роторів. На фіг. 2 зображено конструкцію індуктора та взаємне розташування ротора, індуктора та датчика, а також показані магнітні силові лінії поля індуктора при наявності пошкодженого стрижня. 1 UA 69276 U 5 10 15 На фіг. 3 наведено розподілення середньоквадратичного рівня тензора електромагнітного натягнення, що діє на датчик при покроковому повороті пошкодженого стрижня на розмір зубцевої поділки (для прикладу на 18 гр.). Максимальний рівень вібрації датчика спостерігається при наближенні пошкодженого стрижня до вертикальної осі симетрії пристрою в місці установки датчика. В цьому положенні вібрація магнітного осердя максимальна. При подальшому обертанні ротора рівень вібрації знижується. Пристрій для діагностики дефектів литої короткозамкненої обмотки ротора (3) асинхронного двигуна складається з індуктора (2) з обмоткою збудження (6), вузла для кріплення ротора (5), що фіксує ротор за вал (4), та вимірювального датчика вібрації (1). Обмотки збудження (6) створюють пульсуючий магнітний потік, що наводить ЕРС в контрольованих стрижнях ротора (3). При наявності пошкодженого стрижня на відстані зубцевої поділки відносно вертикальної осі симетрії пристрою, на якій встановлено датчик, (1) спостерігається максимальний рівень магнітної вібрації датчика. При відсутності пошкоджень стрижнів рівень вібрації залишається незмінним при здійсненні повного обходу стрижнів ротора. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Пристрій для діагностики дефектів литої короткозамкненої обмотки ротора асинхронного двигуна, що містить індуктор з обмоткою збудження, вузол кріплення ротора, вимірювальний датчик, який відрізняється тим, що феромагнітне осердя індуктора складається з трьох паралельних стрижнів, замкнутих зверху і знизу ярмами, причому на крайніх стрижнях розміщені дві обмотки збудження, які з'єднані між собою послідовно і підключені до джерела змінного струму, вимірювальний п'єзоелектричний датчик вібрації, який реагує на зміну електромагнітної вібрації при наявності пошкодження, розміщений на ярмі осердя по вертикальній осі середнього стрижня, а в середньому стрижні осердя виконаний отвір, в якому встановлений досліджуваний нерухомий ротор двигуна. 2 UA 69276 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3