Спосіб визначення втрат в сердечнику статора електричних машин з обертовим магнітним полем і пристрій для його здійснення

1. Спосіб визначення втрат у сталі сердечника статора електричних машин в обертовому магнітному полі, який відрізняється тим, що одночасно зі створенням обертового магнітного поля всере C2 1 3 ється можливість вимірювання втрат в сталі сердечників при безперервно змінюваній величині питомої тиску спресовування. Спосіб реалізується за рахунок побудови ротора, коли в одні і ті ж пази ротора укладені дві трифазні обмотки: намагнічуюча і вимірювальна, з метою підвищення точності вимірювання втрат в сталі сердечників статорів. Для забезпечення рівномірності повітряного зазору в цьому пристрої ротор забезпечений немагнітними накладками, розташованими на його зовнішній поверхні. Недоліками цього способу і пристрою є неможливість отримання залежності втрат в сталі сердечників статорів електричних машин від безперервно змінної величини питомої тиску спресовування сердечників, крім того, встановлюються спеціальні немагнітні накладки на зовнішній поверхні ротора для забезпечення рівномірності повітряного зазору при розташуванні ротора усередині сердечника статора при вимірюванні втрат, а також відсутності фіксації тарованого фазного ротора в аксіальному напрямі відносно сердечника статора. В основу винаходу поставлене завдання удосконалити спосіб визначення втрат у сердечнику статора електричних машин, в якому за рахунок введення нової дії безперервного тиску спресовування забезпечується можливість безперервного процесу контролю втрат в сталі сердечника і, крім того, створити пристрій, в якому введення нових елементів дозволить реалізувати даний спосіб. Для вирішення поставленого завдання в способі визначення втрат в сердечнику статора електричних машин в обертовому магнітному полі відповідно до винаходу одночасно зі створенням обертового магнітного поля всередині сердечника статора на нього впливають зусиллям стиснення, і за зміною величини зусилля стиснення в обертовому магнітному полі судять про втрати в сердечнику статора. Крім того, запропоновано пристрій для реалізації способів, який містить тарований фазний ротор, і відповідно до винаходу додатково містить натискний механізм, утворений трьома плитами, на середній з яких, виконаний з можливістю переміщення, закріплений пресувальний вузол, кільця для фіксації сердечника статора, змонтовані на рухомій і одній з нерухомих плит з можливістю контакту з немагнітними кільцями, забезпеченими тензометричними датчиками і перехідними кільцями для фіксації тарованого знімного фазного ротора. Крім того, пресувальний вузол виконаний у вигляді гідроциліндра, забезпеченого плунжерним насосом. Запропонований спосіб визначення втрат в сталі сердечника статора електричних машин дозволяє встановити оптимальну величину тиску спресовування сердечника, необхідну при роботі пресів в серійному виробництві сердечників статорів електричних машин. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де Фіг.1 - креслення загального виду пристрою для здійснення способу визначення втрат в сердечнику статора; Фіг.2 - загальний вигляд пристрою; 86129 4 Фіг.3 - електрична схема тарування фазного ротора і здійснення способу визначення втрат в сталі сердечника статора електричних машин. Установка складається з наступних основних вузлів і деталей: нерухомих плит 1 і 2, що скріпляються чотирма колонками 3 і гайками 4. По колонках 3 на втулках 5 переміщається рухома плита 6. На плиті 6 кріпиться пресувальний вузол, що складається з гідроциліндра 7 з поршнем 8, гвинтового затиску 9, плунжерного насоса 10 з кульковими клапанами 11, баком 12, рукояткою 13 і манометром 14. Гвинтовий затиск 9 складається з гвинта 15, вкрученого в різьбову втулку 16, закріплену до нерухомій плити 1, і сферичної шайби 17, за допомогою якої гвинт 15 зчленовується з поршнем 8. Кріплення шайби 17 до поршня 8 здійснюється за допомогою кільця 18, прикріпленого болтовим або іншим з'єднанням до внутрішньої стінки поршня 8. На фіксуючих кільцях 19 і 20, закріплених на плитах 2 і 6 гвинтовим або іншим з'єднанням, встановлюється оправка 21 з набраним сердечником статора 22 і немагнітними кільцями 23. Для випресовування оправки 21 з пакету служить вкладиш 24 і гвинт 25. Між натискним немагнітним кільцем 23 і опорною площиною крайнього статорного листа вбудовані два або більше тензометричних датчиків 26. Для визначення втрат всередину статора 22 вводиться (після попереднього спресовування пакету за рахунок гвинта 15) тарований фазний ротор 27, який створює обертове магнітне поле, як в реально працюючій електричній машині. Для контролю втрат в сталі сердечника статора 22 електричних машин при серійному виробництві використовується пресове обладнання, що виготовляється серійно, у якому, згідно винаходу, встановлюються тензометричні датчики 26, тарований фазний ротор 27 і перехідні кільця 28 і 29, що фіксують його в аксіальному і радіальному напрямах. Робота установки здійснюється таким чином: набраний з листів на оправку 21 пакет статора 22 з натискними немагнітними кільцями 23 встановлюється в гнізда кілець 19 і 20 між нерухомою плитою 2 і рухомою плитою 6, відведеної в крайнє ліве положення. Після цього обертанням гвинта 15 рухома плита 6 переміщається вправо і стискає передчасно пакет статора 22. Потім вставляється вкладиш 24 в статорну оправку 21 і вкручують в нього гвинт 25, який впирається в дно гідроциліндра 7. Обертанням гвинта 25 випресовують оправку 21. На місце, що звільнилося, в розточку статора 22 вводиться фазний ротор 27, з'єднаний з вимірювальною схемою (Фіг.3). При цьому з метою фіксації ротора 27 (радіально і аксіально) в розточці статора 22 в кільце 19 вставляється заздалегідь перехідне кільце 28, а після установки ротора 27, в кільце 20 - перехідне кільце 29. Після цього пакет статора піддається робочому стисненню за допомогою гідроциліндра 7. Тиск в гідроциліндрі 7 підвищується за рахунок плунжерного насоса 10, що працює таким чином: при гойданні (вручну) рукоятки 13 завдяки клапанам 11 відбувається засмоктування масла з бака 12 і його подальше нагнітання в порожнину гідроциліндра 7. При цьому тиск у гідроциліндрі 7 плавно піднімається і 5 86129 візуально контролюється по манометру 14, вкрученому в корпус плунжерного насоса 10. В процесі проведення дослідження за пропонованим способом питома тиску спресовування пакету статора 22 безперервно вимірюється за допомогою тензометричних датчиків 26, встановлених між натискним немагнітним кільцем 23 і опорною площиною крайнього листа статора, а синхронно з вимірюванням тиску також безперервно вимірюються втрати в пакеті статора 22 за допомогою тарованого фазного ротора 27, при цьому зміна величини тиску і відповідних йому втрат записуються, наприклад, на осцилографі. Після закінчення спресовування тиск в гідросистемі 7 скидається за допомогою спускового гвинтового клапана, розташованого в корпусі насоса 10. При скиданні тиску (після скріплення пакету скобами або зварюванням) також відбувається синхронне і безперервне вимірювання тиску і відповідних йому втрат в пакеті статора 22. Це дозволяє судити про остаточну величину втрат і тиску в досліджуваному сердечнику. При контролі втрат в сердечниках двигунів, що серійно виготовляються, за допомогою тарованого фазного ротора 27 вимірюються втрати і за допомогою тензометричних датчиків 26 контролюється тиск спресовування у момент закінчення процесу спресовування. Наявність тензометричних датчиків, розташованих по периметру опорної поверхні сердечника статора, дозволяє найточніше оцінити нерівномірU B 220 340 Pуд кГс/см2 267 365 267 365 Р2 Вт 96 96,5 222 222,6 Р2 - потужність, споживана ротором; Рм2 - втрати в міді намагнічуючої обмотки, які визначаються при таруванні ротора; Рс2 - втрати в сталі сердечника тарованого ротора; Руд - питома тиску спресовування сердечника статора, який визначається тензометричними датчиками; Рс1 - втрати в сталі сердечника статора, які обчислюються за виразом: Рс1 = Р2 - Рс2 - Рм2 · Швидкість електричних сигналів, що одержуються з тензометричних датчиків і обмоток ротора, 6 ність питомої тиску спресовування, викликану неоднаковою товщиною листового прокату електротехнічної сталі, і точніше розрахувати середню питому тиску спресовування. Тарування фазного ротора проводиться за способом запропонованим в джерелі інформації [3]. На Фіг.3 представлена електрична схема тарування фазного ротора, де 30 - намагнічуюча обмотка; 31 - вимірювальна обмотка; W1, W2, W3 малокосинусні ватметри; И.Р. - індукційний регулятор. При таруванні до намагнічуючої обмотки підводять напругу, визначають напрям обертання магнітного поля, що створюється цією обмоткою, а ротор приводять в обертання проти напряму обертання магнітного поля ротора з частотою обертання цього поля. При цьому передача енергії в статор через основне поле відбуватися не буде і втрати в сталі ротора Рс2 визначаються за виразом: Рс2 = Р2 - Рм2, де Р2 - потужність, споживана ротором, вимірювана ватметрами; Рм2 - втрати в міді намагнічуючої обмотки ротора, визначаються за величиною струму і опором фази. Апробація способу винаходу здійснена на зразку електродвигуна 4А112 М4, сердечник статора виготовлений із сталі ЭО300Р. Одержані наступні дані: Pc1 Вт 50 50,5 110 110,6 Pc2 Вт Pм2 Вт 30 16 58 54 дозволяє проводити вимірювання втрат в сталі І тиск спресовування швидко, на звичайному пресовому обладнанні (механічному або гідравлічному) дозволяє створити контрольований пристрій, що вбудовується в обладнання, яке серійно виготовляється, для виготовлення сердечників статорів. Джерела інформації, прийняті до уваги: 1. Авторське свідоцтво СРСР №333500, кл. G01R 33/00, 1970. 2. Авторське свідоцтво СРСР №448549, кл. H 02K 15/02, 1972. 3. Авторське свідоцтво СРСР №723726, кл. H 02K 15/02, 1978. 7 86129 8 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 86129 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601