Способ измерения относительного эксцентриситета электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 117627 ац 4 а 01 В 31/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 ь ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46)30.08,85. Бил. У 32 (72) Н.Г,Никиян и М.Е. Йондем ,(71) Ереванский политехнический институт им. К,Маркса(56) Авч.орское свидетельство СССР М 541246, кл. Н 02 К 15/16, 1976.Авторское свидетельство СССРУ 813603, кл, Н 02 К 15/16, 1981, (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащий трехАазную обмотку статора, соединенную по схеме звезды с нулевой точкой,путем подключения обмотки статорана трехфазное напряжение 1 разгонаэлектрической машины на холостомходу, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения трудоемкости измерения, подключаютк обмотке статора резисторы, соединенные по схеме симметричнойзвезды с нулевой точкой, измеряютразность потенциалов между нулевыми точками обмотки и резисторови по величине разности потенциаловс помощью предварительно полученнойтарировочной кривой определяют величину относительного эксцентриситета.11762 й 1 ф - + - (1-э) "л Я Р1Изобретение относится к электрическим машинам и предназначенодля измерения относительного эксцентриситета в производстве и эксплуатации, 5Цель изобретения - уменьшениетрудоемкости измерения относительного эксцентриситета.На чертеже показана схема соединения для реализации способа. 10Схема содержит трехфазную обмотку 1 статора электрической машины,симметричную звезду 2 резисторов,электронный вольтметр 3, Измерениеэксцентриситета производят в режиме холостого хода при пониженномнапряжении на зажимах обмоткистатора. Вольтметром 3 измеряют.напряжение между нулевыми точкамиО и О и по тарировочной зависимости, предварительно полученной наэталонной электрической машине сизменяемым эксцентриситетом, определяют значение отнрсительного эксцентриситета с., контролируемой элект рической машины.При эксцентричном роторе дополнительно возникают гармоники поля с числом пар полюсов р +где р - число пар полюсов, 1 =1,2,3.и порядком= 1+ - ,.инЛдуцирующие в обмотке статора ЭДСчастоты Ф - оэ, где Ю- круговаячастота питания, а Ю- частота,обусловленная динамическим .зксцентриситетом, вращающимся вместе с рото- З 5ром. При отсутствии динамическогоэксцентриситета Ю= О,Гармоники порядкаобусловленысоставляющими магнитной проводимостизазора, возникающими при эксцентрисиОтете, Гармоники порядка 1 взаимодействуют с обмоткой ротора, в результате чего возникает поле реакцииэтой обмотки, неподвижное относительно гармоники , а также высшие гар45моники с числом пар полюсов Р,ф 1+КЕ и порядком 1+ - + , индуцируЪР Рющие в обмотке статора ЭДС частоты где Е - число пазов ротора;Я - скольжение. 55В пр .длагаемом способе измеренияотносите.ьного эксцентриситетаэлектронным вольтметром измеряют 74 2разность потенциалов Б:между нейтральными точками звезды резисторов и звезды обмотки статора.Звезда резисторов состоит из линейных элементов одинакового сопротивления, поэтому при симметрии питающих напряжений вольтметр измеряет ЭДС, индуцированную в разных обмотках третьими и кратными трем гармониками полей в воздушном зазоре. Гармоники от главного поля, высшие обмоточные гармоники и зубцовые гармоники статора не влияют на потенциал точки О звезды обмотки статора.Порядки всех остальных гармоник полей (гармоники от насыщения, от пазовости ротора, от взаимной пазовости ротора и статора, высшие гармоники ротора и гармоники от эксцентриситета) могут становиться кратными трем. Эти поля возникают как при эксцентриситете, так и при концентричном роторе. В последнем случае создается мешающий сигнал .Гармоники, обусловленные насыщеением магнитной цепи, имеют порядок 4 = 3 и могут индуцировать в Аазах ЭДС частоты 3 иь. Для того, чтобы исключить (или значительно уменьшить) влияние этих гармоник, в предлагаемом способе рекомендуется проводить измерения при пониженном напряжении питания когда магнитная проницаемость стали сердечников близка к максимальной, При этом практически исчезают также поля более высокого порядка, связанные с насыщением.При концентричном роторе гармоники полей при определенных соотношениях КЕ 2/р и 2 шоК могут принимать значения, кратные трем, и тем самым влиять на потенциал т.О звезды статора (ш - число Лаз, о - число пазов на полюс и Фазу),.С появлением эксцентриситета изменяется постоянная составляющая проводимости воздушного зазора, вслед- ствие чего изменяется величина мешающего сигнала, Однако это изменение относительно мало, С появлением эксцентриситета значительное увеличение сигнала обусловлено появлением1 гармоник полей эксцентриситета - полезные" гармоники. Амплитуды этих гармоник сильно зависят от величины ,относительно эксцентриситета. При разных значениях /р и К 7,2/рСоставитель В.НикиноровТехред Ж.Кастелевич Корректор С.Шекмар Редактор К.Волощук Заказ 5356/46 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент",г, Ужгород, ул, Проектная, 4 всегда возникают кратные трем гармо-ники полезных" полей, влияющиена величину измеренного сигнала,Таким образом, вольтметром измеряется действующее значение гармоникЭДС третьего порядка, обусловленныхэксцентриситетом, а также зубчатостью и дискретностью расположенияобмотки ротора,Для выяснения условий уменьшениямешающего сигнала выполнен анализвеличины порядков мешающих гармоник,Установлено что при в .- = ЗК отсутЭ Рствуют мешающие гармоники, кратныетрем. При этом условии совместнос условием питания пониженным напряжением мешающий сигнал должен отсутствовать. При значениях 2 1 Р ЗК2появляются кратные трем гармоникимешающих полей и даже при пониженномнапряжении питания имеется помеха визмеренном сигнале, Относительная,величина мешающего сигнала в измеренном сигнале возрастает с уменьшениемвеличины эксцентриситета.Существованием мешающего сигналаобъясняется наличие зоны нечувствительности в кривой Ц = Ю ( Е )Практически горизонтальный участокот Е= 0 до Г= 203. Ширина этойзоны зависит от величины мешающегосигнала.Экспериментальные исследованияпроводились на разных асинхронныхдвигателях. Кривая напряжения 11001наблюдалась на экране электронногоосциллографа и представляла собойгармоники зубцового порядка, моду 762744лированные третьей гармоникой(частота 150 Гц),При номиналь-,ном напряжении питания амплитудамодулирующей.кривой составлялаприблизительно половину среднейамплитуды зубцовых гармоник напряжения, Припониженном напряжении питания, равном (25-30)Б Бн, моду,ляцией зубцовыхгармоник можнобыло 10 пренебречь.Измерения показали, что шириназоны нечувствительности не превышала допустимой величины относительного эксцентриситета (10-207), 15 С возрастанием эксцентриситета быстро росла величина "полезного" сиг-.нала, так как интенсивно увеличивались гармоники полей, вызванные эксцентриситетом.20 Если контролируемая машина является двигателем, то не требуетсяотсоединять ее от исполнительногомеханизма и сочленять со вспомогательным двигателем.25 Применение предлагаемого способав производстве электрических машин позволит быстро и просто выявлять и устранять причины, вызвавшие эксцентриситет и, таким образом, повысить надежность выпускаемых машин. Непрерывный контрольэксцентриситета в эксплуатации предлагаемым способом позволит своенременно выявить нарушение равно-мерности воздушного зазора вследствие 35подработки подшипников, либо неточного монтажа и,таким образом,также повысить надежность машин.