Способ измерения осевого магнитного тяжения в электрической машине

1-А Союз Соеетскнк Соцналнстицесмнн Республик(61) Дополнительное к авт. свид.ву(22) Заявлено 27.12.73(21) 1980276/О Кл,в02 К 15/00 исоединением заявки Ю Государственный комитет Соавта Министров СССР ов делам нэоорвтеннХ н открытий(53) УДК 621,З 1 Э, . 1 З(088,8) о 15,07,76,Бтоллетень 26 икования описания 12.09,76 Н. ф 2) Авторы изобретен ецов и А, И. Мурыги) Заявител ЗМЕРЕНИЯ ОСЕВОГО МАГНИТНОГОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЕ ПОС ЕНИ я при настройке ус а в осеачку поки стато Изобретение относится к области электротехники.Известен способ измерения осевого магнитного тяженияв электрической машинес жестко закрепленным в корпусе статором,заключающийся в том, что между статороми неподвижным ротором машины размещаютнемагнитную прокладку и по величине усилия отрыва ротора от статора (при возбужденчой магнитной цепи машины) судят овеличине магнитного тяжения 1 1. Однакопри таком способе измерения не учитывается влияние нагрузочных факторов, появляющихся при работе машины,Известен также способ измерения осевого магнитного тяжения в электрическоймашине, основанный на измерении деформации упругого элемента, через который передается осевое усилие на ротор машины,осевое перемещение одной из опор которогопредотвращается посредством фиксирующегоэлемента, например крышки подшипника 12).Предварительные осевые нагрузки на подшипниках настраивают в статическом состоянии двигателя путем сжатия пружин или заменяющих их упругих элементов - подшипниковых щитов, Влияние же факторов,проявляющихся при работе машины под нагрузкой, не учитываетс иеелия осевого поджати.Предлагаемый способ позволяет повыситьточность измерения, Это достигается тем,что ротору обеспечивают возможность осевого перемещения относительно корпуса, 1 О например, путем установки прокладки между крышкой подшипника и корпусом, устанавливают между ротором и корпусом предвв;рительно тарированный упругий элемент,осуществляют пуск машины и ее введение 1 б в необходимый режим, затем сжимают упругий элемент в направлении, встречном осевому магнитному тяжению, измеряют величнну деформации упругого элемента в моментначала смещения ротора в осевом,направле нии и по характеристике тарированного упругого элемента определяют величину осевого магнитного тяжения.Момент начала смещения роторвом направлении определяют по ск И казаний включенного в цепь обмот3раа электроизмерительного прибора, например вольтметра, или по скачку показанийизмерителя механических перемещений, например микрометра, установленного с торцаротора, бНа чертеже показана электрическая машина, в которой реализуется описываемыйспособ.Между ротором 1 и статором 2 машиныимеется воздушный зазор О в котором привозбуждении машины (путь основного магнитного потока обозначен пунктирной линией)возникает магнитное тяжение. На левойопоре ротора подшипинк 3 фиксирован, т. е.не имеет осевых перемещений относительноротора и статора, Правая опора ротора выполнена "плавающей, т. е. ее подшипник4 имеет свободу осевых перемещений относительно статора. Между наружным кольцомподшипника 4 и крышкой 5 установленапредварительно тарированная пружина 6 сжатия. В случае огсутствия в конструкциимашин укаэанной пружины ее устанавливаютна опоре на время определения осевого магнитного тяжент 1 я.При работе машины в генераторном режиме в цепь обмотки 7 статора 2 можновключить вольтметр 8, показывающий величину напряжения данного режима работыпри номинальном воздушном зазоре С и постоянном токе возбуждения. При сжатии пру 3 Ожиры 6 посредством завикчивакия ключомкрышки 5 возникает упругая сила, действу -юшая встречно осевому магнитному тяжению машины. В это время на фиксированнойопоре временно (на момент измерекич) об сЗбпечивается зазор б между наружным кольцом подшипника 3 и крышкой 8 дчя осевого хода ротора в направлении действия упругой силы пружины 6 например, посредством прокладкиО, 4 ОПри сжатии пружины 6 на величинуЬ Ипутем завинчивания крышки 5 упругая сила пружины сравнивается по величине с силой магнитного тяжения (неустойчивое равновесие) и при незначительном превышениийупругой силой силы тяжения ротор перемещается в осевом направлении в крайнее положение на величину б .Таким образом, определив величину упругой силы пружины 6, можно определить йОи величину осевого магнитного тяжения,развиваемого в аксиальном воздушном зазоре ц электрической машины.Величину упругой силы пружины определчют по характеристике пружины но величи- ВЬне сжатия Ь Я, определенно-о путем измерения перемещения крышки 5. Величину зазора б целесообразно выбирать минимальной,но достаточной для того, чтобы при помоши измерительного прибора 8 можно было ьО зафиксировать изменение величины напряженгея (по отношению к его первоначальномуустановившемуся значению), вызванное осевым перемещением ротора, Практически этодостигается отдельными пробными замерами в каждой конкретной конструкции электрической машины.Йля определения составляющей сил трения, действующих навстречу упругой силепружины ( межлу наружными кольцами подшипников 3 и 4 и посадочными поверхностями щитов статора), необходимо проделатьуказанные операции по измерению осевыхсил прн вращающемся роторе, но при невозбужленной магнитной цепи машины, используя для определения момента трогаиия ротора измерительный прибор-микрометр 11,установи.ч его на наружной крышке Ц фиксированнои опоры ротора 1 так, чтобы измерительный наконечник 1 2 прибора упирался в наружное кольцо подшипника 3, По изменению его показаний на величину б определяют момент осевого хода ротора, т. е.момект, когда упругая сила пружины 6 превышает силы трения между наружными коль-цами подшипников 3 и 4 и посадочными поверхкостями щитов статора,Таким образом, в момент троганияротора упругая сила пружины численно равнапротиводействующим силам трения, Величину упругой силы определяют по характеристике пружины по величине ее сжатия, Механический измерительный прибор 11 можноприменять также для определения самой силыосевого магнитного тяжения и в тех случаях, когда, например, затруднен или невозможен доступ к цепи обмотки статора. Дляопределения осевых перемещений ротораотносительно статора могут быть использованы также измерительные датчики индукционного илн емкостного типа.Определив описанным способом силу тяжекия, на опорах ротора настраивают целесообразные для данной конструкции осевыенагрузки при помощи пружины 6, сохранивпри этом необходимое остаточное ве сжатие, Например, переместив крышку 5 на веиичииу ф и Н, обесиечиввют оииивиовые осевые нагрузки на опорах ротора, каждая изкоторых равна половине величины силы магнитного тяжения.При работе машины в двигательном режиме с постоянной нагрузкой и постояннымвозбуждением в одну иэ фаз обмотки 7 статора 2 можно включить амперметр 13, фиксирующий величину тока данного режима,работы при номинальном воздушном зазореО-. В этом режиме осевое магнитное тяжение машины определяют также по величинеупругой силы пружины 6. Упругая сила пружины в момент трогания ротора 1 численуСоставитель Н. Сухоярскаяедактор А, Пейсоченко Гехред Г. Родек Корректор М, Руснак ПодписноеСовета Министровткрытийнеб д, 4/5 18 Тираж 882 И Государственного комите по делам изобретений и 5, Москва, Ж, Раушскаиал ППП "Пагект", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 но ровна магнитному тяжению (если не уеитыввть сил трения), Момент трогания ротора определяют по изменению показаний ам-. перметра 13, вызываемому изменением воздушного зазора сЬ на величину осевого хода ротора.Таким образом, предложенный способ позволяет определять осевое магнитное,тя, жение непосредственно для заданного режима, электрической машины. Применение тарироввнной пружины сжатия обеспечивает достаточную для практики точность измерения осевых сил магнитного тяжения. Силы трения, вносящие погрешность в измерения, могут быть легко определены. Использование описываемого способа определения осевых сил позволяет обеспечить также рациональное распределение осевых негруэок на опорах, что повышает работоспособность подшипников. 4 Ю формула изобретения 1. Способ измерения осевого магнитно Ь го тяжения в электрической машине с жестко закрепленным в корпусе статором, основанный на измерении деформации упругого элемента, через который передается осевое усилие не ротор машины, осевое перемеще- М ние одной иэ опор которого предотвращается посредством фиксирующего элемента, например крышки подшипника, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, ротору обеспечиваю 1 воэможность осевого перемещения относи теЛьно корпуса, например, путем установки прокладки между крышкой подшипника и корпусом, устанавливают между ро.ором и корпусом предварительно тарированный упругий элемент, осуществляют пуск машиьы и ее введение в необходимый режим, затем сжимают упругий элемент в направлении, встречном осевому магнитному тяжению,измеряют величину деформации упругого элемента в момент начала смещения роторе в осевом направлении и, по характеристике тарированного упругого элемента определяют величину осевого магнитного тяжения.2. Способ по и. 1, о т л ч ч е ю щ и йс я тем, что момент начала смещения ротора в осевом направлении определяют по скачку показаний включенного в цепь обмотки стетора электроизмерительного прибора, например вольтметра.3, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что момент начала смещения ротора в осевом направлении определяют но скачку показаний измерителя механических перемещений, например микрометра, установленного с торца ротора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Бертинов Л. И,и др, Униполярные электрические машины , изд. "Энергия" 1966,2. Келекторский Ь, А.и др, Проектирование гироскопических двигателей., изд. "Машиностроение", 1968.8