Способ контроля ошибок изготовления электрических машин

(23) Приоритет -Государствениый комитет СССР по делам изабретеиий и открытий(45) Дата опубликования описания 30.07.80(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОШИБОК ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНПредлагаемый способ относится к электрическим машинам, а именно к методам контроля ошибок изготовления электрических машин, и может найти применение для контроля вращающихся трансформаторов и сельсинов с малым индуктивным сопротивлением обмотки возбуждения.Из-за технологичеоких ошибок изготовления магнитопровода и обмоток машин значения коэффициентов трансформации и положения осей обмоток отличаются от расчетных величин. Величина отклонения является показателем качества изготовления машин: его оценивают по отклонению угловых положений ротора машины, соответствующих минимальным сигналам с выходных обмоток при заданном напряжении питания, от расчетных угловых положений. Угловое положение ротора машины, соответствующее минимальному сигналу с выходных обмоток при заданном напряжении питания, обычно называют нулевой точкой, а разность фактических и расчетных значений нулевых точек называют асимметрией нулевых точек. В зависимости от вида машины и режима ее применения число нулевых точек различно. Число нулевых точек сель- сина-датчика, имеющего однофазную обмотку возбуждения и трехфазную обмотку синхронизации, и сельсина-приемника, имеющего трехфазную обмотку синхронизации и однофазную обмотку управления, равно шести. Расчетные нулевые точки этих сельсинов смещены друг относительно друга на угол 60.При измерении асимметрии нулевых точек сельсина-датчика напряжение питания подключают к обмотке возбуждения и последовательно находят угловые положения его ротора, соответствующие минимальным напряжениям на 1-ом;и 2-ом, 3-ем и 1-ом зажимах трехфазной обмотки. При измеренни асимметрии нулевых точек сельсинаприемника напряжения питания подключа ют последовательно к 1-ому и 2-ому, 2-омуи 3-ему зажимам трехфазной обмотки и при каждом подключении находят угловые по ложения его ротора, соответствующие минимальному напряжению на обмотке управления 111.Число нулевых точек вращающегосятрансформатора - датчика (ВТ - датчика), имеющего одну обмотку возбуждения и две изолированные обмотки синхронизации, и вращающегося трансформатора-приемника (ВТ-приемника), имеющего две изолированные обмотки возбуждения и одну об мотку управления, равно восьми. Расчетные нулевые точки этих ВТ смещены друг относительно друга на угол 45. При измеренииасимметрии нулевых точек ВТ-датчика напряжение питания подают на обмотку возбуждения и последовательно находят угловые положения его ротора, соответствующие минимальным напряжениям на зажимах первой обмотки синхронизации, затем второй обмотки синхронизации и на зажимах последовательно соединенных (сначала встречно, затем согласно) обмоток синхронизации, При измерении асимметрии нулевых точек ВТ-приемника напряжение питания подключают последовательно к зажимам первой обмотки синхронизации, замкнув накоротко вторую обмотку синхронизации, к зажимам второй обмотки синхронизации, замкнув накоротко первую обмотку синхронизации, затем одновременно к зажимам (сначала одноименным, затем разнопменным) обеих обмоток синхронизации и при каждом подключении находят угловые положения его ротора, соответствующие минимальному напряжению на обмотке управления.Известны способы контроля ошибок изготовления узлов машины в процессе их производства по видам ошибок: неправильности укладки обмотки, неравномерности магнитной проводимости, наличия к. з. витков.Для контроля неправильности укладки витков обмотки и наличия к, з. витков используются способ и устройство с применением вспомогательного П-образного индуктора 12,Для контроля неравномерности магнитной проводимости узлов машины пспользуются способ и устройство с применением технологического узла, создающего магнитный поток, соответствующий потоку контролируемого узла в собранной, машине 13, Применение указанных способов и устройств контроля отдельных видов ошибок :зготовления машкин типа вращающихся трансформаторов и сельсинов малоэффективно из-за низкой точности этих способов и устройств. С другой стороны, применение столь разнотипного оборудования для последовательного контроля всех ошибок изготовления узлов машин существенно усложняет и. увеличивает трудоемкость контрольных работ,Известен также способ контроля ошибок изготовления электрических машин типа вращающихся трансформаторов и сельсипов, при,котором на входные обмотки машины подают напряжение питания номинальной частоты, измеряют угловые положения ротора машины, соответствующие минимальным сигналам с выходных обмо ток 4. Данное техническое решение наиболее близко к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Недостаток, известного способа заключается в том, что результат контроля ошибок изготовления носит обобщенный характер,т. е, он определяет сумму ошибок изготовления машины: ошибок магнитопровода,ошибок обмоток, Таким образом, по результатам контроля этим способом сложно установить вид ошибки изготовления машины. В то же время знание составляющихошибок от неточности изготовления магнитопровода и неточности изготовления обмотки машины позволяет оперативно решать вопросы по устранению этих ошибокв процессе изготовления машин. Очень важно обнаружить (а затем и устранить) ошибки изготовления обмотии сразу после ееукладки, так как в противном случае (приналичии ошибок изготовления обмотки)гриходится браковать готовый узел машпны.Цель изобретения - повышение точности выделения ошибки при изготовлении20обмоток электрической машины для ее оперативного устранения при изготовлении машины.Для реализации поставленной цели повторяют измерение угловых положений ротора при повышенной частоте питания входных обмоток, а ошибки изготовления обмоток определяют по разности результатовзамеров угловых положений ротора приповышенной и номинальной частоте питаЗОТак как при изменении частоты напряжения питания составляющая результатаконтроля от ошибок изготовления магнитопровода машины изменяется, а составляющая от ошибок изготовления обмоткиостается неизменной, разность результатовконтроля, соответствующих различнымзначениям частоты напряженпя питания,будет пропорциональна составляющей оши 4 О бок изготовления магнитопровода,Суммарная ошибка изготовления маиины ХЛа .= Ла 0 +Лак з +Лат (1), гдеЛа , АаЬа, - соответственно составляющие результата контроля ошибок изготовления (или асимметрии нулевых точек)от неправильности укладки обмотки, наличия к. з. витков, магнитопровода,Здесь сумма величин Ла и Ла характеризует составляющую результата50 контроля (или асимметрии нулевых точек)от ошибок изготовления обмотки,Составляющая результата контроля(или асимметрии нулевых точек) от неправильности укладки обмотки равна55(2) где Ли - разность между фактическим и 60 расчетным значениями числавитков обмотки;1 Г - расчетное число витков обмотки,Составляющие результата контроля от 65 ошибок изготовления магнитопровода ма 752641шины и наличия к, з. витков обмотки определя:отся выражениемЛа = - 2 Р, Ь (3) Л Л +Л где 2, и Л - соответственно сопротивление потерь и сопротивление намагничивания обмотки питания машины;ЛХ - изменение магнитной проводимости магнитопровода в относительных единицах.Для малогабаритных машин типа вращающихся трансформаторов и сельсинов можно принять, что Л, = Р У = )х,.Это значит, что при увеличении частоты напряжения питания в и раз коэффициентсоотношения (3) уменьшается 2,+2примерно в и раз.Величина ЛХ от ошибок изготовления магнитопровода машины (определяется в основном неравномерностью ее воздушного зазора) - вещественная величина и не зависит от частоты напряжения питания. Величина ЛХ от наличия к. з. витков обмотки прямо пропорциональна частоте напряжения питания, С учетом изложенного на основе соотношений (2) и (3) результат контроля (или асимметрия нулевых точек) при повышенной в и раз частоте напряжения питания равенХЛа = Лс+Лак.з. + - Ла,(4)1ииз сравнения соотношений (1) и (4) имеемЛап, = (ХЛа - ХЛа) и и - 1 Составляющие результата контроля от неправильности укладки и наличия к. з. витков, характеризующие в сумме асимметрию от дефектов изготовления обмотки, не изменяют своей величины при изменении частоты напряжения питания. В сумме указанные составляющие равныиЕЬа, - ЕЬаЛа + Ла .з. -и - 1Коэффициент увеличения частоты напряжения витания машины при контроле асимметрии нулевых точек предлагаемым способом целесообразно принять равным 2. Значительное увеличение частоты напряжения питания машины при контроле предлагаемым способом недопустимо, так как это может вызвать дополнительное изменение результата контроля при увеличенной частоте,не связанное непосредственного с ошибками5 изготовления машины и возникающее засчет изменения емкостных связей обмотки,изменения потерь в стали и т. д которое, в,свою очередь, может вызвать уменьшениеточности контроля. Недопустимо и малое1 О увеличение частоты напряжения питанияпри контроле, так как в этом случае ожидаемое изменение результата контроля (асимметрии нулевых точек) от изменения частоты может быть соизмеримо с величиной по 15 грешности измерения при обеих частотахнапряжения питания,Предлагаемый способ позволяет разделить ошибки изготовления электрическихмашин на составляющую от ошибок изго 20 товления магнитопровода к составляющуюот ошибок изготовления обмотки. В своюочередь, это дает возможность провести необходимые конструктивно-технологическиемероприятия по уменьшению ошибок изготовления и тем самым повысить качествомашкин.Формула изобретения ЗОСпособ контроля ошибок изготовленияэлектрических машин типа вращающихся трансформаторов и сельсинов, при котором на входные обмотки машины подают напряжение питания номинальной частоты, измеряют угловые положения ротора мащины, соответствующие минимальным сигналам с выходных обмоток, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности 40 выделения ошибки при изготовлении обмоток электрической машины и ее оперативного устранения при изготовлении машины, повторяют измерение угловых положений ротора при повышенной частоте питания, а 45 ошибки изготовления обмоток определяютпо разности результатов замеров угловых положений ротора при повышенной и номинальной частоте питания.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Астахов Н, В, и др. Испытание электрических микромашин. М., Высшая школа, 1973, с, 194,2. Авторское свидетельство СССРЮо 140892, кл. 6 01 К 31/06, 1962.3. Авторское свидетельство СССРМо 183832, кл. й 01 К 33/02, 1964.4. Машины электрические малой мощ ности сцепиального применения. Общие технические условия, ГОСТ 14000-68, п. 4.3 и4.6.