Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей

(5)5 Н 02 К 15/00 ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ссман о СССРО, 1984.о СССР1971,О ИСПЫТАНИИГАТЕЛЕЙк электромашения состоит отки с тора электродвигат сопротивлений За итающей сети и при те определяют потр ля, напем псвэтой поебляем ример, ышают ышен- Ый 1 ОК, таний яционметодомчастотуНОЙ ЧасОпредеза сче 1 яют вре овышен скорен испыизол темпераформуле х мат ериалов и Кн тн( - " -(54) СПОСОБ УСКОРЕННОГПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВ(57) Изобретение относитсяностроению, Цель изобрет Изобретение относится к способам испытания погружных электродвигателей, предназначенных для привода топливных насосов, и может быть использовано в отраслях промышленности, занятых производством и испытаниями погоужных электродвигателей.Цель изобретения состоит в упрощении испытаний и повышении достоверности результатовНа фиг. 1 приведен график изменения момента на валу топливного насоса в зави симости от частоты вращения: на фиг. 2 - зависимость потребляемого тока от нагрузочного момента; на фиг. 3 - зависимость температуры перегрева обмотки статора и по 1 ребляемого тока электродвигателя от частоты питающей сетиСпособ ускоренных испытаний погружных асинхронных электродвигателей предназначенных для привода топливных насосов. реализуется следующим образомЭлектродвигатель в составе насоса помещают в топливо и включают в работу при номинальном напряжении и номинальной частоте питающей сети. При этом измеряют ток и установившуюся температуру тн обупрощении испытании и повышении достоверности результатов, Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей основан на увеличении частоты питающеготока по отношению к номинальному, Благодаря тому, что электродвигатель нагружают топливным насосом, измеряют параметры, определяют время ускоренных испытаний по эквивалентности влияния на прочность изоляционных материэлов, износ подшипников и проводят испытания в течение времени, равного наименьшему из этих значений, обеспечивается достижение поставленной цели, 3 ил,т,К - угловой коэффициент, равный К= - ,нтак как зависимость установи ратуры г, от частоты 1, - пря Определяют время ускор ний за счет повышенного рад са подшипников по формуле т=ъ,(2, Определяют время ускоренных испытаааай ний за счет торцевого износа подшипников по формулеКак следует из фиг. 1 и 2 повышениечастоты питающего тока приводит к повышению частоты вращения электродвигателя, к увеличению потребляемого тока, т,е,повышению температуры обмотки.Повышение частоты вращения, сопровождаемое увеличением момента на валу иосевого усилия, приводит также к увеличению нагрузки на подшипник, т.е, к увеличению их износа за единицу времени.В общем случае ускорение испытанияза счет повышения температуры электроизоляционных материалов определяется поформулету, Т-Т1 н П 31где 1 у - время ускоренных испытаний;1, - время гарантийной наработки;Тн - температура элемента (изоляции)при испытании с номинальной частотой всети питания электродвигателя;Ту - температура элемента (изоляции)при испытании с повышенной частотой всети питания электродвигателя;в - показатель степени термическойстойкости элемента (изоляции),При увеличении частоты питающей сетирастет нагрузка на валу электродвигателя,работающего в топливе в составе насоса,При этом растет ток и температура, Зависимость установившейся температуры(фиг, 3) от частоты есть прямая линия, т,е.г= КСледовательноЯ - Я1 н ГПгде К - коэффициент пропорциональности,угловой коэффициент который может бытьопределен какгнК = - ,1 нгде тн - установившаяся температура приноминальной частоте.Ускорение испытания за счет повышенного радиального износа графитовыхподшипников определяется следующим образом.Как известно долговечность подшипника определяется произведением удельногодавления на линейную скорость (рЯ,При работе электродвигателя в вертикальном положении насосом вниз (нормальное положение на объекте) на радиальныйподшипник действует сила одностороннегомагнитного притяжения. равнаяЯ 2 -о Гомп = 5000 4 В Д-Дгде 5 - площадь соприкосновения вала иподшипника;Вд - индукция в воздушном зазоре;- начальный эксцентриситет;5 д о - односторонний воздушный зазормежду статором и ротором,Для одного и того же электродвигателя5000 4 = К - постоянная10 Тогда(6) гГомп = К 1 М (2)Магнитная индукция в воздушном зазоре из теории электрических машин равнаФ(3)Йтп 1где Ф - магнитный поток,а, - коэффициент полюсного перекрытия;20 г п - полюсное деление;г.- длина пакета статора (ротора).Магнитный поток равен (по закону Омадля магнитной цепиЮ25 ВиФ = - ,где - потребляемый ток электродвигателя:О/ - число витков обмотки статора;Ви - сопротивление прохождению магнитного потока.30 Подставляя (4) и (3) получим(5)Оlгде К 2 -- постоянная для одного иЙ,И ЯТптого же электродвигателя,Следовательно, подставляя (5) и (2) получимГомп = К 1 К 21гУдельное давление равноГомп К 1 К 11, 2Р ------ Кз (7)Мгде Кз= -- постоянная,ЯЛинейная скорость, как известно, равна60(8)где О - диаметр вала;60150 и= -- частота вращения вала;Р1 - частота питающей сети;Р - число пар полюсов статора.Подставляя выражение и в (8), получим(9)лОгде К 4= - постоянная для одного типаэлектродвигателей.60Таким образом из (7) и (9);(10)гдЕ К 5= КЗ К 4 - ПОСтОяннаяВремя ускоренных испытаний при эквивалентности радиальных износов подшипников равноРнЧн,1 у = -т; - -, - н илигучуК 5 1 нтн,, = - , - н илиК 5 Днтн,2У= 2(11)1 у 1 уУскорение испытания эа счет повышенного торцевого износа торцевого подшипника определяется следующим образом.П ри работе электродвигателя в вертикальном положении в составе насоса в топливе на торцевой подшипник действует силамассы Гп ротора и осевое усилие Гос состороны насоса:Г=Го+ ГосСила Гос зависит от частоты питающейсети, т,е,Гос=Ц 0Тогда Г=Гв+ГЯУдельное давление на подшипник равно р = --- -й =- К 6 Г,п + Г(Г), (12)1где Кб- -- постояннаяИз (9) и (12) получимР" Ч=К 5 Г + Г(Щ К 4(13)Время ускоренных испытаний при эквивалентности торцового износа подшипника равноЧ(14)Зависимость ГЩ определяется предварительно экспериментально или расчетным путем,Таким образом. измерив установившуюся температуру при частоте 1 н, потребляемый ток при Гн и повышенной частоте, а также зная массу ротора и зависимость Г можно определить время ускоренных испытаний по формулам 1, 11 и 14. В качестве фактического времени ускоренных испытаний принимают наименьшее.Предлагаемый способ испытания погружных электродвигателей является простым, так как не требует дополнительных устройств и оборудования, более достоверным, так как ужесточаются режимы работ всех узлов электродвигателя и ускоряет испытания,Проведенные проверочные испытания показали, что при увеличении частоты тока питающей сети в 1.15 раэ (при 1 у=460 Гц вместо он=400 Гц) время испытания сокращается в 2 раза,Формула изобретения Способ ускоренного испытания погружных электродвигателей, включающий увеличение частоты питающего тока по отношению к номинальному, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью упрощения испытаний и повышения достоверности результатов, нагружают электродвигатель топливным насосом, измеряют потребляемый ток и установившуюся температуру обмотки при номинальной частоте и потребляемый ток при повышенной частоте, определяют время ускоренных испытаний по эквивалентности влияния на прочность изоляционных материалов, радиальной и торцевой износ подшипников и проводят испытания в течение времени, равного наименьшему из этих значений.