Устройство для измерения электромагнитных параметров магнитопровода электрической машины

Союз СоаетскикСоциалистическиеРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 938230(23)Рриорнтет Ъеударетеекеые квинтет СССР в делам взееретекик и еткрыткй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТОПРОВОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ1Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля магнитных свойств ферромагнитных материалов, в частности для измерения электромагнитных параметров магнитопроводов электрических машин.Известны устройства для проведения измерений потерь в стали статора малогабаритных, электрических машин в пульсирующем и бегущем магнитных полях промышленной частоты, состоящие из испытуемого статора с трехфазной обмоткой и неподвижного при измерении вспомогательного магнитного ротора с измерительной обмоткой, эамыкающегр магнитную, цепь. При пса мальной, крндв-.рукции испытуемого статора вспомогательный ротор вставляется в расточку статора, при обращенной конструкции - устанавливается на статоре 1.20Однако в данном устройстве необходимо поддерживать высокую точность - соосности калиброванного эталона (статор, ротор) с пакетом статора с целью 2уменьшения влияния вариации размера воздушного зазора на результат измерения пбтерь; неотъемлемым условием является испытание обмотанного статора, что удорожает испытание, так как в случае брака магнитопровода обмотку необходимо вынимать", устройство имеет большие габариты, относительно низкую производительность контроля в силу косвенного метода измерения потерь.Известен тарированный ротор для определения потерь в стали пакетов статоров электрических машин, состоящий из магнитопровода с трехфазной намагничиваюшей и измерительной обмотками, уложенными в пазы ротора, и однофазной измерительной обмотки, расположенной в ярме ротора, а для обеспечения равномерности воздушного зазора ротор снабжен немагнитными накладками, расположенными на его наружной поверхности 21.Однако укладка намагничивающей и измерительной обмоток в узкие пазы требует особого внимания обмотчика, матМЙ 230 3нитопровод необходимо выполнять изспециальной стали для снижения собственных потерь, а у таких сталей низкаяиндукция намагничивания, что снижаетэнергетические возможности ротора прииспытании, рассеяние магнитного потокав воздушном зазоре снижает точностьизмерения, при выходе из строя какойлибо из обмоток замене подлежат всеобмотки, тарировка ротора процесс громоздкий и имеет ряд своих недостатков,контроль характеристик при испытанияхпо трем вольтметрам, трем амперме 1рам и трем ваттметрам одним испытателем крайне сложен, а увеличение числа испытателей удорожает процесс контроля и вводит субъективизм при отсчете показаний на приборах, что снижаетточность измерений,Цель изобретения - повышение точности измерений,Поставленная цель достигается тем,что и устройстве для измерения электромагнитных параметров магнитопроводаэлектрической машины, содержащем шихтованный магнитопровод с полюсной измерительной и намагничивающей обмотками, магнитопровод выполнен в видедиска с сквозными прорезями, расположенными симметрично относительно осиполюса, расстояние между прорезями ивнешним диаметром выбрано равным илименьшим толщины шихтованного слоя, арасстояние между прорезями соседнихполюсов равно двум или более толщннам35шихтованного слоя, при этом число. прорезей выбрано по условиюР2= - 1где р - полюс измерительного устройства;40Х - число прорезей, шт.На чертеже изображено устройстводля измерения электромагнитных парамиров магнитопровода электрической маши 45Устройство содержит испытуемый мапнитопровод статора 1, с пазами под обмотку 2, тарированный ротор 3, с прорезями 4 под измерительные и намагничивающие обмотки, измерительную обмотку 8 50 намагничивающую обмотку 6, отверстие под вал 7, магнитную нейтраль В, диэлектрический фиксатор 9, прорезь 10 под диэлектрический фиксатор. Для наглядности чертежа в разных прорезях выделены 55 отдельнонамагничивающая и измерительная обмотки, показаны вместе в одной прорези пустые прорези,4Измерительное устройство представляет собой беээубцовый магнитопровод -его периферия,обращенная к испьггуемому магнитопроводу, выполнена гладкой.На чертеже показан тарированныйротор с четырехполюсной обмоткой, Накаждый пслюс приходится по две прорези4 в которые вводят намагничивающую иизмерительную обмотки 6, 5, Оси симметрии делят полюса пополам, а прорезирасположены симматрично по отношениюк оси полюса. На чертеже полюс Р охвачен стрелками. Количество полюсов может быть и иным, в зависймости от испытуемого магнитоцровода. Если пакетстатора имеет шесть пар полюсов, то иизмерительное устройство может иметьшесть пар полюсов, Но возможны варианты, когда измерительное устройствоимеет два, четыре или шесть полюсов,а размерами соответствует пакету с инымчислом полюсов. Принцип .перемагничивання сохраняется, значит такие параметрыкак потери в стали и магнитная прони:цаемость (или ток намагничивания) опре. делить возможно. Расположение прорезейдолжно соответствовать таким требованиям, как отстояние С от края кромки магнитопровода и расстояние до ближайшейпрорези соседнего полюса в. Размер ане должен превышать толщину шихтованного слоя, После доводки внешнего диа-,метра до заданных размеров перемычкамежду прорезью и внешним диаметромуменьшается.Устройство работает следующим образом.Во время процесса намагничивания измерительного устройства магнитный поток замыкаясь по полюсам пересекаетмагнитную перемычку (размер а) и черезвоздушный зазор направляется к пакетустатора 1. В данный момент перемычкавходит в насыщение, магнитная проницаемость материала в этом месте приближается к ХуО (как у воздуха)у происходитискусственное раскрытие перемычки нмагнитный поток не замыкается вокругпрорези, а направляется лишь к испытуемому пакету,Расстояние между уареэями соседних полюсов (размер и) должен превышать размер р, в два и более раза. Этачасть магнитопровода выполняет функциюмагнитного шунта, в котором взаимоунич.тожаются магнитные потоки от соседнихобмоток и тем самым нет влияния однойобмотки на другую, Камагничиваюшие обмотки 6, уложенные в прорези 4 могут быть5 938 самостоятельными (охватыВать каждый полюс) или могут быть соединены в пары полюсов (в зависимости от того какую цель преследует измеритель).Измерительные обмотки 5 уложены в те же прорези 4, что и намагничивающие, они охватывают полюс в разных его сечениях по высоте прорези и усредненные показания являются источником информации. 1 О В процессе промышленных измерений Бможно пользоваться лишь одной, например средней, обмоткой.Возможно исполнение устройства дляизмерения электромагнитных параметровмагнитопровода,; где между прорезями 2 дсоседних полюсов имеется прорезь 10под диэлектрический фиксатор 9. Диэлек- трический фиксатор необходим при установке измерительиогоустройствасогласовано с испытуемым пакетом, а это значит,что полюс тарированного ротора должен противостоять против полюсного деления испытуемого статора, чтобы при иэмер ниях зубцы статора 1 были расположеныпротив краев полюса ротора 3, иначе про-зоизвольное расположение испытуемого пакета будет вводить дополнительную погрешность, Диэлектрический фиксатор 9может быть выполнен из гетинакса, текстолита стеклотекстолита. Он устанавли 35вается в измерительном устройстве, ширина его за пределами устройства должна соответствовать ширине раскрытия паза 2 испытуемого пакета, поэтому испытуемый статор нанизывают на выступающие, фиксаторы. Количество их может быть любым, но не меныце одного. При наличии в измерительном устройстве диэлектрических фиксаторов, требования к размеру .в" предъявляются такие, как к размеру в.Тарировка измерительного устройства осуществляется по вольч амперной харак-. теристике как со статором, так и беэ него. Оценка качества испытуемого магнитопровода производится по кривым, построенным опытным путем или вычита 50 нйем из суммарных потерь известные потери намагничивающего устройства.Вольг-амперная характеристика намаг ничйвающего устройства определяется сле дующим образом. Намагничивающие об- . 5 мотки 6 всех полюсов соединяются между собой последовательно, свободные концы подключаются к регулировочному устрой 230 6ству. Изменяя величину напряжения питания измеряют электромагнитную мощностьи ток в обмотке. Затем строится график,где при разных значениях напряженияуказывают Потери в стали намагничивающего устройства. Потери в стали определяют по формулеРст.осн.= Рэм- Рщ, 6 т;где Р- потери в обмотке намагничивающего (измерительного) устройства, Вт;Р - суммарные потери измеренныепри данном напряжении, Вт.;Рст.осн. - основные потери в стали устройства, Вт,После этих измерений электрическуюсхему измерительного устройства разбирают и соединяют в соответствии с числомполюсов данного устройства по полюсно.Ротор вводят в расточку статора, под-.ключают к источнику питания и при заданном напряжении измеряют 1 силу тока и потребляемую мощностьВ данном случае потребляемая мощность имеет ряд составляющих: Рл= ст.основрпРфРкаб.от.оскяфрмО тгде Ро - потери холостого хода измеряемого статора с измерительнымустройством, Вт;,Р 1- основные потери в стали статоСТ. ОСН.1ра, Вт;Рр - потери в приборах, Вт;Рдб- потери в питающем кабеле, Вт;Р - основные потери в стали ротост. оск.Ч.ра, Вт;Р - потери в намагничивающей обМО.Омотке ротора, Вт;Добавочные потери колостогв кода от-,сутствуют, так как ротор не вращается.Иэ всех составляющих потерь ранееизвестными при тарировке оказываютсяЬРРкибРст.осн, Е Рмо которыесуммируются; Рт - тарировочные потери, которые могут быть, представлены ввиде кривой для данного измерительногоустройства. Таким образом, при любом заданном значении подаваемого на устройствос испытуемым пакетом напряжения, можно опрщелить потери в стали пакета ста-.тораеИзмерительное устройство может иметьи другие исполнения, например, для контроля качества пакета ротора возможноизмерительное устройство на том жепринципе измерения, только конструкциябудет обращенной - полюса будут направлены к ротору и будут расположены вокруг7 038230 ротор, Устройство может быть и не ших- э тованным, а состоять из одного - двух т листов и контролировать качество отдель- и ных штамповок статора или ротора.кЭффективность данного устройства 5 ч состоит в том, что измерительные и на- р магничивающие обмотки защищены от д повреждений при многократных цеховыхж испытаниях, так как уложены в закрытые прорези, однофазная измерительная 0 и схема позволила сократить число измерительнах приборов и обслуживающегоперсонала, 6 еззубцовая поверхность из- п мерительного устройства позволила улуч- ш шить картину поля в воздушном зазоре3 э и тем самым способствовала повышению точности измерений, конструкция измерительного устройства позволила сов- г местить электромагнитные измерения с линейными, сократив тем самым число 20 измерительных операций. формула изобретения Устройство для измерения электромагнитных параметров магнитопровода лектрической машины, содержащее ших. -ованный магнитопровод с полюснойзмерительной и намагничивающей обмотами,отличающееся тем,то, с целью повышения точности измеений, магнитопровод выполнен в видеиска со сквозными прорезями, располоенными симметрично относительно осиполюса, расстояние между прорезямивнешним диаметром выбрано равнымили меньшим толщины шихтованного слоя,растояние между прорезями соседнихолюсов равно двум или более толщинамихтованного слоя, при этом число прореей выбрано по условиюР7= - 1де р - полюс устройства для измерения;2 - число прорезей, шт.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Труды Московского ордена Ленинаэнергетического института, 1070, т. 312,с. 81-57.д 2. Авторское свидетельство СССР