SU744376A1 - Способ испытани винтовой изол ции обмоток корей коллекторных электрических машин посто нного тока - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, включающий подачу на коллектор электрической машины относительно корпуса заданного испытательного напр жени  и фиксацию наличи  дефектов витковой изол ции индукционным датчиком, расположенным от места подачи испытательного напр жени  на половину шага по пазам, отЛичающийс   тем, что, с целью повышени  эффективности испытани  путем проведени  испытаний на переменном токе, создают режим последовательного ре- . S зонанса в испытываемой обмотке  кор  на ее первой резонансной частоте , путем изменени  частоты испытательного напр жени . « СА9 ч 0

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано на предпри ти х, изготавливающих , эксплуатирующих и ремонтирующих электрические машины посто нного тока . Дл  испытани  .витковой изол ции собранных обмоток электрических машин обычно премен ютс  импульсные методы: метод бегущей волны и испы тани  индуктированным импульсным напр жением 1, 2 . Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вп етс  способ испытани  витковой изол ции при котором напр жение от генератора импульсных напр жений подаетс  на коллектор  кор  относительно корпуса З . Индикаци  виткового замыкани  осуществл етс  при этом путем изменени  с помо1цью индукционного датчика и индикатора уровней импульсного магнитного пол  испытываемой обмотки  кор  по резким изменени м уровней пол . Однако, как известно 43, дл  того, чтобу вы вить как можно больше дефектов и ослаблений изол ции, ее необходимо испытывать переменным, посто нным и импульсным напр жением, так как каждай вид напр жени  облада ет лучшей (по отношению к другим видам напр жени ) избирательной способ ностью к отдельным дефектам изол ции При одном роде напр жени  может вы в л тьс  р д дефектов, не обнаруживаемых другими видами испытательных напр жений. Поэтому, ограничива сь испытани ми витковой изол ци1« только импульсным напр жением, использу  известные способы и устрЬйст)эа, не обеспечиваетс  в полной мере необходима  эффективность этих исп1атаний. Следует также иметь в виду, что при испытани х витковой изол ции импульсным напр жением иногда имеет место  вление восстановлени  импульсной прочности изол ции (самозалечивание изол ции). Это может привести к пропуску брака ;На последующие операции при производстве обмоток или усложнить процесс точного обнаружени  мес та дефекта изол ции. Кроме того, веп личины испытательных междувитковых напр жений дл  обмоток  корей ограни чиваютс  допустимой величиной напр  жени  перекрыти  по поверхности мика нита между соседними коллекторными 7 62 ластинами. Поэтому, если сравниать два вида напр жений равной амлитуды-переменное и импульсное, то последнее оказываетс  менее эффективным , особенно дл  новой изол ции, так как дл  этого случа  коэффициент импульса может достигать значений 1,8-2 4. Целью изобретени   вл етс  повьшение эффективности испытаний за счет проведени  испытаний на переменном токе. Сущность изобретени  состоит в том, что на коллектор  кор  электрической машины посто нного тока относительно корпуса подают заданное испытательное напр жение синусоидальной формы и создают в испытываемой обмотке режим последовательного резонанса на ее первой резонансной частоте путем изменени  частоты испытательного напр жени , фиксиру  наличие дефектов витковой изол ции индукцион- , ным датчиком, отсто щим от места подачи испытательного напр жени  на половину шага по пазам. На фиг. 1 приведена схема испытани  витковой изол ции обмоток  корей по описьшаемому способу; на фиг. 2 в качестве примера даны зависимости испытательных напр жений на секци х. ,и в начале (крива  1), середине (крива  2) и конце (крива  3) обмотки  кор  т гового двигател  НБ-420 магистрального электровоза от частоты напр жени  , воздействующего на вход испытываемой обмотки относительно корйуса (см. фиг. 1); на фиг. 3 издбражена основна  закономерность индуктивных св зей М секций, лежащих в верхнем и нижнем сло х обмоток  корей электрических машин посто нного тока. Схема испытани  витковой изол ции обмоток  корей включает в себ  гене ратор синусоидального напр жени  1 мен ющейс  частоты, напр жение с выхода которого подаетс  на коллектор 2 испытываемого  кор  3, индукционного датчика 4 и индикатора 5 (фиг.1). Дл  повышени  эффективности испытани  витковой изол ции собранных обмоток  корей электрических машин посто нного тока подают с помощью скольз щего контакта синусоидальное напр жение на коллектор 2  кор  3 относительно корпуса (фиг. 1) и, измен   частоту синусоидального напр жени  генератора 1, создают режим последовательного резонанса на первой (низшей) резонансной частоте испытываемого  кор .3. Режим последовательного резонанса устанавливают по,

,тем же признакам, что и дл  последовательного колебательного контура с сосредоточенными параметрами. Свойство обмоток электрических машин - про вл ть себ  в области перво резонансной частоты как последовательный колебательный контур при изолированном конце и возбуждении со стороны входа - вы влено экспериментально и подтверждено теоретически.

В отличие от последовательного колебательного контура обмотка электрической мапшны имеет сложную схему и конструкцию: наличие нескольких параллельных цепей; двухслойность об

Iмотки; наличие сильных индуктивных св зей секций, лежащих в одном общем пазу и др. По этим причинам последовательный резонанс в обмотке электрической машины имеет существенные отличительные особенности по сравнению с резонансом в последовательном контуре . А именно. При последовательном резонансе в обмотке электрической машины имеет место специфический характер распределени  напр жений секций 3(. (или междувитковых испытательных напр жений) вдоль обмотки. Так, дл  обмоток  корей электрических мапин посто нного тока максимальные испытательные напр жени  Ug относ тс  к середине обмотки, отсто щей от места подачи напр жени  от генератора 1 на половину шага, по пазам (зубцам ) 1/2 Yj, (см. фиг. 1 и кривую 2

.фиг. 2). S начале обмотки  кор  (крива  1) к в конце ее (крива  3, фиг. 2) испытательные напр жени  секций и наименьшие. Остальные секции характеризуютс  постепенным возрастанием напр жений UB от минимальных уровней, свойственных началу и концу обмотки  кор , до максимальных в середине ее. Основна  закономерност распределени  испытательных напр жени секций и как в петлевых, так и в волновых обмотках  корей отражена на

конкретном примере обмотки  кор  четырехполюсного т гового двигател  ЙБ-420 магистрального электровоза (см. фиг. 2). Якорь имеет петлевую обработку с уравнительн№1И соединени ми . Шаг по пазам-(зубцам) Y.J - 1-15.

Специфический характер распределни  вдоль обмотки  корей испытатель напр жений секций Ug (фиг. 2) в основном объ сн етс  закономерными дл обмоток  корей машин посто нного то индуктивными св з ми М секций, лежа щих в одном пазу (фиг. 3), и соотношением фаз этих напр жений. Так, фа напр жений U. секций (верхн   и нижн   стороны двух секций), лежащих в среднем пазу (1/2 Yj, паз 8 дл  обмотки  кор  т гового двигател  типа Нб-420, фиг. 3), одинаковые. Близки друг к другу и фазы напр жений U. соседних пазов, например секций пазо 7 и 9. Фазы напр жений Uc секций, отсто щих друг от друга, например, на шаг по пазам Yj, (секции пазов 1 и 15, фиг. 3), значительно отличаютс  друг от друга, поэтому напр жени  Ug в начале (1) и конце (3) обмотки  кор  незначительные (фиг. 2), несмотр  на посто нную величину-взаимной св зи М секций, лежащих в одном пазу (фиг. 3). Максимальные испытательные напр жени  И в сере;|ине обмотки  кор  (2, фиг. 2) обусловлены одновременно режимом последовательного резонанса и совпадением фаз напр жений Uc секций, лежащих в одном . Создава  режим последовательного резонайса в обмотке  кор  можно обеспечить достаточно высокие около 1иО% от напр жени  на входе обмотки UKI фиг. 2) испытательные синусоидальные напр жени  U секций.

Испытани  витковой изол ции обмоток  корей машин посто нного тока осуществл ютс  по данному способу следуюощм образом. На коллектор 2  кор  3 подают относительно корпуса с помощью скольз щего контакта напр жение от генератора синусоидального напр жени  мен ющейс  частоты 1 (фиг. 1). Индукционный датчик 4 индикатора 5 фиксируют над поверхностью обмотки на рассто нии 1-2 мм и располагают его над секцией, отсто щей от места подачи напр жени  на удалении по ходу обмотки на половину шага по пазам 1/2 Yj в одном из следующих положений: над выводами вит- ков этой секции у петушков коллектора (фиг. 1); над пазовой ее частью (датчик показан пунктиром на фиг.1); над лобовой частью секции. Дл  любо го из этих положений датчик 4 ориентирует воздушным зазором его магнитопровода вдоль витков испытываемой обмотки  кор  3 (фиг. 1). Выбор того или иного положени  индукционного датчика определ етс  технологическим состо нием и конструк.цией испытьюаемой обмотки: окончательно готовый  корь;  корь на стадии изготовлени  - после- укладки обмотки в пазы , соединени  ее с коллектором и расклиновки;  корь с проволочным;и бандажами;  кбрь, имек ций обмотку с многовитковыми катушками или с одновитковыми катушками (или стержн ми). Далее, измен   частоту напр женкм генератора 1 начина  с низких частот добиваютс  режима последовательного резонанса дл  обмотки  кор  3 на ее первой резонансной частоте. Эту основную операцио данного способа достаточно выполнить однажды, чтобы установить значение первой резонансной частоты обмоток  корей данного типа и требуемые величины испытателы ых напр жений, обеспечиваемые при этом режиме испытани . Проворачива   корь 3 на валу (фиг. 1), обеспечивают рав номерное испытание секций максимальным напр жением, свойствентш секции отсто щей от места подачи напр жени  на половину шага по пазам 1/2 Yj (крива  2, фиг. 2), Важно отметить, что скольз щий по поверхности коллектора токопровод щий контакт (фиг. 1) коммутирует коллекторные пластины, между которыми сравнитель но низкое напр жение (ср. кр({вые 1 и 2, фиг. 2). Причем, эта коммута ци  коллекторных пластин не сказываетс  на показани х индикатора Б:ИТКОвых замыканий 5, так как его и дукционный датчик 4 (фиг. 1) расположен над секцией, не имеющей непосред ственной электрической и магнитной св зи в общих пазах с коммутируемой (первой секцией от генератора 1). Располага  инд,хционный 4 индикатора 5 над секицей, отсто щей от места подачи напр жени  на половину шага по пазам 1/2 Yj (фиг. 7 6 Ь обеспечивают максимальную чувствительность к дефектам типа.виткового замыкани , так как указанна  секци  характеризуетс  максимальными испытательными напр жени ми (крива  2, фиг. 2). Кроме того, друга  секиц , лежаща  в одном пазу с дефектной и про вл юща  себ  как индуктор по отношению к короткозамкнутому витку, также характеризуетс  максимальными испытательными напр жени ми. Все это  вствует из анализа упрощенной схемы обмоток  корей, приведенной на фиг. 3, и кривых фиг. 2. При наличии в испытываемой обмотке  кор  дефекта типа виткового замыкани  и проворачивании  кор  на валу показани  индикатора 5 (фиг.1) резко измен ютс , когда под индукционным датчиком располагаетс  дефектна  секци  или секци , св занна  с дефектной уравнител ми (в петлевых обмотках ) . ,. Применение синусоидального высокого испытательного напр жени , обеспечиваемого режимом последовательного резонанса на первой резонансной частоте обмотки  кор , позвол ет повысить эффективность испытани  виткоВОЙ изол ции за счет обнаружени  тех дефектов изол ции, которые не обнаруживаютс  или вы вл ютс  недостаточно уверенно и четко при импульсном напр жении, обычно используемом в практике испытаний. В конечном счете ценность изобретени  заключаетс  ё сокращении в процессе производства обмоток электричес19пс машин за счет своевременного и эффективного вы влени  дефектов витковой изол ции , в повьапении качества выпускаемых электрических машин и оборудовани , в котором они используютс  и в првьшении надежности работы злектрических машин и соответствующих систем в процессе их эксплуатации .

Claims (1)

1. СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЯКОРЕЙ КОЛЛЕКТОРНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА, включающий подачу на коллектор электрической машины относительно корпуса заданного испытательного напряжения и фиксацию наличия дефектов витковой изоляции индукционным датчиком, расположенным от места подачи испытательного напряжения на половину шага по пазам, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности испытания путем проведения испытаний на переменном токе, создают режим последовательного ре•зонанса в испытываемой обмотке якоря на ее первой резонансной частоте , путем изменения частоты испытателького напряжения.