Для основных измерений температуры в электрических машинах предусмотрены следующие четыре метода.
1. Метод термометра, применяемый для измерения температуры доступных поверхностей собранной электрической машины. Для измерения применяют термометры расширения (ртутные и спиртовые), незаложенные термопары и незаложенные термопреобразователи сопротивления.
В местах электрической машины, где имеются переменные магнитные поля, ртутные термометры применять не следует, так как они могут дать не верные результаты.
2. Метод сопротивления, основанный на изменении сопротивления обмотки в зависимости от её температуры. Этот метод даёт среднее значение температуры обмотки, не учитывая тот факт, что отдельные участки обмотки могут иметь температуру, отличающуюся от средней.
3. Метод заложенных температурных индикаторов, использующий измерительные элементы (термометры сопротивления, конденсаторы или термопары), заложенные в машину во время изготовления в точки, недоступные после изготовления. Температуру обмотки или активной стали определяют индикатором, непосредственно соприкасающимся с измеряемой поверхностью, который должен быть надёжно защищён от воздействия охлаждающей среды.
4. Метод встраиваемых температурных индикаторов. использующий термометры сопротивления или термопары, встраиваемые в изготовленную электрическую машину для контроля или исследования.
Индикаторы встраивают в лобовые или пазовые части обмотки или между отдельными листами активной стали (на глубину не менее 5 мм от поверхности) в доступных точках, в которых ожидают наибольших температур.
5.2 Измерение локальных значений температур в частях
электрических машин
Температуру активных частей и конструктивных элементов в электрических машинах удобнее измерять с помощью датчиков электрического сигнала.
Для исследования температурного поля сердечника статора температурные индикаторы устанавливают в пакеты сердечника статора при их шихтовке [2]. Для этой цели применяют специальные трёхслойные прокладки из электрокартона, во внутреннем слое которых сделаны вырезы для измерительных проводов (рисунок 5.1). Перед установкой в сердечник статора прокладки 1-6 прессуются под давлением 2*106 Па при температуре 120°С в течении 4-8 ч (это необходимо для полимеризации клея БФ-2, которым склеиваются листы электрокартона).
В особо ответственных случаях измерительные прокладки изготавливаются из сегментов электротехнической стали, спаи термопар припаивают к стальному листу и измерительная система становится практически безинерционной. Аналогично встраивают термопары для измерения температуры бочки ротора, стали полюсов, элементов демпферной системы.
Рисунок 5.1 - Установка температурных индикаторов в
сердечнике статора и воздушном зазоре турбогенератора
Гораздо сложнее установить температурные индикаторы на вращающиеся части электрической машины. Трудность при подготовке таких измерений состоит в обеспечении механического крепления измерительной системы при значительных усилиях, на её элементы. Необходимые для этого конструктивные меры не должны создавать опасности нарушения эксплуатационных качеств ротора или статора. Вывод проводов измерительной системы от мест установки чувствительных элементов к торцу вала или месту установки преобразователей бесконтактного устройства передачи данных возможен лишь при дополнительных механических изменениях и дополнениях в конструкции ротора или статора.
На рисунке 5.2 показано расположение температурных индикаторов 1-16 в якоре тягового электродвигателя. В качестве температурных индикаторов в обмотке якоря удобнее использовать медные термопреобразователи сопротивления. Их устанавливают на дно паза, между секциями и под клином. В лобовых частях обмотки индикаторы располагают между секциями двух соседних пазов. В зубцах стали якоря их устанавливают в различных местах по длине якоря между двумя соседними пластинами зубца, а выводные концы укладывают в соседние с зубцом пазы. Концы всех термометров выводят в обе стороны активной части якоря и далее через отверстия в нажимных шайбах на специально устанавливаемые клемные колодки и далее к преобразователям или к контактным кольцом при контактном съёме информации.
Рисунок 5.2 - Расположение температурных индикаторов в якоре
тягового электродвигателя
При температурном испытании электродвигателя МП-20-5000 прокатных станов была установлена контактная система непрерывного контроля температуры обмотки якоря (рисунок 5.3), состоящая из термометров сопротивления 1-15, заложенных непосредственно в паз якоря между секциями обмотки в наиболее нагреваемых местах, контактного устройства с дистанционным управлением 16 и измерительного устройства 17. [2]
Концы температурных индикаторов из паза через радиальные каналы выводят к спинке якоря, затем общим жгутом через специально приваренную трубку к валу машины и через радиальное и аксиальное сверление вала в торец на контактное устройство.
Рисунок 5.3 - Схема расположения температурных индикаторов
и установки контактной системы на якоре электродвигателя для
привода прокатного стана
Для автоматического измерения температуры, сигнализации и защиты двигателя от перегрева применяют различные схемы. одна из схем, которая применена на электродвигателе МП-20-5000 показана на рисунке 5.4
Рисунок 5.4 Схема автоматического контроля температуры
обмотки якоря
Схема предусматривает три основных режима работы.
1. Температура измеряемых точек ниже 120°С. Через установленные промежутки времени через контакты КЭП1/1 и КЭП1/2 получает питание катушка электромагнита ЭМ и реле шунтировки РШ. Термометры сопротивления подключаются через контактное устройство к входу электронного моста и измеряют температуру контрольных точек с одновременной их регистрацией на ленте моста.
2. Температура одной из нескольких точек в пределах 120-125°С. При измерении температуры свыше 120°С в электронном мосте замкнётся контакт ЭМС/1, включающий реле РТ1, которое включит реле РП и сигнальные лампы Л1 и Л2 на пультах сигнализации. Реле РП получает питание и после отключения реле РТ1 через контакты КЭП3/1 и КЭП3/2. замыкающиеся контакты реле РП подготовят цепь для включения электромагнита ЭМ и реле РШ для последующего измерения через контакты КЭП2/1 и КЭП2/2. сигнальные лампы будут гореть до следующего измерения температуры, напоминая оператору о необходимости снижения нагрузки или увеличении охлаждения.
3. Температура в одной из точек 125°С. В этом случае в электронном мосте заикнётся контакт ЭМС/2 и питание получит катушка реле РТ2, которое включит реле РП1 и сигнальные лампы Л3 и Л4, предупреждающие о возможности отключения машины. Реле РП1 подготавливает цепь для включения реле запрета работы РЗР и замыкающимися контактами шунтирует контакты КЭП1/1 и КЭП1/2 в цепи ЭМ. Через 1,5 мин после измерения температуры в шести точках получает питание реле РЗР, загораются сигнальные лампы запрета работы Л5 и Л6 и машина отключается (в цепи блокировки схемы управления машины размыкается контакт РЗР/1 и находится в разомкнутом состоянии до тех пор пока температура во всех точках не станет ниже 120°С). В аварийных случаях контакт РЗР/1 может быть включен параллельно шунтирующей кнопкой КШ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.