FI117918B - Järjestely sähkökoneessa - Google Patents

Description

I 117918

JÄRJESTELY SÄHKÖKONEESSA

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen järjestelyyn häiriön ilmaisemiseksi sähkökoneessa.

Sähkökoneessa roottori pyörii ilmavälin päässä staattorista. Yleisimmin roottori on sovitet-5 tu staattorin sisään, mutta on myös olemassa ratkaisuja, joissa roottori on staattorin ulkopuolella tai roottori on aksiaalisuunnassa ilmavälin päässä staattorista. Esillä oleva keksintö on sovellettavissa hyvin erityyppisiin koneisiin.

Koneen ilmavälin tulee olla mahdollisimman tarkoin vapaa sekä koneen ulkopuolelta tulevasta liasta ja roskasta että koneessa käytön aikana mahdollisesti syntyvästä epäpuhtauksis-10 ta. Ylimääräiset partikkelit voivat vaikuttaa koneen käyntiominaisuuksiin, kuten ääneen ja jäähdytykseen, ja voivat myös vahingoittaa joko suoraan tai välillisesti koneen osia. Erityisesti koneen sisään, staattorin ja roottorin ilmaväliin syystä tai toisesta joutuneet epäpuhtaudet tai eri kokoiset partikkelit tulee havaita ja poistaa ennen kuin ne aiheuttavat vahinkoa staattorille tai roottorille.

15 Sähkökoneen roottori on tuettu staattorin runkoon tai päätylevyihin laakereilla, joilla roottori myös asemoidaan keskelle staattoria siten, että ilmaväli on joka kohdassa oleellisesti saman suuruinen. Laakereiden ikääntymisen ja kulumisen johdosta tai laakereiden mah- • · * * * .*.· dollisesti vikaantuessa roottorin asema saattaa poiketa koneen keskilinjalta. Näin voi syn- • · · * * * < *. * * tyä ääritapauksessa tilanne, että roottori ja staattorin koskettava toisiaan.

• ·· * · • · I»· *;··· 20 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada järjestely, jolla sähkökoneen ilmavä- ·;· Iissä syntynyt poikkeava tilanne tai ilmaväliin joutunut asiaankuulumaton kappale tai par- • · » · tikkeli havaitaan ja ilmaistaan niin hyvissä ajoin, että sähkökone ei ennätä vahingoittua.

Tämän aikaansaamiseksi keksintö tunnetaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan ##)|* ominaispiirteistä. Keksinnön eräille muilla edullisilla suoritusmuodoilla on epäitsenäisten • * · 25 patenttivaatimusten tunnusmerkit.

* • ·

Keksinnön mukaisella ratkaisulla havaitaan ja reagoidaan luotettavasti koneen ilmaväliin • * *** joutuneet kappaleet ja partikkelit, jotka voivat käytössä vahingoittaa staattorin ja/tai rootto- « · · V · rin rakennetta. Staattorin roottorin puoleiseen pintaan järjestetty valvontaväline ulkonee staattorin pinnasta ilmaväliin päin, jolloin tarkkailupiiri reagoi vieraan esineen katkaistessa 30 valvontavälineen.

2 117918

Erään keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan valvontaväline on kiinnitetty staattori-hampaan päälle. Valvontaväline on kiinni suoraan staattorin levypakassa ja sen liitäntäjoh-dot voidaan viedä hampaan reunaa pitkin staattorikäämitysten päiden välistä.

Erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaan valvontaväline on kiinnitetty staattoriuran 5 urakiilan päälle. Valvontaelin voi olla myös integroitu kiilan kanssa yhteiseksi kokonaisuudeksi.

Vielä erään edullisen suoritusmuodon mukaan valvontavälineen tarkkailuelin on johtava lanka, joka on käämitty sydämen ympärille siten, että lanka on lähimpänä roottoria yhdessä tai useammassa kohdassa koneen pituussuunnassa. Erään toisen suoritusmuodon mukaan 10 valvontavälineen tarkkailuelin on valokuitujohdin.

Erään keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan valvontaväline on sovitettu ainakin staattoripaketin päihin. Laakerivian ilmaisemiseen tällainen ratkaisu on erityisen riittävä, koska ilmaväli sen johdosta pienenee eniten koneen päissä.

Suoritusmuodossa, jossa valvontaväline ulottuu koko staattorin pituudelle, havaitaan mikä 15 tahansa ilmaväliin joutunut sinne kuulumaton partikkeli.

Keksinnön edullisen toteutusmuodon mukaan tarkkailupiiri reagoi tarkkailuelimen katkok-seen ja antaa vianilmaisusignaalin. Samalla tarkkailupiiri voi kytkeä koneen irti syöttävästä verkosta tai antaa vain hälytyssignaalin.

• * * • ♦ • · ^ 4 : *". Erään edullisen suoritusmuodon mukaan tarkkailuelin on kytketty sarjaan koneen jonkin * · . 20 muun valvontapiirin kanssa. Tällöin ei ole tarvetta lisätä tai muuttaa koneen valvontapiiri- • · · *"! en konstruktiota.

· • · * * *

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisemmin sen eräiden suoritusmuotojen avulla • viitaten piirustuksiin, joissa • * · - • · • · «·· .*· - kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen laitteen sovitusta sähkökoneeseen, * · · 7 • * * · • · · • 9 ’···* 25 - kuvio 2 esittää yksityiskohtaa staattorihampaan päästä, »·* • · · • · ♦ ....j - kuvio 3 esittää laitteen vaihtoehtoista sijoitusta ja • · - kuvio 4 esittää keksinnön mukaista laitetta.

117918 : 3 . ’

Kuviossa 1 on kuvattu poikkileikkaus sähkökoneen alemmasta puoliskosta. Staattori 2 on tuettu vaakasuoraan asentoon ja ilmavälin 5 päähän staattorista on asennettu roottori 3. Staattorirunkoon 4 on kiinnitetty staattorin levypaketti 6, johon on muodostettu koneen ilmavalla kohti ulottuvat staattorihampaat 8 ja hampaiden väliin jäävät staattoriurat 10, jot-5 ka ovat avoimet ilmaväliin päin. Keksinnön toteutuksen kannalta urat voivat hyvin olla myös puoliavoimet tai urat voivat hyvin olla myös täysin suljettuja. Uriin sovitettavia käämityksiä ei ole kuvattuja ne voivat olla toteutettu yleisesti tunnetuilla tavoilla keksintöä sovellettaessa.

Koneen ollessa vaakasuoraan asennettu staattorin 2 alaosassa olevan kahden hampaan 8 10 kohdalle on sovitettu valvontaväline 12, joka ulottuu koneen aksiaalisuunnassa edullisesti läpi koko staattorin pituuden. Valvontavälineen 12 pinta on hieman koholla slaaltoriham-paan ilmavälin puoleisesta pinnasta ja sen sisältämä tarkkailuelin on yhdistetty johtimella 14 ci-esitettyyn tarkkailupiiriin, jolla kytketään sähkökone tarvittaessa irti syöttölähteestä.

Edullisesti valvontavälineet 12 on asennettu kahteen hampaaseen 8, jotka sijaitsevat noin 15 15-45 astetta staattorin keskilinjan 16, so. alimman kohdan molemmin puolin. Tarkka asennuskohta määräytyy koneen rakenteen ja valmistusteknisten syiden perusteella, kuten minkälainen tuentatarve on roottoria staattorin sisään vietäessä. Staattorin alaosassa ollessaan valvontavälineet ilmaisevat roottorista irtoavat ja/tai siihen tarttuneet kappaleet sekä ' myös muuten koneen sisään joutuneet raskaat partikkelit ja esineet.

• · · • β : 20 Valvontavälineen 12 kiinnityksen yksityiskohtaa on kuvattu suurennoksessa A kuviossa 2.

* · *

Staattorihampaan 8 ilmavälin puoleiseen pintaan liimataan joustava materiaalia, kuteen *"*! huopaa oleva liuska 18 ja sen päälle kiinnitetty anturiliuska 20 sopivalla liimalla, esim.

..ΙΓ Loctite® Hysol. Liimauksessa varmistetaan kiinnittyminen puristamalla valvontaväline * * * ·...* sopivasti koko staattorin pituudelta. Anturi liuskaan 20 kiinnitetty liitäntäjohdin suojataan 25 ja tuetaan staattoriin tunnetuilla tavoilla.

«M • · · :*”· Vaihtoehtoisesti valvontaväline 12 voidaan sijoittaa staattoriuran 10 kohdalle. Kuviossa 3 • · « on kuvattu tällainen ratkaisu, jossa valvontaväline on kiinnitetty staattoriuran 10 sulkevan * · .···, kiilan 22 päälle. Kiilan ollessa hieman staattorihammasta syvemmällä tulee tällöin huopa- * · • · · liuskan 24 olla sen verran paksu, että valvontavälineen anturiliuska 26 ulkonee riittävästi • · · • ] 30 staattorin sisäpinnasta 28. Valvontavälineen 12 kiinnitys ja liittäminen tarkkailupiiriin to teutetaan olennaisesti samalla tavalla kuin kuvion 2 suoritusmuodon yhteydessä. Lisäksi valvontaväline voidaan myös integroida kiilaan.

4 » 117918 s,

Paitsi staattori sisäkehän alimman kohdan molemmin puolin voidaan valvontaelimet sovittaa myös tasaisesti jakautuneena koko staattorin sisäkehän alueelle tai vain joihinkin kohtiin staattoria. Valvontaelimiä voi olla myös vain yksi, jolloin se edullisesti on staattorin sisäkehän alimmassa kohdassa tai sen välittömässä läheisyydessä.

5 Kuviossa 4 on kuvattu anturiliuskan eräs keksinnön mukainen rakenne. Anturiliuska 20 on muodostettu lasilaminaatista, joka on noin 0,5 mm paksu ja ainakin hieman alle hampaan levyinen. Liuskan ensimmäiseen päähän 30 on muodostettu liitoskohdat anturin kiinnittämiseksi tarkkailupiiriin vievään liitäntäjohtimeen. Tarkkailuelimenä toimii anturiliuskan ympäri on kiedottu harvaan kuparilanka 32, joka ulottuu liuskan liitoskohdan puoleisesta ' 10 päästä 30 vastakkaiseen päähän 31 siten, että koneen ilmavälin puoleisella anturiliuskan sivulla on kuparilanka koko liuskan pituudella. Kuvion 4 esimerkissä ylä- ja alapuoliset kuparilangat muodostavat yhdessä salmiakkikuvion, jolloin anturiliuskan päällä on koko liuskan matkalla kuparilanka. Anturiliuskan reunoihin on edullisesti tehty lovet 35 kullekin kohdalle,’jossa kuparilanka kiertyy liuskan puolelta toiselle. Anturiliuskan toisessa päässä 15 31 on reikä 34, jonka läpi kuparilanka viedään, jolloin lanka samalla kiinnittyy liuskan pi tuussuunnassa. Liuskan ensimmäisessä päässä 30 kuparilanka 32 on kiinnitetty liitäntäjoh-din 36 liitoskohdassa 38 ja vedonpoisto 40. Liitoskohta on suojattu kutistussukalla ja liitän-täjohto on suojattu esim. teilonvaipalla.

• ·

Tarkkailuelimenä toimivaan kuparilankaan 32 johdetaan lepovirta, jota tarkkailupiiri vai- * * * ί.: ' 20 voo. Kun sähkökoneen sisään joutuu vieras esine tai partikkeli tai kun kone vioittuu siten, ί ·** ·,,,: että koneesta irtoaa osa, joka joutuu staattorin ja roottorin väliseen ilmaväliin, hankautuu ***** anturiliuskan ympärille kiedottu kuparilanka poikki, jolloin tarkkailuelimen virtapiiri kat- ..!;* keaa. Vastaavasti laakerivian aiheuttama roottorin epäkeskisyys aiheuttaa roottorin osumi- « · · * · , , , *...* sen staattorin sisäpintaan sovitettuun valvontavälineeseen. Tämän seurauksena joko ko- 25 neen valvontalaitteisto antaa vianilmaisusignaalin tai kone kytketään automaattisesti irti * * · •**: syöttöverkosta. Tarkkailupiiri voi muodostaa oman virtapiirin tai se voidaan liittää sarjaan • · *···* jonkun muun koneen kuntoa valvovan piirin kanssa kuten staattorin käämityksen lämpöti- • * V.i lanmittausanturin kanssa.

• · * " • · • · • · »

Vaihtoehtoisesti sähköä johtavan langan sijasta voidaan tarkkailuelimenä käyttää optista • · · • · · . 30 kuitua kuten valokuitu)ohdinta. Johtimeen lähetettyä valosignaalia tarkkaillaan esimerkiksi • * valoherkällä transistorilla, joka johtimen katketessa aiheuttaa häiriösignaalin valvontapiirille.

’ 5 117918

Keksintö on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen avulla. Esitystä ei kuitenkaan ole katsottava patentin suojapiiriä rajoittavaksi, vaan keksinnön toteutusmuodot voivat vaihdella seuraavien patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.

• » • · · • ♦ ♦ %·· « ♦ · • ♦ · ··· • · · • · · · « • · • · · ♦ ···· ♦ ♦ · • · ·»· • 1 · · • · · • ♦ ♦ · # ♦ · • · • · · • · ϊΐ • · · • · • · • 1 · # ft · • · · * 1 · * · «« ·

Claims (9)

1. Järjestely häiriön ilmaisemiseksi sähkökoneessa, johon kuuluu staattori (2) sekä roottori (3) ilmavälin (5) päässä staattorista ja johon järjestelyyn kuuluu tarkkailupiiri, tunnettu siitä, että staattorin roottorin puoleiseen pintaan on järjestetty valvontaväline ^ 5 (12), joka on kiinnitetty staattorihampaan (8) tai staattoriuran (10) urakiilan päälle ja ulkoilee ainakin osittain staattorin pinnasta staattorin ja roottorin väliseen ilmaväliin (5) päin ja joka valvontaelin sisältää johtavasta langasta tai valokuitujohtimesta muodostetun tarkkailuelimen (30), jonka eheys on todettavissa siihen yhdistetyllä tarkkailupiirillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että valvontavälineen 10 tarkkailuelin (30) on johtava lanka, joka on käämitty valvontaelimen sydämen (20) ympärille siten, että lanka (30) on lähimpänä roottoria (3) yhdessä tai useammassa kohdassa koneen pituussuunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että valvontaväline (12) on sovitettu ainakin staattorin levypaketin (6) päihin.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että valvontaväline (12) ulottuu koko staattorin pituudelle.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että valvontaväline (12) on kiinnitetty joustavan pohjaosan (18,24) välityksellä staattoriin. • ♦ • ♦ • · «

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että * 1 . J) 20 valvontavälineen (12) tarkkailuelin (30) on kytketty tarkkailupiiriin, joka havaitessaan • •4« ·'**. katkoksen, antaa vianilmaisusignaalin ja/tai kytkee koneen irti syöttävästä verkosta.

··· , 7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että • · 1 tarkkailuelin on kytketty sarjaan koneen jonkin muun valvontapiirin kanssa.

• · ·♦· "**: 8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että "**; 25 valvontaväline on asennettu olennaisesti alimpaan kohtaan staattorin kehällä.

·· • · • · · . 9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että • · « * · 1 1 valvontavälineet on asennettu tasaisin välein staattorin kehälle. 117918