RU181087U1 - Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты - Google Patents
Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU181087U1 RU181087U1 RU2017136959U RU2017136959U RU181087U1 RU 181087 U1 RU181087 U1 RU 181087U1 RU 2017136959 U RU2017136959 U RU 2017136959U RU 2017136959 U RU2017136959 U RU 2017136959U RU 181087 U1 RU181087 U1 RU 181087U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- motors
- unit
- frequency converter
- electric line
- input
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000009427 motor defect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области диагностики электрооборудования. Устройство содержит шину сигналов, микроконтроллерный блок, блок питания, шину питания, блоки измерений, подключенные к электрической линии с коммутационными аппаратами, питающей двигатели переменного тока, при этом блок измерений состоит из датчиков тока и напряжения. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности оценки технического состояния каждого отдельного из двигателей переменного тока в группе. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области диагностики электрооборудования и позволяет производить оценку технического состояния отдельного двигателя переменного тока в группе, регулируемых с помощью преобразователя частоты, путем регистрации электрических параметров на входе преобразователя частоты, позволяющей контролировать состояние питающей сети, и входах электродвигателей, отображающей техническое состояние электродвигателя, и дальнейшего сравнения и анализа диагностических параметров при управлении с помощью преобразователя частоты и при переключении электродвигателя на трехфазную сеть на определенный период.
Известно устройство диагностики технического состояния электромеханических систем с электроприводом переменного тока (патент РФ № 144352, опубл. 20.08.2014), состоящее из блока управления электродвигателем, машинного агрегата, датчика тока и напряжения, преобразователя, компьютера и дополнительных датчиков температуры, шума, вибрации и частоты вращения двигателя, и аппаратуры синхронизации. Устройство формирует групповой сигнал контроля технического состояния электромеханической системы путем непрерывной передачи измерительной информации и временной привязки измеряемого параметра в устройстве синхронизации.
Недостатком данного устройства является то, что оценка технического состояния представлена в бинарной форме записи, состоящей из нулей и единиц с последующим кодом, что усложняет обработку данных и не позволяет производить анализ отдельных параметров с учетом оценки вероятности возникновения дефектов и последующего допуска к эксплуатации. Отсутствие обработки внешних данных и параметров технологического процесса снижает точность оценки технического состояния
Известно устройство диагностики электродвигателей (патент РФ № 145003, опубл. 10.09.2014), согласно которому производится непрерывная диагностика электродвигателей с помощью внешних датчиков вибрации, установленных на корпусе ЭД, измеряются в течение заданного интервала времени значения вибрационного сигнала по трем направлениям (горизонтальное, вертикальное и осевое) с последующим прохождением его через аналого-цифровой преобразователь, поступающего на персональный компьютер, где осуществляется запись сигнала на постоянное запоминающее устройство с дальнейшей обработкой, включающей быстрое преобразование Фурье с взвешиванием спектральных полос по отдельным информативным частотам.
Недостатками устройства является то, что оно не применимо к регулируемому электроприводу, имеет низкую точность в оценке электрических дефектов, не позволяет контролировать качество питающего напряжения, создающего дополнительные составляющие в спектре вибраций.
Известно устройство диагностики электродвигателей переменного тока (патент РФ № 121086, опубл. 10.10.2012), состоящее из трех датчиков тока подключенных к фазам питания асинхронного двигателя, выходы которых подключены к блоку вычисления результирующего модуля тока, к которому последовательно подключены блок вейвлет преобразования, блок интегральной оценки и блок сравнения, который связан или с дисплеем или ЭВМ. По данным сигналов тока каждой фазы рассчитывается результирующий модуль тока, который затем преобразуется в вейвлет с разложением на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты с их дальнейшей интегральной оценкой и сравнением текущего выходного сигнала блока интегральной оценки с определенными и записанными эталонными значениями в блоке пороговых значений.
Недостатками устройства является то, что не учитывается переменный характер нагрузки электродвигателя, оказывающий влияние на амплитуду обобщенного вектора тока, гармонический состав питающего напряжения, наблюдаемый при питании электродвигателя от статического силового преобразователя. Также устройство практически не применимо для регулируемого электродвигателя, так как не учитывает изменение режимов при регулировании выходной координаты (положения, скорости, момента) электропривода и не учитывает влияние дефектов механической части агрегата на электрические параметры электродвигателя и наоборот.
Известно устройство диагностики асинхронных электродвигателей (патент РФ № , опубл. 27.10.2014), содержащее блок датчиков тока, блок датчиков напряжения, блок датчиков температуры изоляции обмотки статора и блок датчиков температуры подшипников, при этом выходы датчиков тока и напряжения подключены через блоки аналого-цифровых преобразователей к блоку прямого преобразования Фурье, к выходу блока прямого преобразования Фурье подключен блок нейронной сети, а также к ней подключены выходы датчиков температуры изоляции обмотки статора электродвигателя и датчиков температуры подшипников, выход блока нейронной сети подключен к блоку связи, взаимодействующим с блоком отображения информации и блоком хранения информации.
Недостаток устройства является то, что оно не применимо для регулируемого электродвигателя, так как не учитывает изменение режимов при регулировании выходной координаты (положения, скорости, момента) электропривода.
Известно устройство контроля состояния асинхронного электродвигателя (патент РФ № 126844, опубл. 10.04.2013), принятое за прототип, включающее электрическую линию, блок измерений, шину сигналов, микроконтроллерный блок, блок управления, жидкокристаллический индикатор, блок накопления, блок питания, шину питания, блоки оптической развязки, коммутационные аппараты, электроустановки, позволяет измерять мгновенное значение фазных напряжений при помощи трех делителей напряжения, включенных на фазные напряжения, далее определяет амплитуду высших гармонических составляющих, позже оцифровывает при помощи встроенного в него микроконтроллерного блока, также при коммутации электроустановок на входы блоков оптической развязки поступает электрический ток, сигнализирующий о включении и выключении электроустановки.
Недостаток устройства является то, что в качестве измерительного блока используются делители напряжения, с помощью которого отслеживают только амплитуду гармонических составляющих, что ограничивает количество диагностируемых параметров и дефектов не позволяя обеспечить высокую точность оценки технического состояния двигателей переменного тока, а также не целесообразное применение оптической развязки для регистрации коммутации электродвигателей.
Техническим результатом является повышение точности и достоверности оценки технического состояния каждого отдельного из двигателей переменного тока в группе, регулируемой при помощи одного статического преобразователя частоты, за счет анализа и сравнения электрических параметров при регулируемом и нерегулируемом режимах работы двигателей переменного тока.
Технический результат достигается тем, что дополнительно в электрическую линию через коммутационный аппарат включен блок измерений, состоящий из датчиков тока и напряжения, на входе статического преобразователя частоты, подключенного к электрической линии и выходы которого соединены с двумя или более двигателями переменного тока, а также параллельно статическому преобразователю частоты и блоку измерений на его входе через группу коммутационных аппаратов двигатели переменного тока подключены напрямую к электрической линии и плату сбора данных, на вход которой подключен микроконтроллерный блок, соединенный каналом задания со статическим преобразователем частоты, а выход платы сбора данных соединен с портативным компьютером.
Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты поясняется следующей фигурой:
фиг. 1 - структурная схема устройства диагностики двигателей переменного тока с частотным регулированием, где:
1 - блок измерений;
2 - коммутационный аппарат;
3 - двигатель переменного тока;
4 - шина сигналов;
5 - шина питания;
6 - статический преобразователь частоты;
7 - микроконтроллерный блок;
8 - блок питания;
9 - плата сбора данных;
10 - портативный компьютер;
11 - каналы задания;
12 - электрическая линия.
Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты (фиг. 1) содержит блоки измерений 1, состоящие из датчиков тока и напряжения, подключенные к электрической линии 12, выходы которых посредствам шины сигнала 4 подключены на вход микроконтроллерного блока 7, на вход которого также подключен канал задания 11 от статического преобразователя частоты 6, при этом выход микроконтроллерного блока 7 подключен к плате сбора данных 9, выход которой соединен с портативным компьютером 10, питание микроконтроллерного блока 7 и блоков измерений 1 осуществляется от блока питания 8 по средствам шины питания 5, при этом один из блоков измерений 1 установлен на входе статического преобразователя частоты 6, а оставшиеся установлены на входах двух (и более) двигателей переменного тока 3, подключенных к статическому преобразователю частоты 6. Кроме этого, параллельно статическому преобразователю частоты 6 и блоку измерений 1 на его входе, двигатели переменного тока 3 через группу коммутационных аппаратов 2 подключены непосредственно к электрической линии 12.
Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы статический преобразователь частоты 7 подключен электрической линии 12 и регулирует частоту вращения одного из группы двигателей переменного тока 3 в соответствии с технологическим процессом, когда остальные двигатели переменного тока 3 из группы работают от электрической линии 12. При таком режиме работы блоки измерений 1 на входах регулируемого и нерегулируемого двигателей переменного тока 3 регистрируют значения токов и напряжений в каждой фазе, и соответственно блок измерений 1 на вход статического преобразователя 6 регистрирует параметры электрической линии 12, с дальнейшей передачей данных с блоков измерений 1 по средствам шины сигналов 5 на микроконтроллерный блок 7, на который также поступает сигнал задания статического преобразователя частоты 6 посредствам канала задания 11. Далее из зарегистрированных параметров блоков измерений 1, питающихся от блока питания 8 через шину питания 5, и сигнала задания статического преобразователем частоты 6, предварительно обрабатываемых в микроконтроллерном блоке 7, на плате сбора данных 9 формируется ретроспективная трехуровневая база данных технического состояния электрооборудования с привязкой по времени, состоящая из уровня параметров нерегулируемых двигателей переменного тока 3, уровня параметров регулируемого двигателя переменного тока 3, уровня параметров сигнала задания статическим преобразователем частоты 6 и коммутации двигателей переменного тока 3, с дальнейшей программной обработкой на портативном компьютере 10. Повышение точности и достоверности оценки технического состояния двигателя переменного тока 3 регулируемого при помощи статического преобразователя частоты 6, формирующего кривую выходного напряжения, достигается при создании переключений двигателя переменного тока 3 от статического преобразователя частоты 6 к электрической линии 12, на определенный период для записи фактических входных параметров двигателя переменного тока 3, и обратно, в условиях номинальной нагрузки при помощи двух групп коммутационных аппаратов 2.
Результатом программной обработки является определение вероятности наступления дефекта двигателя переменного тока при условии имеющейся базы ретроспективных данных при требованиях к относительной погрешности менее 5% (р≥95%), который можно представить как функция (1):
где Pi - общая вероятности дефекта;
t - текущий момент времени;
Δt - интервал времени между измерениями;
n - количество измеряемых параметров;
Рim(mi), Pih(hi) - значения вероятностей дефекта, по параметрам регулируемого и нерегулируемого двигателя переменного тока.
На основании полученных значений вероятности возникновения дефекта двигателя переменного тока принимаются решения о сроках проведения ремонта, дальнейшем сверхнормативном сроке работе агрегата или его остановке, с целью проведения углубленной диагностики.
Claims (1)
- Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты, включающее блоки измерений, подключенные к электрической линии с коммутационными аппаратами, питающей двигатели переменного тока, шину сигналов, микроконтроллерный блок, блок питания, шину питания, причем электрическая линия соединяется входами с блоком измерений, причем один выход блока измерений соединен с входами коммутационных аппаратов, выходы которых подключены к двигателям переменного тока, а выход шины сигнала блока измерений соединяется входом микроконтроллерного блока, а его питание осуществляется через шину питания от блока питания, отличающееся тем, что дополнительно в электрическую линию через коммутационный аппарат включен блок измерений, состоящий из датчиков тока и напряжения, на входе статического преобразователя частоты, подключенного к электрической линии и выходы которого соединены с двумя или более двигателями переменного тока, а также параллельно статическому преобразователю частоты и блоку измерений на его входе через группу коммутационных аппаратов двигатели переменного тока подключены напрямую к электрической линии и плату сбора данных, на вход которой подключен микроконтроллерный блок, соединенный каналом задания со статическим преобразователем частоты, а выход платы сбора данных соединен с портативным компьютером.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136959U RU181087U1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136959U RU181087U1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU181087U1 true RU181087U1 (ru) | 2018-07-04 |
Family
ID=62813511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136959U RU181087U1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU181087U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763849C1 (ru) * | 2021-05-26 | 2022-01-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Устройство для диагностики состояния асинхронного электродвигателя |
| RU223061U1 (ru) * | 2023-12-07 | 2024-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральский инжиниринговый центр" | Экспериментальный стенд для исследовательских испытаний макета электромеханического преобразователя |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155328C1 (ru) * | 1996-06-24 | 2000-08-27 | Арчелык А.Ш. | Основанная на модели система обнаружения неисправностей для электродвигателей |
| RU2348050C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроремонт" | Устройство для испытания машин переменного тока |
| CN201575925U (zh) * | 2009-12-11 | 2010-09-08 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种电力机车交流传动试验装置 |
| RU125718U1 (ru) * | 2012-08-07 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Стенд для исследования регулируемых систем электропривода с дистанционным управлением |
-
2017
- 2017-10-19 RU RU2017136959U patent/RU181087U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2155328C1 (ru) * | 1996-06-24 | 2000-08-27 | Арчелык А.Ш. | Основанная на модели система обнаружения неисправностей для электродвигателей |
| RU2348050C1 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электроремонт" | Устройство для испытания машин переменного тока |
| CN201575925U (zh) * | 2009-12-11 | 2010-09-08 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种电力机车交流传动试验装置 |
| RU125718U1 (ru) * | 2012-08-07 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Стенд для исследования регулируемых систем электропривода с дистанционным управлением |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763849C1 (ru) * | 2021-05-26 | 2022-01-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Устройство для диагностики состояния асинхронного электродвигателя |
| RU223061U1 (ru) * | 2023-12-07 | 2024-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Уральский инжиниринговый центр" | Экспериментальный стенд для исследовательских испытаний макета электромеханического преобразователя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111758036B (zh) | 用于监测运行中的电力设备的运行状态的系统和方法 | |
| US9431949B2 (en) | Induction motor speed estimation | |
| JP2010166686A (ja) | 機械の故障診断部を備えた電動機制御装置 | |
| JP2019020278A (ja) | 回転機システムの診断装置、電力変換装置、回転機システム、および回転機システムの診断方法 | |
| CN103069711A (zh) | 具有电压谐波整形的电机控制 | |
| CN101685138A (zh) | 一种交流发电机组电气性能的测试方法 | |
| CN113726006B (zh) | 水电生产分析决策支持系统 | |
| CN105372537B (zh) | 基于Labview/PDA的变频器智能测试平台 | |
| CN103827683A (zh) | 确定用于机电系统诊断的平稳信号的方法 | |
| CN104635028A (zh) | 用于监视工业机械的漏电流的系统和方法 | |
| RU181087U1 (ru) | Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты | |
| JP2020020611A (ja) | 絶縁診断装置、絶縁診断方法、および絶縁診断プログラム | |
| CN106124081B (zh) | 永磁同步电机精确多点实时测温方法及系统 | |
| CN110749810A (zh) | 一种调相机绝缘故障预测方法及系统 | |
| KR20130115626A (ko) | 모터 모니터링 시스템 | |
| RU196853U1 (ru) | Электроизмерительные клещи | |
| RU2727386C1 (ru) | Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей | |
| CN105262402A (zh) | 无刷直流电机转矩波动检测系统 | |
| RU2641318C1 (ru) | Способ диагностирования обобщённого технического состояния электродвигателя | |
| CN113030729A (zh) | 一种永磁电机退磁在线检测方法及系统 | |
| Gordeev et al. | Diagnostics of electromechanical equipment by electrical power consumption parameters | |
| Asad et al. | The FEM Based Modeling and Corresponding Test Rig Preparation for Broken Rotor Bars Analysis | |
| RU2532762C1 (ru) | Способ диагностики и оценки остаточного ресурса электроприводов переменного тока | |
| CN103508315A (zh) | 电梯运行故障预测系统及方法 | |
| RU165733U1 (ru) | Устройство технической диагностики электроприводного насосно-компрессорного оборудования |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201020 |