RU2117957C1 - Method of diagnostics of electric equipment - Google Patents
Method of diagnostics of electric equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2117957C1 RU2117957C1 RU96117373A RU96117373A RU2117957C1 RU 2117957 C1 RU2117957 C1 RU 2117957C1 RU 96117373 A RU96117373 A RU 96117373A RU 96117373 A RU96117373 A RU 96117373A RU 2117957 C1 RU2117957 C1 RU 2117957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric motor
- external
- field
- development
- early stages
- Prior art date
Links
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
- G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
Abstract
Description
Изобретение относится к области диагностирования электрооборудования, а именно к способам определения технического состояния работающих электродвигателей вентиляторов, размещенных в неразборных корпусах, и выявления неисправностей на ранних стадиях их развития. The invention relates to the field of diagnosing electrical equipment, and in particular to methods for determining the technical condition of working fan motors located in non-separable cases, and identifying malfunctions in the early stages of their development.
Необходимость раннего выявления неисправностей подобных электродвигателей, используемых, например, в нагнетательных агрегатах системы жизнеобеспечения водолазных барокомплексов, связана с обеспечением безопасной эксплуатации их при проведении длительных экспериментов с участием людей /1/. The need for early detection of malfunctions of such electric motors, used, for example, in injection units of the life support system of diving barocomplexes, is associated with ensuring their safe operation during long-term experiments involving people / 1 /.
Известные способы диагностирования электрооборудования, например, путем измерения электрических, тепловых и виброакустических величин /2, 3/, исключают возможность их простого и эффективного использования для технической диагностики работающих электродвигателей вентиляторов, размещенных в неразборных корпусах, и выявления неисправностей на ранних стадиях их развития. Known methods for diagnosing electrical equipment, for example, by measuring electrical, thermal and vibroacoustic quantities / 2, 3 /, exclude the possibility of their simple and effective use for the technical diagnosis of working fan motors located in non-separable cases, and identifying malfunctions in the early stages of their development.
Известен способ диагностирования электрооборудования по характеру изменения его внешнего низкочастотного электромагнитного поля, принятый за прототип /4/. Анализ мультипольного состава низкочастотной составляющей электромагнитного поля, рассеиваемого электродвигателем в окружающем пространстве, производится по его электромагнитному "портрету". При нормальном режиме работы исправного электродвигателя данный "портрет" поля считается истинным. Возникающие при эксплуатации электрооборудования неисправности приведут к изменению только определенных составляющих (диполей, квадруполей, октуполей и т.д.) электромагнитного "портрета". A known method for diagnosing electrical equipment by the nature of changes in its external low-frequency electromagnetic field, adopted as a prototype / 4 /. An analysis of the multipole composition of the low-frequency component of the electromagnetic field scattered by the electric motor in the surrounding space is carried out according to its electromagnetic "portrait". In normal operation of a working electric motor, this "portrait" of the field is considered true. Faults arising during the operation of electrical equipment will lead to a change in only certain components (dipoles, quadrupoles, octupoles, etc.) of the electromagnetic "portrait".
Следовательно, для проведения диагностирования электрооборудования необходимы как начальные данные "портреты" исходного поля, замеренные по полной координатной поверхности электродвигателя, и "портреты" конкретных мультиполей, соответствующих характерным неисправностям электрооборудования. Therefore, for the diagnosis of electrical equipment, both the initial data “portraits” of the initial field, measured along the full coordinate surface of the electric motor, and “portraits” of specific multipoles corresponding to characteristic malfunctions of the electrical equipment are necessary as initial data.
Недостатком данного способа является сложность замера параметров поля и проведения анализа мультипольного состава внешнего электромагнитного поля электрооборудования, т. е. определения его составляющих: диполей, квадруполей, октуполей и т.д. Даже при ограничении анализа поля дипольными и квадрупольными составляющими схема устройства диагностирования остается достаточно сложной, с большим количеством датчиков, состоящих из нескольких катушечных групп, сложной схемой анализатора мультиполей, необходимостью принятия мер для повышения точности снятия параметров. The disadvantage of this method is the difficulty of measuring field parameters and analyzing the multipole composition of the external electromagnetic field of electrical equipment, i.e., determining its components: dipoles, quadrupoles, octupoles, etc. Even if the field analysis is limited to dipole and quadrupole components, the diagnostic device circuit remains quite complicated, with a large number of sensors consisting of several coil groups, a complex multipole analyzer circuit, and the need to take measures to improve the accuracy of parameter measurements.
Сущность предлагаемого способа диагностирования электродвигателя заключается в том, что техническое состояние работающего электродвигателя определяют непосредственно по "портрету" внешнего низкочастотного электромагнитного поля, при этом сигнал, индуцируемый под действием магнитной напряженности в катушке измерительного элемента, размещенного, например, в зоне лобовых частей обмотки статора электродвигателя, после его преобразования и регистрации сравнивается с исходными величинами внешнего поля, хранящимися в банке данных и соответствующих различным режимам работы электродвигателя, а при появлении различий между реальным и исходным "портретами", превышающих допустимые, сигнал рассогласования поступает на ЭВМ через блок информации для принятия решения оператором по дальнейшей эксплуатации электродвигателя. The essence of the proposed method for diagnosing an electric motor is that the technical condition of a working electric motor is determined directly by the "portrait" of the external low-frequency electromagnetic field, while the signal induced by magnetic tension in the coil of the measuring element located, for example, in the area of the frontal parts of the stator winding of the electric motor , after its conversion and registration is compared with the initial values of the external field stored in the database and corresponding to different modes of operation of the electric motor, and when there are differences between the real and the original "portraits" exceeding the permissible, the error signal is sent to the computer through the information block for decision-making by the operator on further operation of the electric motor.
На чертеже представлена структурная схема для диагностирования электродвигателя. The drawing shows a structural diagram for diagnosing an electric motor.
В предлагаемой схеме фиксирование низкочастотной составляющей внешнего электромагнитного поля электродвигателя 1, размещенного в неразборном корпусе 2, производится с помощью катушки измерительного элемента (датчика) 3. Индуцируемый в катушке измерительного элемента 3 сигнал поступает на преобразователь 4, откуда подается в блок регистрации 5, затем в блок сравнения 6, где происходит сравнение реальной величины внешнего электромагнитного поля работающего электродвигателя с исходным, соответствующим конкретному режиму работы и хранящемуся в банке данных 7. При появлении различий между реальным и исходным "портретами" поля (более 10-15%), которые могут быть вызваны появляющимися неисправностями в обмотках статора, ротора, в подшипниковых узлах, сигнал рассогласования поступает в блок информации 8 и на ЭВМ 9 для выявления неисправностей на ранних стадиях их появления и принятия решения оператором 10 по дальнейшей эксплуатации электродвигателя. In the proposed scheme, the low-frequency component of the external electromagnetic field of the electric motor 1 is fixed in a non-separable case 2 using the coil of the measuring element (sensor) 3. The signal induced in the coil of the measuring element 3 is fed to the converter 4, from where it is fed to the recording unit 5, then to comparison block 6, where the actual magnitude of the external electromagnetic field of the working electric motor is compared with the original one corresponding to the specific operating mode and stored in the databank 7. If there are differences between the real and the original "portraits" of the field (more than 10-15%), which can be caused by appearing malfunctions in the stator, rotor windings, in the bearing units, the error signal goes to the information block 8 and A computer 9 for detecting malfunctions in the early stages of their occurrence and making decisions by operator 10 on further operation of the electric motor.
Исходный "портрет" внешнего электромагнитного поля электродвигателя регистрируется перед началом его эксплуатации, при изменении режимов рабочего диапазона нагрузок от холостого хода до его номинальной мощности, причем из-за неравномерности распределения поля достаточно ограничиться замером параметров поля в определенных локальных точках, находящихся в районе лобовых частей обмотки статора, поскольку в этой зоне значения напряженности поля электродвигателя максимальны и в наибольшей степени подвержены изменениям, характеризующим его техническое состояние. The initial "portrait" of the external electromagnetic field of the electric motor is recorded before its operation, when changing the operating range of the load from idle to its rated power, and due to the uneven distribution of the field, it suffices to limit oneself to measuring the field parameters at certain local points located in the region of the frontal parts stator windings, since in this zone the values of the electric field strength are maximum and are most susceptible to changes characterizing its technical condition.
В процессе эксплуатации электродвигателя производится регистрация "портрета" его внешнего электромагнитного поля в контрольных локальных точках и сравнение с соответствующим "портретом" исходного внешнего поля. Если отличие в "портретах" электродвигателя не превосходит 10-15%, то режимы его работы следует считать удовлетворительными /5/. Поскольку любые неисправности, появляющиеся в работе электродвигателя, а именно: витковое замыкание обмотки статора, обрыв фазы, неисправности подшипниковых узлов, вызывают значительные изменения характера и величины значений низкочастотного внешнего электромагнитного поля (до 50-400% от исходного поля), то сравнительный анализ с исходными данными позволяет диагностировать технические средства и выявлять наличие неисправностей уже на ранних стадиях их развития. During operation of the electric motor, a “portrait” of its external electromagnetic field is recorded at the local control points and compared with the corresponding “portrait” of the original external field. If the difference in the "portraits" of the electric motor does not exceed 10-15%, then the modes of its operation should be considered satisfactory / 5 /. Since any malfunctions that appear in the operation of the electric motor, namely, the stator winding short circuit, phase failure, bearing malfunctions, cause significant changes in the nature and magnitude of the low-frequency external electromagnetic field (up to 50-400% of the initial field), then a comparative analysis with baseline data allows you to diagnose technical means and identify the presence of faults already in the early stages of their development.
Преимущество предлагаемого способа диагностирования электрооборудования, например электродвигателя вентилятора нагнетательного агрегата системы жизнеобеспечения барокомплексов, по сравнению с прототипом заключается в возможности непосредственного определения технического состояния электродвигателя по "портрету" внешнего низкочастотного электромагнитного поля при уменьшении количества датчиков до одного и упрощении структурной схемы для диагностирования. При этом снижается время на проведение диагностических измерений, сохраняется точность, достаточная для выявления неисправностей на ранних стадиях их развития, повышается безопасность проведения экспериментов на барокомплексах. An advantage of the proposed method for diagnosing electrical equipment, for example, a fan motor of a discharge unit of a life-support system of barocomplexes, in comparison with the prototype is the possibility of directly determining the technical condition of the electric motor by the "portrait" of an external low-frequency electromagnetic field while reducing the number of sensors to one and simplifying the structural diagram for diagnosis. At the same time, the time for carrying out diagnostic measurements is reduced, the accuracy is sufficient to detect malfunctions at the early stages of their development, and the safety of experiments on barocomplexes is increased.
Источники информации
1. Технические условия на поставку герметичных нагнетательных агрегатов. ТУ5.475-0093-72. ЦНИиПИ "Тайфун", Николаев.Sources of information
1. Technical conditions for the supply of sealed injection units. TU5.475-0093-72. TsNIIPI "Typhoon", Nikolaev.
2. В. Г. Сергеев и др. Магнитоизмерительные приборы и установки. -М.: Энергоиздат, 1982. 2. V. G. Sergeev and others. Magnetic measuring devices and installations. -M .: Energoizdat, 1982.
3. В. В. Клюев и др. Технические средства диагностирования. Справочник. -М.: Машиностроение, 1989. 3. VV Klyuev and others. Technical means of diagnosis. Directory. -M .: Engineering, 1989.
4. С.М.Аполлонский. Диагностирование электрооборудования с помощью электромагнитного поля. Л., Судостроительная промышленность, сер. Судовая электротехника и связь, вып.10. 1989, /прототип/. 4. S.M. Apollonsky. Diagnostics of electrical equipment using an electromagnetic field. L., Shipbuilding industry, ser. Marine electrical engineering and communications, issue 10. 1989, / prototype /.
5. С.Е.Аверьянов и др. Диагностирование электрических машин по параметрам внешних электромагнитных полей. Тезисы докладов Межвузовской научно-технической конференции. С.-Пб., ВВМИУ им. Ф.Э.Дзержинского, 21-22 ноября 1995 г. 5. S.E. Averyanov and others. Diagnosis of electrical machines by the parameters of external electromagnetic fields. Abstracts of the Interuniversity scientific and technical conference. S.-Pb., VVMIU im. F.E. Dzerzhinsky, November 21-22, 1995
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117373A RU2117957C1 (en) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Method of diagnostics of electric equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96117373A RU2117957C1 (en) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Method of diagnostics of electric equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2117957C1 true RU2117957C1 (en) | 1998-08-20 |
| RU96117373A RU96117373A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=20184927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96117373A RU2117957C1 (en) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | Method of diagnostics of electric equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2117957C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2458780A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-07 | Gen Electric | Non-invasive monitoring and diagnosis of electric machines by measuring external flux density |
| RU2456629C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-07-20 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Технический Центр "Диапром" (Зао "Нтцд") | Method for diagnostics of electrodriven valves technical condition |
| RU2484490C1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Device for diagnostics of asynchronous electric motors |
| RU2707736C2 (en) * | 2015-03-25 | 2019-11-29 | Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх | Method of measuring and device for measuring deviations in frontal parts of stator windings |
| RU2753578C1 (en) * | 2020-09-01 | 2021-08-17 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for diagnostics of the technical conditions of rotary equipment |
-
1996
- 1996-08-28 RU RU96117373A patent/RU2117957C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Аполлонский С.М. Диагностирование электрооборудования с помощью электромагнитного поля. - Л.:Судостр.пром., сер.Судов. эл-ка и связь, вып.10, 1989. Технические условия на поставку герметичных нагнетательных агрегатов, ТУ 5 475-0093-72, ЦНИИПИ "Тайфун", Николаев, 1972. Сергеев В.Г. и др. Магнитоизмерительные приборы и установки. - М.: Энергоиздат, 1982. Клюев В.В. и др. Технические средства диагностирования: Справочник. - М.: Машиностроение, 1989. Аверьянов С.Е. и др. Диагностирование электрических машин по параметрам внешних электромагнитных полей: Тезисы докладов Межвузовской научно-технической конференции. - С-Пб.; ВВМИУ им.Ф.Э.Дзержинского, 21-22 ноября 1995 г. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2458780A (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-07 | Gen Electric | Non-invasive monitoring and diagnosis of electric machines by measuring external flux density |
| US7880473B2 (en) | 2008-03-31 | 2011-02-01 | General Electric Company | Non-invasive monitoring and diagnosis of electric machines by measuring external flux density |
| GB2458780B (en) * | 2008-03-31 | 2012-05-23 | Gen Electric | Non-invasive monitoring and diagnosis of electric machines by measuring external flux density |
| RU2456629C1 (en) * | 2011-02-02 | 2012-07-20 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Технический Центр "Диапром" (Зао "Нтцд") | Method for diagnostics of electrodriven valves technical condition |
| RU2484490C1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Device for diagnostics of asynchronous electric motors |
| RU2707736C2 (en) * | 2015-03-25 | 2019-11-29 | Дженерал Электрик Текнолоджи Гмбх | Method of measuring and device for measuring deviations in frontal parts of stator windings |
| RU2753578C1 (en) * | 2020-09-01 | 2021-08-17 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") | Method for diagnostics of the technical conditions of rotary equipment |
| WO2022050865A1 (en) | 2020-09-01 | 2022-03-10 | Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" | Method for diagnosing the technical condition of rotating equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zamudio-Ramirez et al. | Magnetic flux analysis for the condition monitoring of electric machines: A review | |
| Bessous et al. | Diagnosis of bearing defects in induction motors using discrete wavelet transform | |
| Jung et al. | Online diagnosis of induction motors using MCSA | |
| Knight et al. | Mechanical fault detection in a medium-sized induction motor using stator current monitoring | |
| Eltabach et al. | A comparison of external and internal methods of signal spectral analysis for broken rotor bars detection in induction motors | |
| Assaf et al. | Simplified axial flux spectrum method to detect incipient stator inter-turn short-circuits in induction machine | |
| Obaid et al. | A simplified technique for detecting mechanical faults using stator current in small induction motors | |
| US11099101B2 (en) | Method for estimating bearing fault severity for induction motors | |
| KR101326586B1 (en) | Apparatus and method for diagnosing rotor faults of induction motor, and a medium having computer readable program for executing the method | |
| Ehya et al. | Static and dynamic eccentricity fault diagnosis of large salient pole synchronous generators by means of external magnetic field | |
| Ojaghi et al. | Model‐based exact technique to identify type and degree of eccentricity faults in induction motors | |
| KR20180049722A (en) | On-line fault diagnosis method for motor of machine tool | |
| US8368420B2 (en) | Method of error detection when controlling a rotating-field motor | |
| RU2117957C1 (en) | Method of diagnostics of electric equipment | |
| Shehata et al. | Detection of induction motors rotor/stator faults using electrical signatures analysis | |
| Zhu et al. | Real-time defect detection of die cast rotor in induction motor based on circular flux sensing coils | |
| Cuevas et al. | Non-invasive detection of winding short-circuit faults in salient-pole synchronous machine | |
| Xu et al. | Inter-turn short-circuit fault detection with high-frequency signal injection for inverter-fed PMSM systems | |
| Pusca et al. | An improvement of a diagnosis procedure for AC machines using two external flux sensors based on a fusion process with belief functions | |
| Ramu et al. | Diagnosis of broken bars in V/F control induction motor drive using wavelets and EEV estimation for electric vehicle applications | |
| Frosini et al. | Multiple faults detection in low voltage inverter-fed induction motors | |
| Stojičić et al. | Monitoring of rotor bar faults in induction generators with full-size inverter | |
| Pietrzak et al. | Stator phase current STFT analysis for the PMSM stator winding fault diagnosis | |
| Haddad | Fault detection and identification in permanent magnet synchronous machines | |
| Yazici et al. | An adaptive, on-line, statistical method for detection of broken bars in motors using stator current and torque estimation |