RU2660423C1 - Method of estimation of insulating coating of windings anchor of traction engines locomotive reliability and device for its implementation - Google Patents
Method of estimation of insulating coating of windings anchor of traction engines locomotive reliability and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660423C1 RU2660423C1 RU2017116783A RU2017116783A RU2660423C1 RU 2660423 C1 RU2660423 C1 RU 2660423C1 RU 2017116783 A RU2017116783 A RU 2017116783A RU 2017116783 A RU2017116783 A RU 2017116783A RU 2660423 C1 RU2660423 C1 RU 2660423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reliability
- vibrator
- insulation
- windings
- frame
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 17
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 8
- 238000003491 array Methods 0.000 description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 2
- 101000740968 Homo sapiens Transcription factor IIIB 50 kDa subunit Proteins 0.000 description 1
- 241000334993 Parma Species 0.000 description 1
- 102100039038 Transcription factor IIIB 50 kDa subunit Human genes 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено для оценки состояния изоляционного покрытия в тяговых двигателях локомотивов.The invention relates to the field of engineering and can be used to assess the condition of the insulation coating in traction engines of locomotives.
Надежность работы тяговых коллекторных электродвигателей электровозов имеет решающее значение для функционирования железнодорожного транспорта. Работа всех узлов локомотива и его тягового двигателя при этом сопровождается интенсивными динамическими нагрузками. В частности, изоляция обмоток тяговых двигателей сопровождается интенсивными динамическими нагрузками.The reliability of the traction collector electric motors of electric locomotives is crucial for the functioning of railway transport. The work of all nodes of the locomotive and its traction engine is accompanied by intense dynamic loads. In particular, the insulation of the windings of traction motors is accompanied by intense dynamic loads.
Изоляция обмоток тяговых двигателей воспринимает не только механические перегрузки, инициируемые динамикой двигателя как такового, но и воспринимает упругие колебания обмоток и передающиеся упругие колебания ротора и статора, возбуждаемые бегущими электромагнитными полями.The insulation of the windings of traction motors perceives not only mechanical overloads initiated by the dynamics of the motor as such, but also perceives the elastic vibrations of the windings and the transmitted elastic vibrations of the rotor and stator, excited by traveling electromagnetic fields.
Изоляционные покрытия обмоток кроме механических нагрузок воспринимают давление акустических полей, перепады температуры и действия центробежных сил и др.The insulation coatings of the windings, in addition to mechanical loads, perceive the pressure of acoustic fields, temperature drops and the action of centrifugal forces, etc.
Многие вопросы оценки динамических нагрузок изоляции обмоток рассмотрены в работах по теории и практике обслуживания тяговых двигателей. Вопросам обеспечения прочности изоляции также посвящены работы, в которых регламентируется технология изготовления покрытий, их нанесения и упрочнения свойств.Many issues of assessing the dynamic loads of winding insulation are considered in works on the theory and practice of servicing traction motors. Issues of ensuring the strength of insulation are also devoted to the work that regulates the technology of manufacturing coatings, their application and hardening of properties.
В последние годы широкое применение находят лакокрасочные изоляционные покрытия на кремнеорганической основе. Вместе с тем проблемы обеспечения стойкости и надежности работы изоляции еще не решены, а долговечность работы изоляции обмоток тяговых двигателей могла бы быть улучшена.In recent years, silicone-based paint and varnish insulation coatings are widely used. At the same time, the problems of ensuring the stability and reliability of the insulation work have not yet been solved, and the durability of the insulation of the windings of the traction motors could be improved.
Известен ряд способов обеспечения долговечности и надежности изоляционных покрытий тяговых двигателей.A number of methods are known for ensuring the durability and reliability of the insulating coatings of traction motors.
Известен способ оперативного контроля и защиты обмоток трансформатора [Гольдштейн Е.И., Панкратов А.В. Патент на изобретение №2339963 С1. МПК G01R 31/06. Приоритет 22.06.2007]. Способ оперативного контроля и защиты обмоток трансформатора в рабочем режиме заключается в том, что во время работы контролируемого силового трансформатора производят измерение мгновенных значений напряжения первичной обмотки, напряжения и тока вторичной обмотки, приводят вторичные величины к первичным. Определяют разность приведенных напряжений первичной и вторичной обмоток. Одновременно определяют индуктивную составляющую разности напряжений, вычитая из полученной разности напряжений произведение приведенного тока вторичной обмотки и активного сопротивления обмоток, и определяют мгновенные значения производной приведенного тока вторичной обмотки по времени. Находят мгновенные значения индуктивности обмоток как отношение мгновенных значений индуктивной составляющей разности напряжений к мгновенным значениям производной приведенного тока вторичной обмотки, усредняют полученные значения индуктивности на периоде. Согласно изобретению определяют мощность активных потерь в обмотках и действующее значение приведенного тока вторичной обмотки, которые используют для определения активного сопротивления обмоток. При усреднении мгновенных значений индуктивности исключают пиковые значения. Затем определяют относительные отклонения полученных значений индуктивности и активного сопротивления обмоток от величин, определенных на заведомо исправном трансформаторе. Далее сравнивают полученные отклонения с заранее заданной уставкой, и если хотя бы одно из этих отклонений больше заданной уставки, то делают вывод о неисправном состоянии обмоток контролируемого трансформатора и подают сигнал на его отключение.A known method of operational monitoring and protection of the transformer windings [Goldstein E.I., Pankratov A.V. Patent for invention No. 2339963 C1. IPC G01R 31/06. Priority 06.22.2007]. The method of operational monitoring and protection of the transformer windings in the operating mode is that during operation of the controlled power transformer, the instantaneous values of the primary voltage, voltage and current of the secondary winding are measured, secondary values are brought to primary values. The difference in the reduced voltages of the primary and secondary windings is determined. At the same time, the inductive component of the voltage difference is determined by subtracting the product of the reduced current of the secondary winding and the active resistance of the windings from the obtained voltage difference, and the instantaneous values of the time derivative of the reduced current of the secondary winding are determined. Find the instantaneous values of the inductance of the windings as the ratio of the instantaneous values of the inductive component of the voltage difference to the instantaneous values of the derivative of the reduced current of the secondary winding, average the obtained values of the inductance over a period. According to the invention, the power of active losses in the windings and the effective value of the reduced current of the secondary winding are determined, which are used to determine the active resistance of the windings. When averaging instantaneous inductance values, peak values are eliminated. Then, the relative deviations of the obtained values of the inductance and active resistance of the windings from the values determined on a known-good transformer are determined. Next, the obtained deviations are compared with a predetermined set point, and if at least one of these deviations is greater than the set point, then a conclusion is made about the faulty state of the windings of the transformer being monitored and a signal is sent to turn it off.
Благодаря тому, что частота сети и напряжение реальных силовых трансформаторов остаются практически неизменными в различных режимах их работы, изменения индуктивности рассеяния и активных сопротивлений обмоток указывают на наличие внутренних повреждений, таких как межвитковые замыкания, деформация, снижение усилия прессовки и другие. Поэтому, определив значения индуктивности и активного сопротивления обмоток для заведомо исправного трансформатора предложенным способом, задав некоторую уставку е, определенную эмпирическим путем, и сравнивая относительное отклонение текущих значений индуктивности обмоток Lcp и активного сопротивления от значений исправного трансформатора с этой уставкой, можно непрерывно контролировать состояние обмоток трансформатора. В случае необходимости будет подан сигнал на отключение трансформатора и тем самым обеспечена защита трансформатора от развития внутренних повреждений.Due to the fact that the frequency of the network and the voltage of real power transformers remain almost unchanged in different modes of their operation, changes in the scattering inductance and the active resistances of the windings indicate the presence of internal damage, such as inter-turn faults, deformation, decreased pressing force, and others. Therefore, by determining the values of the inductance and active resistance of the windings for a known-good transformer by the proposed method, setting some setpoint e determined empirically, and comparing the relative deviation of the current values of the inductance of the windings L cp and the active resistance from the values of the working transformer with this setting, you can continuously monitor the state transformer windings. If necessary, a signal will be sent to turn off the transformer and thereby protect the transformer from the development of internal damage.
Способ может быть осуществлен с помощью схемы, содержащей блок приведения (БПр), блок вычисления разности (БВр), блок вычисления сопротивления (БВС), блок индуктивной составляющей напряжения (БИСН), блок дифференцирования (БД), блок вычисления индуктивности (БВИ), блок усреднения (БУср) и программатор контроля (П).The method can be implemented using a circuit containing a reduction unit (BPR), a difference calculation unit (BVR), a resistance calculation unit (BVS), an inductive voltage component unit (VISS), a differentiation unit (DB), an inductance calculation unit (BVI), averaging unit (BUSr) and control programmer (P).
Соответствующие входы блока приведения (БПр) и блока вычисления разности (БВр) соединены с аналого-цифровыми преобразователями. Входы программатора контроля (П) соединены с кнопочной клавиатурой. Выходы блока приведения (БПр) соединены с соответствующими входами блока вычисления разности (БВр), блока вычисления сопротивления (БВС), блока индуктивной составляющей напряжения (БИСН) и блока дифференцирования (БД). Выход блока вычисления разности (БВр) соединен с соответствующими входами блока вычисления сопротивления (БВС) и блока индуктивной составляющей напряжения (БИСН). Выход блока вычисления сопротивления (БВС) соединен с соответствующими входами блока индуктивной составляющей напряжения (БИСН) и программатора контроля (П). Выходы блока индуктивной составляющей напряжения (БИСН) и блока дифференцирования (БД) соединены с соответствующим входом блока вычисления индуктивности (БВИ), выход которого соединен с входом блока усреднения (БУср), выход которого соединен с соответствующим входом программатора контроля (П).The corresponding inputs of the cast unit (BPR) and the difference calculation unit (BVr) are connected to analog-to-digital converters. The inputs of the control programmer (P) are connected to the keypad. The outputs of the cast unit (BPR) are connected to the corresponding inputs of the difference calculation unit (BVR), the resistance calculation unit (BVS), the inductive voltage component unit (VLSI), and the differentiation unit (DB). The output of the difference calculation unit (BVR) is connected to the corresponding inputs of the resistance calculation unit (BVS) and the inductive voltage component unit (VISN). The output of the resistance calculation unit (BVS) is connected to the corresponding inputs of the inductive voltage component unit (VISN) and the control programmer (P). The outputs of the inductive component of the voltage component (VISN) and the differentiation unit (DB) are connected to the corresponding input of the inductance calculation unit (BVI), the output of which is connected to the input of the averaging unit (BUS), the output of which is connected to the corresponding input of the control programmer (P).
Блок приведения (БПр), блок вычисления разности (БВр), блок вычисления сопротивления (БВС), блок индуктивной составляющей напряжения (БИСН), блок дифференцирования (БД), блок вычисления индуктивности (БВИ), блок усреднения (БУср) и программатор контроля (П) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53.The reduction unit (BPR), the difference calculation block (BVR), the resistance calculation block (BVS), the inductive voltage component block (BISN), the differentiation unit (DB), the inductance calculation block (BVI), the averaging block (BUSR), and the control programmer ( P) can be performed on a series 51 microcontroller manufactured by atmel AT89S53.
К недостаткам данного изобретения следует отнести сложность реализации способа, а также остановку работы трансформатора, что приводит к простоям в работе системы электрической системы.The disadvantages of this invention include the complexity of the method, as well as the shutdown of the transformer, which leads to downtime in the operation of the electrical system system.
Известен способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме [Гольд-штейн Е.И., Прохоров А.В. Патент на изобретение №2390035 С1. МПК G01R 31/06. Приоритет 10.03.2009]. Для каждой фазы трансформатора по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки определяют действующее значение тока. По массивам мгновенных значений напряжений первичной и вторичной обмоток определяют действующие значения этих напряжений. По массивам мгновенных значений и величинам действующих значений напряжения и тока первичной обмотки определяют угол сдвига фаз между напряжением и током первичной обмотки трансформатора. По массивам мгновенных значений и действующим значениям напряжений первичной и вторичной обмоток определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора. Приводят действующее значение тока первичной обмотки к номинальному напряжению первичной обмотки и номинальной частоте сети. Определяют действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. По результатам расчетов формируют пакет базовых данных об угле сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующих значениях активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. Далее, повторяя выше приведенную последовательность действий, определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и формируют пакеты базовых данных еще для двух различных нагрузочных режимов трансформатора. По указанным базовым данным о трех различных нагрузочных режимах определяют коэффициенты уравнения характеристической плоскости. Затем по массивам мгновенных значений тока первичной обмотки и напряжений первичной и вторичной обмоток для любого нагрузочного режима работы трансформатора определяют угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, действующие значения активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки. По действующим значениям активной и реактивной составляющих приведенного тока первичной обмотки и коэффициентам уравнения характеристической плоскости определяют величину контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Определяют отклонение величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток текущего режима от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Затем по величине данного отклонения формируют сигнал об изменении технического состояния трансформатора. Таким образом, предлагаемый способ позволяет по трем различным нагрузочным режимам определить зависимость угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток от нагрузочного режима трансформатора для его текущего технического состояния. Это обеспечивает возможность осуществления оперативного контроля технического состояния как однофазного, так и трехфазного двухобмоточного трансформатора по отклонению величины угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток, определяемого по массивам мгновенных значений напряжений для любого режима работы трансформатора, от величины контрольного угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. При этом нет необходимости располагать информацией о конструкции трансформатора и, в частности, его обмоточными данными.A known method of monitoring the technical condition of single-phase and three-phase double-winding transformers in operating mode [Gold-matte E.I., Prokhorov A.V. Patent for invention No. 2390035 C1. IPC G01R 31/06. Priority 10.03.2009]. For each phase of the transformer, the current value of the current is determined from the arrays of instantaneous values of the primary current. From arrays of instantaneous voltage values of the primary and secondary windings, the effective values of these voltages are determined. The arrays of instantaneous values and the values of the effective values of the voltage and current of the primary winding determine the phase angle between the voltage and current of the primary winding of the transformer. The arrays of instantaneous values and the current values of the voltages of the primary and secondary windings determine the angle of phase shift between the voltages of the primary and secondary windings of the transformer. The current value of the primary current is brought to the rated voltage of the primary winding and the rated frequency of the network. The effective values of the active and reactive components of the reduced current of the primary winding are determined. Based on the calculation results, a basic data package is formed on the phase angle between the voltages of the primary and secondary windings, the effective values of the active and reactive components of the reduced current of the primary winding. Further, repeating the above sequence of steps, the phase angle between the voltages of the primary and secondary windings is determined, the effective values of the active and reactive components of the reduced current of the primary winding are formed and form basic data packets for two different transformer load modes. The specified basic data on three different load conditions determine the coefficients of the equation of the characteristic plane. Then, using arrays of instantaneous values of the primary current and primary and secondary winding voltages for any load mode of the transformer, the phase angle between the voltages of the primary and secondary windings, the effective values of the active and reactive components of the reduced current of the primary winding are determined. The actual values of the active and reactive components of the reduced current of the primary winding and the coefficients of the equation of the characteristic plane determine the value of the control angle of the phase shift between the voltages of the primary and secondary windings. The deviation of the phase angle between the voltages of the primary and secondary windings of the current mode from the value of the control phase angle between the voltages of the primary and secondary windings is determined. Then, according to the magnitude of this deviation, a signal is generated about a change in the technical condition of the transformer. Thus, the proposed method allows for three different load conditions to determine the dependence of the phase angle between the voltages of the primary and secondary windings from the load mode of the transformer for its current technical condition. This provides the possibility of real-time monitoring of the technical condition of both single-phase and three-phase two-winding transformers by the deviation of the phase angle between the voltages of the primary and secondary windings, determined by arrays of instantaneous voltage values for any operating mode of the transformer, from the value of the control phase angle between the primary voltages and secondary windings. There is no need to have information about the design of the transformer and, in particular, its winding data.
Регистратор электрических сигналов (РЭС) подключен через коммутатор к трансформаторам тока и напряжения схемы измерений двухобмоточного трансформатора. Выходы регистратора соединены с входом блока расчета действующих значений тока (БРТ), входами блока расчета действующих значений напряжений (БРН), входами блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями (БРФн-н), входами блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током (БРФн-т). Выходы блока расчета действующих значений тока (БРТ) соединены с входом блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током (БРФн-т) и входом блока приведения тока (БПТ). Выходы блока расчета действующих значений напряжений (БРН) соединены с входами блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями (БРФн-н), с входом блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током (БРФн-т) и входом блока приведения тока (БПТ). Один из входов блока приведения тока (БПТ) соединен с выходом устройства измерения частоты сети. Выходы блока расчета угла сдвига фаз между напряжением и током (БРФн-т) и блока приведения тока (БПТ) соединены с входами блока расчета активной составляющей тока (БРАТ) и входами блока расчета реактивной составляющей тока (БРРТ). Выход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями (БРФн-н) соединен с входом блока расчета коэффициентов (БРК). Выходы блока расчета активной составляющей тока (БРАТ) и блока расчета реактивной составляющей тока (БРРТ) соединены с входами блока расчета коэффициентов (БРК) и входами блока расчета контрольного угла (БРКУ). Выход блока расчета коэффициентов (БРК) соединен с входом блока расчета контрольного угла (БРКУ). Выход блока расчета угла сдвига фаз между напряжениями (БРФн-н) и выход блока расчета контрольного угла (БРКУ) соединены с входами блока расчета отклонений угла (БРОУ), выход которого соединен с устройством сбора и передачи данных. В качестве регистратора электрических сигналов (РЭС) может быть выбран цифровой регистратор электрических сигналов типа «Парма» или «Черный ящик». Блок расчета действующих значений тока (БРТ), блок расчета действующих значений напряжений (БРН), блок расчета угла сдвига фаз между напряжениями (БРФн-н), блок расчета угла сдвига фаз между напряжением и током (БРФн-т), блок приведения тока (БПТ), блок расчета активной составляющей тока (БРАТ), блок расчета реактивной составляющей тока (БРРТ), блок расчета коэффициентов (БРК), блок расчета контрольного угла (БРКУ), блок расчета отклонений угла (БРОУ) могут быть выполнены на микроконтроллере серии С51 производителя Atmel AT89S8253.The electrical signal recorder (RES) is connected through a switch to current and voltage transformers of the measurement circuit of a double-winding transformer. The outputs of the recorder are connected to the input of the unit for calculating the effective current values (BRT), the inputs of the unit for calculating the effective voltage values (BRN), the inputs of the unit for calculating the phase angle between the voltages (BRFn-n), the inputs of the unit for calculating the phase angle between the voltage and current (BRFn -t). The outputs of the block for calculating the effective values of current (BRT) are connected to the input of the block for calculating the angle of phase shift between voltage and current (BRFn-t) and the input of the current bringing block (BPT). The outputs of the unit for calculating the effective voltage values (BRN) are connected to the inputs of the unit for calculating the phase angle between the voltages (BRFn-n), with the input of the unit for calculating the phase angle between the voltage and current (BRFn-t) and the input of the current driving unit (BPT). One of the inputs of the current reduction unit (BPT) is connected to the output of the network frequency measuring device. The outputs of the block for calculating the angle of phase shift between voltage and current (BRFn-t) and the block for bringing the current (BPT) are connected to the inputs of the block for calculating the active component of current (BRAT) and the inputs of the block for calculating the reactive component of current (BRRT). The output of the block for calculating the angle of phase shift between the voltages (BRFn-n) is connected to the input of the block for calculating the coefficients (DBK). The outputs of the block for calculating the active component of the current (BRAT) and the block for calculating the reactive component of the current (BRT) are connected to the inputs of the block for calculating the coefficients (BRK) and the inputs of the block for calculating the control angle (BRKU). The output of the coefficient calculation unit (DBK) is connected to the input of the control angle calculation unit (BRK). The output of the block for calculating the angle of the phase shift between the voltages (BRFn-n) and the output of the block for calculating the control angle (BRKU) are connected to the inputs of the block for calculating the angle deviations (BRFU), the output of which is connected to the data acquisition and transmission device. As a registrar of electrical signals (RES) can be selected digital recorder of electrical signals of the type "Parma" or "Black box". The unit for calculating the effective current values (BRT), the unit for calculating the effective voltage values (BRN), the unit for calculating the phase angle between the voltages (BRFn-n), the unit for calculating the phase angle between the voltage and current (BRFn-t), the current driving unit ( BPT), the unit for calculating the active component of the current (BRAT), the unit for calculating the reactive component of the current (BRT), the unit for calculating the coefficients (BRK), the unit for calculating the control angle (BRCU), the unit for calculating the deviations of the angle (BROU) can be performed on the C51 series microcontroller manufacturer Atmel AT89S8253.
К недостатку данного способа следует отнести то обстоятельство, что при работе электрической системы не учитывается действие вибрации, вызывающее дополнительное влияние на работу трансформатора.The disadvantage of this method should include the fact that during the operation of the electrical system does not take into account the effect of vibration, causing an additional effect on the operation of the transformer.
В качестве прототипа следует принять изобретение «Способ эксплуатационного контроля состояния изоляции и ресурса обмоток электродвигателей» [Некрасов А.И., Борисов Ю.С., Некрасов А.А., Марчевский С.В., Ефимов А.В. Патент на изобретение №2491560 С2, МПК G01R 31/00, приоритет 11.11.2011]. Контроль состояния изоляции и прогнозирование ресурса обмоток электродвигателей осуществляют в эксплуатационных условиях с учетом параметров окружающей среды производственных помещений, в которых эксплуатируются электродвигатели, режима работы электродвигателей и величины сопротивления изоляции обмотки в момент ввода электродвигателя в эксплуатацию, при этом измеряют и учитывают температуру, влажность, концентрацию в воздухе агрессивных примесей, а также степень загрузки и число пусков электродвигателей в сутки, причем все измерения выполняют в конце технологических пауз перед пуском электродвигателей технологического оборудования в работу, по результатам полученных измерений, после их статистической обработки, получают математические уравнения (зависимости) изменения электрического сопротивления изоляции и ресурса обмоток электродвигателей во времени, при этом для заданного сочетания эксплуатационных факторов определяют коэффициенты этих уравнений по полученным уравнениям, исходя из первоначальной величины сопротивления изоляции, строят для данного сочетания эксплуатационных факторов окружающей среды и режима работы электродвигателей графические зависимости изменения сопротивления изоляции и расхода ресурса обмоток электродвигателей во времени, по этим графическим зависимостям определяют в процессе эксплуатации ожидаемое сопротивление изоляции и ресурс обмоток электродвигателей на данный момент времени, на основании которых принимают решение о продолжении использования в работе, проведении мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту для поддержания и работоспособности или замене электродвигателей.As a prototype, the invention should be adopted “Method of operational monitoring of the state of insulation and resource of the windings of electric motors” [Nekrasov AI, Borisov Yu.S., Nekrasov AA, Marchevsky SV, Efimov AV Patent for invention No. 2491560 C2, IPC G01R 31/00, priority 11.11.2011]. Monitoring the state of insulation and predicting the life of the windings of electric motors is carried out in operating conditions, taking into account the environmental parameters of the production rooms in which the electric motors are operated, the operating mode of the electric motors and the value of the insulation resistance of the winding at the time the electric motor is put into operation, and temperature, humidity, and concentration are measured and taken into account in the air of aggressive impurities, as well as the degree of loading and the number of starts of electric motors per day, and all measured The calculations are performed at the end of technological pauses before starting the electric motors of the technological equipment, according to the results of the measurements, after their statistical processing, mathematical equations (dependencies) of the change in the electrical insulation resistance and the resource of the windings of the electric motors in time are obtained, while for a given combination of operational factors, the coefficients are determined these equations according to the obtained equations, based on the initial value of the insulation resistance, build for a given the combination of operational environmental factors and the operating mode of the electric motors graphic dependencies of changes in insulation resistance and resource consumption of the motor windings over time, these graphical dependencies determine the expected insulation resistance and resource of the motor windings at a given time during operation, based on which they decide to continue using in work, carrying out maintenance and repair measures to maintain and operate STI or replace the motor.
Недостатком данного способа является отсутствие учета воздействий динамического характера, что приводит к неполной картине оценки ресурса обмоток электродвигателя.The disadvantage of this method is the lack of consideration of dynamic effects, which leads to an incomplete picture of the resource estimate of the motor windings.
Целью данного изобретения является оценка долговечности и надежности изоляционных покрытий на основе сравнительного анализа составов лакокрасочных смесей и их возможностей обеспечивать необходимый ресурс надежности, основанный на проведении испытаний составов в условиях, имитирующих комплексный характер динамических нагружений, по интенсивности приближенный к условиям практического нагружения.The aim of this invention is to assess the durability and reliability of insulation coatings based on a comparative analysis of the compositions of paint and varnish mixtures and their capabilities to provide the necessary reliability resource based on testing the compositions under conditions that simulate the complex nature of dynamic loads, in intensity close to the conditions of practical loading.
Способ оценки надежности изоляционного покрытия обмоток якоря тягового двигателя, реализуемый на испытательной установке путем нанесения исследуемого состава изоляции на тонкую упругую пластину в рамке, в которой вибратором возбуждают вынужденные колебания, отличающийся тем, что на пластине создают из порошка пространственные волны динамических деформаций покрытия в условиях электромагнитных полей, перемещая точку приложения силового возмущения, наблюдают за формированием зон деформации, имеющих вид фигур Хладни, и дают оценку о надежности исследуемого покрытия.A method for evaluating the reliability of the insulation coating of the windings of the traction motor anchor, implemented on a test installation by applying the studied insulation composition to a thin elastic plate in a frame in which forced vibrations are excited by a vibrator, characterized in that spatial waves of dynamic coating deformations are generated from the powder on the plate under electromagnetic conditions fields, moving the point of application of the force perturbation, observe the formation of deformation zones, having the form of Hladni figures, and give an estimate of n reliability of test coverage.
Устройство для оценки надежности изоляционных покрытий обмоток якоря тягового двигателя, состоящее из основания, установленного на нем каркаса, внутри которого имеется вибратор, упругая тонкая пластина в рамке с нанесенным исследуемым изоляционным покрытием, расположенная вверху и закрепленная на каркасе, телекамера, отличающееся тем, что вибратор приводится в действие электромагнитными волнами, создаваемыми электродвигателем, причем положение вибратора меняется с помощью позиционного стола в одной плоскости в двух направлениях.A device for assessing the reliability of the insulation coatings of the windings of the traction motor anchor, consisting of a base, a frame installed on it, inside which there is a vibrator, an elastic thin plate in a frame with the investigated insulation coating applied, located at the top and fixed on the frame, a television camera, characterized in that the vibrator driven by electromagnetic waves generated by the electric motor, and the position of the vibrator is changed using a positioning table in one plane in two directions.
На фиг. 1 обозначены объемное изображение и виды устройства в различных плоскостях сечения. Приняты обозначения: 1 - основание; 2 - каркас; 3 - пластина; 4 - телекамера; 5 - манипулятор.In FIG. 1 shows a three-dimensional image and views of the device in various section planes. Designations adopted: 1 - base; 2 - frame; 3 - plate; 4 - television camera; 5 - manipulator.
Два вида вертикальной проекции установки (вид А и В) приведены на фиг. 2 а, б, где дополнительно показаны, помимо выше приведенных, следующие элементы: 6 - вибратор; 7 - позиционный стол.Two types of vertical projection of the installation (type A and B) are shown in FIG. 2 a, b, which additionally shows, in addition to the above, the following elements: 6 - vibrator; 7 - positional table.
Способ основан на испытаниях наносимого изоляционного покрытия на упругую пластину, которая может возбуждаться за счет приложения точечного вибратора, создающего пространственное поле стоячих волн, а при определенных условиях и смену состояния общей картины и взаимодействий с источником вибраций.The method is based on testing an applied insulation coating on an elastic plate, which can be excited by the application of a point vibrator that creates a spatial field of standing waves, and under certain conditions, a change in the state of the overall picture and interactions with the vibration source.
Нанесенное для испытания на долговечность изоляционное покрытие (определенного химического состава, толщины и технологии нанесения) после проведения соответствующих подготовительных работ подвергается действию вибрационных полей.The insulation coating applied for durability testing (of a certain chemical composition, thickness and application technology) is subjected to vibration fields after carrying out the corresponding preparatory work.
Сущность способа оценки надежности заключается в определении срока службы покрытия при многократных знакопеременных возмущениях, воспринимаемых пленкой, контактирующей с поверхностью, по которой распространяются волны деформации или составляют некоторую сменяемую последовательность фигур (фигуры Хладни).The essence of the method for assessing reliability is to determine the service life of the coating with repeated alternating disturbances perceived by the film in contact with the surface along which the deformation waves propagate or make up some replaceable sequence of figures (Hladni figures).
Способ оценки надежности изоляционного покрытия осуществляется следующим образом. На массивном основании 1 закрепляют каркас 2, внутри которого устанавливают позиционный стол 7, на котором располагают вибратор 6, с помощью которого создают колебания пластины 3. С помощью телекамеры 4 наблюдают за состоянием изоляции на пластине 3 на локальном участке, затем перемещают телекамеру 4 с помощью манипулятора 5, а пластину 3 - на позиционном столе 7 для исследования следующего участка.The method of assessing the reliability of the insulation coating is as follows. On a
Способ реализован с помощью устройства, которое работает следующим образом. На основании 1 располагается каркас 2, в котором устанавливается позиционный стол 7, который позволяет совершать движения в двух направлениях (фиг. 2 а, б). На позиционном столе 7 устанавливается вибратор 6, который передает колебания пластине 3, которая жестко закрепляется на каркас 2 (Крепления обозначены знаком «+»). Пластина 3 обработана изоляционным покрытием. С помощью телекамеры 4 выполняется наблюдение динамического состояния пластины 3. Положение телекамеры 4 управляется манипулятором 5, позволяющим регулировать положение камеры в поступательном и вращательном движениях.The method is implemented using a device that operates as follows. On the basis of 1 there is a
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017116783A RU2660423C1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Method of estimation of insulating coating of windings anchor of traction engines locomotive reliability and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017116783A RU2660423C1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Method of estimation of insulating coating of windings anchor of traction engines locomotive reliability and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660423C1 true RU2660423C1 (en) | 2018-07-06 |
Family
ID=62815998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017116783A RU2660423C1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Method of estimation of insulating coating of windings anchor of traction engines locomotive reliability and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660423C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6575620B1 (en) * | 2000-02-15 | 2003-06-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method and device for visually measuring structural fatigue using a temperature sensitive coating |
| US7057176B2 (en) * | 2002-08-28 | 2006-06-06 | Siemens Power Generation, Inc. | System and method for multiple mode flexible excitation in sonic infrared imaging |
| RU2390035C1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Method for control of technical condition of single-phase and three-phase double-winding transformers in working mode |
| CN104469077A (en) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 北京彩艺世纪科技有限公司 | Scanner and scanning method |
-
2017
- 2017-05-12 RU RU2017116783A patent/RU2660423C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6575620B1 (en) * | 2000-02-15 | 2003-06-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method and device for visually measuring structural fatigue using a temperature sensitive coating |
| US7057176B2 (en) * | 2002-08-28 | 2006-06-06 | Siemens Power Generation, Inc. | System and method for multiple mode flexible excitation in sonic infrared imaging |
| RU2390035C1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Method for control of technical condition of single-phase and three-phase double-winding transformers in working mode |
| CN104469077A (en) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 北京彩艺世纪科技有限公司 | Scanner and scanning method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MAT TAHIR Evaluation of the digital image correlation method for the measurement of vibration mode shapes // Inter-Noise and Noise-Con Congress and Conference Proceedings, 9-12th Aug., 2015, pp. 1986-1995. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tsyokhla et al. | Online condition monitoring for diagnosis and prognosis of insulation degradation of inverter-fed machines | |
| RU2529644C2 (en) | System and method to determine bearing condition | |
| Lee et al. | A new strategy for condition monitoring of adjustable speed induction machine drive systems | |
| Morshuis et al. | Stress conditions in HVDC equipment and routes to in service failure | |
| Barater et al. | Multistress characterization of fault mechanisms in aerospace electric actuators | |
| Leuzzi et al. | Analysis and detection of electrical aging effects on high-speed motor insulation | |
| Cazacu et al. | Thermal aging of power distribution transformers operating under nonlinear and balanced load conditions | |
| Griffo et al. | Lifetime of machines undergoing thermal cycling stress | |
| RU2660423C1 (en) | Method of estimation of insulating coating of windings anchor of traction engines locomotive reliability and device for its implementation | |
| CN110749810A (en) | Insulation fault prediction method and system for phase modulator | |
| Iorgulescu et al. | Faults diagnosis for electrical machines based on analysis of motor current | |
| Tsyokhla et al. | On-line monitoring of winding insulation health using high frequency common mode voltage from PWM | |
| Ji et al. | Lifetime estimation of corona-resistance wire for electrical machines operating under the partial discharge regime | |
| Gulski et al. | Insulation diagnosis of high voltage power cables | |
| Barater et al. | Multistress characterization of insulation aging mechanisms in aerospace electric actuators | |
| Jiang et al. | Accelerated destructive experiment design of motor stator winding insulation systems | |
| Timperley et al. | Trending of EMI data over years and overnight | |
| Fedosov et al. | The influence of electrical equipment insulation aging degree on the growth rate of partial discharges power | |
| Plutecki et al. | An analysis of the influence of microclimate on partial discharge activity in emissions of electric machines in the conditions of industrial operation–own research | |
| Stranges et al. | Monitoring Stator Insulation in Critical Motors: Choosing Diagnostic Tests | |
| RU2274869C2 (en) | Method for controlling electro-technical state of electric machines | |
| JP6504940B2 (en) | Insulation diagnosis method for AC high voltage motor | |
| Haq et al. | What You Should Know Before Acquiring Partial Discharge on High-Voltage Motors and Generators: Case Studies and Remedial Actions | |
| Machado et al. | Bearing heating open-loop control system to reduce variability in BLDC motor tests | |
| Stranges et al. | Choosing diagnostic tests to monitor stator insulation in critical motors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200513 |