RU2705560C1 - Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине - Google Patents
Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине Download PDFInfo
- Publication number
- RU2705560C1 RU2705560C1 RU2019104223A RU2019104223A RU2705560C1 RU 2705560 C1 RU2705560 C1 RU 2705560C1 RU 2019104223 A RU2019104223 A RU 2019104223A RU 2019104223 A RU2019104223 A RU 2019104223A RU 2705560 C1 RU2705560 C1 RU 2705560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- eccentricity
- signal
- electric machine
- measured
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для измерения статического эксцентриситета ротора электрической машины. Технический результат - расширение функциональных возможностей и области применения, а также повышение чувствительности. Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине основан на измерении емкости относительно элементов ее конструкции и формировании сигнала о наличии эксцентриситета. При этом емкость измеряют относительно вала ротора в четырех точках, расположенных попарно на горизонтальной и вертикальной осях его симметрии, сравнивают каждую из них с эталонной емкостью и, если разность между измеренной и эталонной емкостями превысит установленную величину, формируют сигнал о наличии и направлении перемещения ротора. 4 ил.
Description
Предполагаемое изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для измерения статического эксцентриситета ротора электрической машины.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине, основанный на измерении емкости относительно элементов ее конструкции и формировании сигнала о наличии эксцентриситета (А.С. СССР №1332466, Официальный бюллетень №31, Опубл. 23.08.1987).
Однако устройство по этому способу обладает недостаточной чувствительностью и надежностью функционирования из-за того, что измерение емкости осуществляется относительно зубчатой поверхности сердечника ротора. В связи с этим требуется его отстройка и защита от воздействия зубчатости сердечника ротора, мощного магнитного и электрического поля в области воздушного зазора. Кроме того, установка и обслуживание датчика такого устройства невозможна без разборки электрической машины, само устройство не позволяет определять направление перемещения ротора при его эксцентриситете.
Технический результат - повышение чувствительности и надежности функционирования, расширение функциональных возможностей, а также упрощение установки и обслуживания.
Технический результат достигается тем, что емкости измеряют относительно вала ротора в четырех точках, расположенных по парно на горизонтальной и вертикальной осях его симметрии, сравнивают каждую из них с эталонной емкостью и если разность между измеренной и эталонной емкостями превысит установленную величину формируют сигнал о наличии и направлении перемещения ротора.
Предлагаемый способ заключается в том, что измерение емкости осуществляется относительно вала ротора в четырех точках, расположенных по парно на горизонтальной и вертикальной осях его симметрии. Что позволяет избавиться от воздействия зубчатости сердечника ротора, мощного магнитного и электрического поля в воздушном зазоре электрической машины, сократить до минимума длину коммутирующих проводов и четко контролировать направление перемещения ротора по горизонтальной и вертикальной оси.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения числом, последовательностью и назначением операций.
Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что такие операции известны. Однако использование их в указанной связи проявляет в заявляемом способе новые свойства.
Блок схема устройства для реализации предлагаемого способа изображена на фиг. 1. Это устройство представляет собой емкостные датчики 1-4 объединенные в блок 5 емкостных датчиков, которые через измерительные мосты 6-9 присоединены к фильтрам 10-13. Питание измерительных мостов 6-9 осуществляется источником 14 переменного тока, а фильтров 10-13 источником 15 постоянного тока. К выходам фильтров 10-13 подключены пороговые элементы 16-23, выхода которых, в свою очередь, подключены к блоку индикации 24 и к блоку формирования отключающего сигнала 25.
Конструкция и крепление блока 5 емкостных датчиков на корпусе электрической машины 26 показано на фиг. 2. Корпус 27 блока 5 емкостных датчиков имеет форму тора и выполняется из диэлектрического материала. Емкостные датчики 1-4 в виде металлических пластин 28-31 с помощью винтов 32 и гаек 33 закрепляются на корпусе так, как показано на фиг 2. Крепление корпуса 27 к корпусу электрической машины 26 осуществляется болтами 34, которые вставляются в отверстия 35 корпуса 27 блока 5 емкостных датчиков. Таким образом, одним электродом емкостных датчиков 1-4 являются пластины 28-31, а другим вал ротора 36 электрической машины.
В устройстве для реализации предлагаемого способа каждый из емкостных датчиков 1-4 регистрирует перемещение ротора только в своем направлении. Так емкостной датчик 1 предназначен только для контроля перемещения ротора вверх. Величина его емкости при смещении на величину d ротора 36 определяется по зависимости, приведенной на фиг. 3, где δ - величина воздушного зазора.
Схема измерительного моста 6 приведена на фиг. 4. Измерительный мост 6 содержит два активных резистора 37 и 38, а также подстроечный конденсатор 39, который для данного измерительного моста является эталонной емкостью. С его помощью осуществляется балансировка измерительного моста 6 с емкостным датчиком 1 перед введением устройства в работу таким образом, чтобы напряжение U6 на выходе измерительного моста 6 было равно нулю. Для питания измерительного моста 6 используется источник переменного тока 14 со стабилизованной частотой и напряжением. Конструкция измерительных мостов 7-9, их подключение и балансировка выполняется аналогично.
Фильтры 10-13 полосовые и настроенные на частоту источника переменного тока 14. Их использование позволяет избавиться от влияния на работу устройства диагностики эксцентриситета ротора различного рода наводок. Конструктивно они могут выполняться как в аналоговом, так и в цифровом исполнении.
Пороговые элементы 16-23 представляют собой электронные или электромеханических реле. Пороги срабатывания пороговых элементы 16, 18, 20 и 22, а также 17, 19, 21 и 23 принимается равными Ucp1 и Ucp2 соответственно, где Ucp1 и Ucp2 - напряжения на выходе фильтров 10-13. Величины Ucp1 и Ucp2 выбираются по зависимости U6=f(d) на фиг. 5 при величине смещения ротора по вертикали на величину d1 и d2, где напряжения U6 на выходе фильтра 6.
Из фиг. 1 видно, что смещение по вертикали вверх приводит к уменьшению расстояния между пластиной датчика 1 и поверхностью вала. В тоже время устройство не должно работать при смещении вниз, когда расстояния между пластиной датчика 1 и поверхностью вала увеличивается. В результате при d=2δ напряжение на выходе фильтра будет равно U6. Чтобы устройство реагировало только на перемещение ротора вверх порог срабатывания пороговых элементов 16, 18, 20 и 22 следует принимать равным Ucp1=U6kотс, где kотс - коэффициент отстройки. Этому напряжению по фиг. 5 соответствует смещение ротора на d1 вверх.
В тоже время величина максимальной величины смещения ротора вверх не должна превышать d2=0,85δ. Это обусловлена наличием у любой электрической машины технологического эксцентриситета, который обычно составляет порядка (0,1-0,15)δ, То есть смещение ротора вверх более чем на величину d2 сопровождается задеванием сердечника ротора за сердечник статор и их повреждением. Чтобы этого не происходило порог срабатывания пороговых элементов 16, 18, 20 и 22 следует принимать равным напряжению Ucp2, которое определяется по зависимости U6=f(d) и величине смещения d2.
Блок индикации 24 предназначен для отображения информации о наличии и величине смещения ротора электрической машины и может представлять собой, например, табло на светодиодных индикаторах.
Блок формирования отключающего сигнала 25 может быть выполнен в виде электрического или электронного реле.
Если в электрической машине эксцентриситет ротора отсутствует, то емкости датчиков 1-4 одинаковы, а напряжения на выходе фильтров 10-13 не превышают порога срабатывания Ucp1 пороговых элементов 16-23. Поэтому сигнал на выходе пороговых элементов 16-23 отсутствует, электрическая машина продолжает работать, а блок индикации выдает информацию об отсутствии смещения ротора.
Если ротор начинает сдвигаться по вертикали вверх, то емкость датчика 1 увеличивается, В результате на выходе измерительного моста 6 и фильтра 10 напряжение возрастает. И если оно превысит порог срабатывания Ucp1 порогового элемента 16, то пороговый элемент сформирует сигнал о наличии и направления смещения. Блок 24 отразит информацию «СМЕЩЕНИЕ ВВЕРХ». Если при дальнейшем смещении ротора напряжение на выходе фильтра 10 превысит порог срабатывания Ucp2 порогового элемента 17, то этот пороговый элемент сформирует сигнал о величине и направления смещения, а также на отключение электрической машины с помощью блока 25. Блок 24 отразит информацию «СМЕЩЕНИЕ ВВЕРХ». При смешении вниз, влево и вправо устройство работает аналогично.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в возможности разработки устройства диагностики, которое за счет расширения функциональных возможностей и области применения, а также повышение чувствительности позволяет своевременно выявить наличие и величину эксцентриситета ротора, а следовательно сократить размеры повреждения машины и перерасход электроэнергии, а также стоимость и время послеаварийного ремонта.
Claims (1)
- Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине, основанный на измерении емкости относительно элементов ее конструкции и формировании сигнала о наличии эксцентриситета, отличающийся тем, что емкости измеряют относительно вала ротора в четырех точках, расположенных попарно на горизонтальной и вертикальной осях его симметрии, сравнивают каждую из них с эталонной емкостью и, если разность между измеренной и эталонной емкостями превысит установленную величину, формируют сигнал о наличии и направлении перемещения ротора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019104223A RU2705560C1 (ru) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019104223A RU2705560C1 (ru) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2705560C1 true RU2705560C1 (ru) | 2019-11-08 |
Family
ID=68501106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019104223A RU2705560C1 (ru) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2705560C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821843C1 (ru) * | 2024-02-20 | 2024-06-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ выявления степени износа подшипников качения главного вала ветроэнергетической установки |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU672708A1 (ru) * | 1977-12-26 | 1979-07-05 | Харьковский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им. С.М.Кирова | Способ косвенного контрол динамического эксцентриситета асинхронной электрической машины |
SU888288A1 (ru) * | 1979-09-11 | 1981-12-07 | Запорожский Завод "Кремнийполимер" | Устройство дл контрол эксцентриситета ротора относительно статора |
SU1332466A1 (ru) * | 1985-09-05 | 1987-08-23 | Красноярский Политехнический Институт | Способ измерени динамического эксцентриситета электрической машины |
SU1585872A1 (ru) * | 1987-12-25 | 1990-08-15 | Предприятие П/Я В-2438 | Способ контрол воздушного зазора торцевой электрической машины |
WO1997021262A1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-06-12 | Jingtao Tian | A protection unit for a.c. motor |
-
2019
- 2019-02-14 RU RU2019104223A patent/RU2705560C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU672708A1 (ru) * | 1977-12-26 | 1979-07-05 | Харьковский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им. С.М.Кирова | Способ косвенного контрол динамического эксцентриситета асинхронной электрической машины |
SU888288A1 (ru) * | 1979-09-11 | 1981-12-07 | Запорожский Завод "Кремнийполимер" | Устройство дл контрол эксцентриситета ротора относительно статора |
SU1332466A1 (ru) * | 1985-09-05 | 1987-08-23 | Красноярский Политехнический Институт | Способ измерени динамического эксцентриситета электрической машины |
SU1585872A1 (ru) * | 1987-12-25 | 1990-08-15 | Предприятие П/Я В-2438 | Способ контрол воздушного зазора торцевой электрической машины |
WO1997021262A1 (en) * | 1995-12-06 | 1997-06-12 | Jingtao Tian | A protection unit for a.c. motor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2821843C1 (ru) * | 2024-02-20 | 2024-06-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ выявления степени износа подшипников качения главного вала ветроэнергетической установки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014156386A1 (ja) | 電動機の診断装置および開閉装置 | |
RU2599910C2 (ru) | Способ и устройство для выявления в онлайн-режиме ухудшения состояния изоляции электродвигателя | |
CN104569494B (zh) | 确定mems设备中的粘附失效的系统和方法 | |
CN102770744A (zh) | 用于确定轴承状态的系统或方法 | |
US20170328804A1 (en) | Centrifuge and method for sensing imbalances in the centrifuge | |
JP6548454B2 (ja) | 電気機器の診断装置、電気機器の診断システム、電気機器の診断方法およびプログラム | |
PL126453B1 (en) | Material level sensing element for liquids and electrically conductive pourable solid materials | |
CN105606696A (zh) | 油液品质参数检测方法、传感器及在线检测装置 | |
KR20100117524A (ko) | 구조 안전성 모니터링 시스템 | |
JP3162149B2 (ja) | 静電容量式センサ | |
RU2705560C1 (ru) | Способ определения эксцентриситета ротора в электрической машине | |
US20160084871A1 (en) | Dual-functional resonant magnetic field sensor | |
RU2658724C1 (ru) | Способ эксплуатации механической установки со сплошным валом | |
CN103090901B (zh) | 传感器在线校准方法 | |
Wang et al. | Topological data analysis for electric motor eccentricity fault detection | |
KR101402350B1 (ko) | 유전정접을 이용한 콘덴서 뱅크의 열화 예측 방법 | |
RU2821843C1 (ru) | Способ выявления степени износа подшипников качения главного вала ветроэнергетической установки | |
JP2019207192A (ja) | 材料試験機 | |
Xie et al. | Non-contact resistance and capacitance on-line measurement of lubrication oil film in rolling element bearing employing an electric field coupling method | |
CN111102913A (zh) | 电机定子和转子间距变化的在线检测系统 | |
Levytskyi et al. | Measuring Transducer for Air Gap Capacitive Sensor in Hydrogenerator | |
CN204404986U (zh) | 一种用于安装电涡流传感器探头的电子装置 | |
Novozhilov et al. | A Device for Determining the Rotor Eccentricity of Rotating Electric Machines | |
CN112400359B (zh) | X射线管诊断系统 | |
Novozhilov et al. | Determining the Displacement of the Rotor Shaft in an Electrical Machine |