SU1432641A1

SU1432641A1 - Устройство дл диагностики щеток электрической машины

Info

Publication number: SU1432641A1
Application number: SU874210311A
Authority: SU
Inventors: Леонид Васильевич Ковязин; Владимир Васильевич Бурыкин; Виталий Андреевич Савельев; Леонид Николаевич Коржевский
Original assignee: Ивановский энергетический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1988-10-23

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к системам диагностики (Цеточно-контактных аппаратов (ЩКА) электрргческих машин путем измерени переходных падений напр жений в скольз щем контакте разноименных полюсов.

Цель изобретени - повьшение навани второго дроссел 10 последовательно с второй обмоткой 15 подма - ничивани третьего дроссел 13 и то- коограничиваюиу1м резистором 18 - к измерительной 6 и контролируемым 4 щеткам положительного полюса. Обмотка 9 переменного тока первого дроссел 7 последовательно с токоограничидежности работы и безопасности обслу-)д ваюпщм резистором 19 и измерительным живани , расширение функциональных

прибором 20, обмотка 12 переменного тока второго дроссел 10 последовательно с токоограничивающим резистором 21 и измерительным прибором 22, а также обмотка 16 переменного тока третьего дроссел 13 последовательно ,с токоограничивающим резистором 23 и измерительным прибором 24 подключены к источнику 25 переменного тока, В качестве измерительных приборов 20, 22 и 24 могут быть использованы амперметры разных типов, пороговые токовые элементы на базе полупроводников , токовые электромеханические реле, вторичные преобразователи переменного тока в унифицированньй сигнал и т,п, Токоограничиваю1цие резисторы 17-19, 21 и 23 служат дл ограничени токов через обмотки дросселей , так как при насыщении дроссел сопротивлени его обмоток переменному току резко уменьшаютс .

возможностей.

На фиг,1 приведена принципиальна схема устройства; на фиг, 2 и 3 - схема соединени обмоток подмаг- ничивани и конструкции дросселей; на фиг. 4 - зависимости переходного падени напр хсени под электрощетками разных пол рностей и разности падени этих напр жений от плотности тока.

Устройство дл диагностики щеток электрической машины содержит ротор 1 синхронной машины с обмоткой 2 возбуждени и контактными кольцами 3 Контролируемые щетки 4 разноименных полюсов подключены к возбудительному устройству 5, В качестве измерительных щеток 6 используетс одна из щеток той же пол рности, что и контролируемые щетки. Дл мощных генераторов , имеющих большое количество щеток (например, у ТЭВ-800 около 70 щеток на каждом полюсе), нет необходимости устанавливать дополнительные измерительные щетки, а в качестве то- ковых использовать одну из штатных щеток на каждом полюсе. Токоподводы щеток каждого полюса соединены между собой, поэтому дл того, чтобы использовать одну из щеток в качестве измерительной, достаточно отсоединить ее токоподвод от общей цепи. Из- мерительна 6 и контролируемые 4 щетки подключены к измерительной схеме, содержащей первьй дроссель 7 с обмоткой 8 подмагничивани и обмоткой 9 переменного тока, второй дроссель 10 с обмоткой 11 подмагничивани и обмоткой 12 переменного тоКа, третий дроссель 13 с первой 14 и второй 15 обмотками подмагничивани и обмоткой

16переменного тока. Обмотка 8 подмагничивани первого дроссел 7 последовательно с первой обмоткой подмагничивани 14 третьего 13 дроссел и токоограничивающим резистором

17подключена к измерительной 6 и контролируемым 4 щеткам отрицательного полюса, а обмотка 11 подмагничи

6412

вани второго дроссел 10 последовательно с второй обмоткой 15 подма - ничивани третьего дроссел 13 и то- коограничиваюиу1м резистором 18 - к измерительной 6 и контролируемым 4 щеткам положительного полюса. Обмотка 9 переменного тока первого дроссел 7 последовательно с токоограничид ваюпщм резистором 19 и измерительным

5

0

5

0 5 0

0

5

На фиг,2 показан второй возможньй вариант соединени обмоток подмагничивани дросселей, отличающийс от устройства по фиг,1 тем, что кажда из обмоток 8, 11, 14 и 15 подмагничивани подключаетс соответственно через свой токоограничивающий резистор 26-29 к щеткам. Преимущество устройства по фиг,2 заключаетс в том, что достигаетс независимость работы обмоток подмагничивани разных дросселей, В целом обеспечиваетс более высока точность измерени , так как с помощью резисторов 26-29 в цеп х обмоток 8, 11, 14 и 15 подмагничивани можно независимо регулировать величину тока подмагничивани каждой из обмоток и тем самым компенсировать погрешности, обусловленные неидентичностью характеристик дросселей, разбросом их параметров. На фиг,1 и 2 представлены простейшие варианты вьшолнени дросселей,

На фиг.З представлена схема дроссел 13, выполненного на двух сердечниках с обмотками переменного 30 и 31 и посто нного 32-35 тока, раз- 1

деленными па две полусекции. Соединение обмоток выполнено с учетом направлени намотки таким образом, что бы максимально скомпенсировать переменную составл ющую .в цеп х подмаг- ничивани .

Устройство работает следующим образом .

Величина падени напр жени на щетках характеризует состо ние щеточ но-контактного аппар ата и вл етс диагностическим параметром развити дефекта. Поскольку измерительна щетка не нагружена током, то разность потенциалов между контролируемыми щетками и измерительной щеткой равна падений напр жени па рабочих щет ках данного полюса. Это напр жение подаетс в цепь подмагничивани дрос селей. Ток подмагничивани пропорцио нален падению напр жени . С другой стороны известно, что сопротивление дроссел переменного тока уменьшаетс с ростом тока подмагничивани .При этом величина переменного тока в цепи измерительного прибора измен етс пропорционально изменению тока подмагничивани , а следовательно, и изменению величины падени напр лсени на контролируемых щетках. При работе электрической машины измерительные приборы 17 и 18 фиксируют падени напр жени в скольз щем контакте и отрицательного и положительного полюсов , обусловленные проход щим рабочим током через контролируемые щетки 4 и наход щиес под ними контактные кольца 3. Обмотки 14 и 15 под- магничивани третьего дросйел 13 подключены к щеткам таким образом, что падени напр жени под контролируемыми щетками разных полюсов (uU(.j и uU,, ) обуславливают встречное направление токов подмагничивани , при котором создаваемые ими потоки подмагничивани вычитаютс (имеют противоположные знаки, и, следовательно, вычитаютс ). Таким образом, показани измерительного прибора 24, включенного в цепь обмотки 16 переменного тока третьего дроссел 13, пропорциональны разности токов подмагничивани в двух его обмотках 14 и 15 подмагничивани и, следовательно, разности уровней падени напр жени под контролируемыми щетками 4 (поло- сительного и отрицательного) . Необходимость измерени разности падений

32641

напр жений вызвана следую1цими соображени ми .

На фиг.4 приведена зависимость па- де}1и напр жени под электрощетками разных пол рнос Г ей (iU) от плотности тока (j) в нормальньсх уапови х работы электрической машины, из которой видно, что падение напр жени

1Q под электрощетками (&U) увеличиваетс с ростом плотности тока (j). Так при изменении плотности тока под щетками от 3 до 10 А/см падение напр жени в скольз щем контакте измен етс при- 5 мерно в два раза. При наличии такой резкой зависимости устройство контрол , сигнализирующее о превышении ли сверх нормального, должно быть отстроено от максимально возможного 20 значени 11, соответствующего макси- ма,пьному току возбуждени при нормальном состо нии щеточно-контактно- го аппарата (например ,3 В при А/см), причем величина ди

25 зависит таюке от направлени изменени тока (увеличение .или уменьшение). Порог срабатывани устройства контрол должен быть отстроен от этого максимально возможного значени

30 (при j 6 А/см это значение составл ет 1,3 В). Из-за необходимости отстройки от этого уровн контроль за состо нием щеточно-контактного аппарата получа.етс зарубленным. Дл раннего обнаружени дефекта желательно иметь более чувствительное устройство . С этой целью предлагаетс дополнительно осуществить измерение разности падений напр жений под щетками , разноименных полюсов

35

40

(J - /&U,

(4-)/ - (-}

На фиг. 4 построена зависимость g о, величина которой в значительно меньшей степени зависит от плотности тока. Например, при увеличении j от 3 до 10 А/см S увеличиваетс всего в 1,33 раза, т.е если устройство „ контрол подключено на разность паде- НИИ напр жений, то в значительной мере устран етс вли ние величины тока возбуждени на результат контрол . Обычно развитие дефекта начинаетс с увеличени и U под одной из рабочих шеток. В этом случае реагирование на S существенно повышает чувствительность , прежде всего за счет уменьшени вли ни величины и направлени тока возбуждени на результат измерений.

Примен ема в разработанном устройстве схема непосредственного измерени разности падений напр жений под электрощетками разноименных полюсов позвол ет отстроитьс от таких

синхронных (

изменении колебаний

) уровней падени напр жении, вызванных непосто нством нагрузки электрической машины« Это в конечном итоге повышает надежность работы, точность измерени разности падени напр жений под щетками электрических машин и, следовательно достоверность диагностики состо ни ЩКА.

Данное устройство обеспечивает гальваническую разв зку контролируемых и измерительных цепей за счет применени дросселей (изол цию между обмотками дросселей можно вьшолнить на любое напр жение), позвол ет непосредственно измер ть разность падени напр жени под контролируемьми щетками разноименных полюсов и обеспечивает повьш1ение точности ее измерени .

За счет гальванической разв зки контролируемых и измерительных цепей повьшаетс надежность работы системы возбуждени в целом, поскольку исключаетс возможность перехода повреждений в измерительных цеп х в а варию в контролируемых цеп х.

Кроме того, в устройстве компенсируетс вли ние изменени величины и направлени изменени (увеличение, уменьшение) тока возбуждени , что в итоге повышает точность и достоверность диагностики, способствует более раннему вы влению дефектов.

Устройство может быть использовано дл диагностики щеток синхронных

14326416

генераторов, синхронных компенсаторов и двигателей, а также других электрических машин, в том числе машин посто нного тока.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл диагностики щеток электрической машины,содержащее измерительные щетки, установленные на каждом из полюсов и измерительные приборы, отличающеес тем, что, с целью повышени надеж- кости и безопасности обслуживани и расширени функциональных возможностей , оно дополнительно содержит первьй и второй дроссели с одной обмоткой подмагничивани и дроссель с двум обмотками подмагничивани ,каждьй из которых имеет по одной обмот- I

ке переменного тока, источник переменного тока и п ть токоограничиваю- щих резисторов, причем кажда из обмоток переменного тока дросселей подключена последовательно с соответствующим токоограничивающим резистором и соответствующим измерительным прибором , которые подключены к источнику переменного тока, а обмотка подмагничивани первого дроссел и одна из обмоток подмагничивани третьего дроссел соединены последовательно с соответствующим токоограничивающим

резистором и подключены между измерительной щеткой и выводом дл подсоединени к контролируемым щеткам одного полюса, а обмотка подмагничивани второго дроссел и друга обмотка подмагничивани третьего дроссел соединены последовательно с соответствующим токоограничиваюш 1м резисто.- ром и подключены к измерительной щетке и вьшодам дл подсоединени кконтролируемым щеткам другого полюса.

иъ а

о&lli- )

ла{-

2J

U и. S

32

-оAUi-

-Оли{- )

4Фа2 .:5

ли;( f5)

iM

/,2

,

as

/

О.Ч

0.1

I

&u

-f

5 5

ФикМ

iO A/CM