SU1587151A1 - Method of monitoring parameters of excavator electric drive - Google Patents
Method of monitoring parameters of excavator electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- SU1587151A1 SU1587151A1 SU884498935A SU4498935A SU1587151A1 SU 1587151 A1 SU1587151 A1 SU 1587151A1 SU 884498935 A SU884498935 A SU 884498935A SU 4498935 A SU4498935 A SU 4498935A SU 1587151 A1 SU1587151 A1 SU 1587151A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- motor
- core
- arcing
- speed
- collector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение касаетс измерени эксплуатационных характеристик горных машин и предназначено дл оперативного определени неисправности двигател экскаваторного электропривода (ЭП) в процессе его эксплуатации. Цель изобретени - повышение надежности контрол ЭП. Дл этого дополнительно измер ют уровень искрени электродвигател (ЭД) и определ ют его среднее значение на интервале времени ΔТ. При этом выпр мл ют переменную составл ющую корного тока ЭД в диапазоне частот от F 1=PN/60Гц до F 2=50 кГц, где P - число пар полюсовThe invention relates to the measurement of the performance characteristics of mining machines and is intended to quickly determine the failure of the motor of an excavator drive (EP) during its operation. The purpose of the invention is to increase the reliability of control of electronic signature. For this purpose, the level of arcing of the electric motor (ED) is measured and its average value is determined over the time interval ΔT. In this case, the variable component of the core current of the ED is rectified in the frequency range from F 1 = PN / 60 Hz to F 2 = 50 kHz, where P is the number of pole pairs
N - число оборотов ЭД. Указанную величину фильтруют и интегрируют в течение одного оборота кор . Диапазон частот выбирают в пределах 30-50 кГц, а интервал ΔТ выбирают равным 1-3 с. Затем задают номинальные значени уровней искрени коллектора ЭД при работе ЭП по внешней характеристике в зоне, характеризующейс изменением величины замедлени вращени кор ЭД не менее чем в 3-5 раз, и в зоне, характеризующейс изменением скорости вращени кор двигател в пределах 0 - 0,05 скорости холостого хода. Среднее измеренное на заданном интервале времени ΔТ значение скорости сравнивают с заданным дл указанных зон номинальными значени ми уровней искрени и по результатам сравнени суд т о неисправности ЭД. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.N is the speed of ED. The specified value is filtered and integrated within one revolution of the box. The frequency range is chosen in the range of 30-50 kHz, and the interval ΔT is chosen to be 1-3 s. Then, the nominal values of the spark levels of the collector of the ED are set when the EP is operated according to the external characteristic in the zone characterized by a change in the magnitude of the deceleration of the ED core rotation at least 3-5 times, and in the zone characterized by the change in the rotation speed of the engine core in the range of 0-0.05 idle speed. The average speed value measured over a given time interval ΔT is compared with the nominal values of the spark levels set for the indicated zones and, based on the results of the comparison, a malfunctioning DE is judged. 3 hp ff, 2 ill.
Description
рости вращени кор двигател в пределах от нул до 0,05 скбрости холостого хода, сравнивают среднее значение измеренного на интервале At уровн искрени коллектора электродвигател с заданными дл ука- занных зон номинальными значени ми уровней искрени и по результатам сравнени суд т о неисправности электродвигател .the rotational speeds of the engine core in the range from zero to 0.05 times the idling rate, compare the average value of the motor collector sparking measured at the interval At with the nominal values of the spark level specified for the specified zones and comparing the results of the motor failure.
Способ включает следующие основные 1The method includes the following main 1
операции.operations.
Определ ют режим работы электропривода на внешней электромеханической характеристике , например, по положению командоаппарата управлени электродви- гателем. Измер ют скорость.вращени вала привода П| при его работе на внешней характеристике . Измер ют ток в корной цепи электродвигател при работе электропри- вода на внешней характеристике. Опреде- л ют на дискретных временных интервалах замедление на валу электропривода, работающего на внешней характеристике, по формуле;The mode of operation of the actuator is determined on the external electromechanical characteristic, for example, by the position of the motor control command device. Measure the speed. Rotation of the drive shaft P | with his work on the external characteristics. The current in the electric motor's main circuit is measured when the electric drive is operated on an external characteristic. At discrete time intervals, the deceleration on the shaft of an electric drive operating on an external characteristic is determined by the formula;
nti Ч-1 - п ti/чч,nti H-1 - p ti / hh,
ati - r : rv-;ati - r: rv-;
где nti, nti+1 - скорости вращени вала электропривода в моменты tj, ti 4-1:where nti, nti + 1 are the rotational speeds of the drive shaft at times tj, ti 4-1:
ti+1-ti const - интервал дифференциро- вани скорости вращени вала электропривода .ti + 1-ti const is the differentiation interval for the rotational speed of the drive shaft.
Определ ют момент прохождени точки излома внешней экскаваторной скоростной характеристикип ti + 1 - п ti о г- / t + i JL N (2) V -ti / The moment of passing the breakpoint of the external excavator speed characteristic is determined: ti + 1 - n ti o g- / t + i JL N (2) V -ti /
з.h
ti + 1-ti tj-bi-tjti + 1-ti tj-bi-tj
Измер ют в зоне излома скоростной характеристики фактическую скорость вращени вала электропривода п, Измер ют в зоне излома скоростной характеристики фактический ток в корной цепи электро- двигател 1. Измер ют в зоне излома ско- ростной характеристики уровень переменной составл ющей корного тока электродв1/1гател Т. Определ ют зону сто- порного момента скоростной характеристики sign , еслиMeasured in the fracture zone, speed characteristic, actual rotation speed of the electric drive shaft. Measured in the fracture zone, speed characteristic, the actual current in the electrical circuit of the electric motor 1. Measured in the fracture velocity range, the level of the variable component of the core current of the electric motor 1 / 1gate T Determine the area of the moment of the speed characteristic of the sign, if
О П1 0,05п XX /зAbout P1 0,05p XX / C
0, 0,95 0, 0.95
илиor
О П1 0,5пхх1 About P1 0.5xxx1
1,,м 1| Т. где Пхх - скорость вращени вала двигател при токе в цепи кор , близком к нулю (1, m 1 | T. where Pxx is the rotation speed of the motor shaft at a current in the core circuit, close to zero (
рость холостого хода);idle speed);
i I ном - фактический и номинальный стопорные токи.i I nom - actual and nominal stopping currents.
Измер ют в зоне стопорного момента скоростной характеристики уровень переменной составл ющей корного тока электродвигател 5 Задают интервал усреднени At и определ ют среднее значение уровней переменных составл ющих корного тока электродвигател в зонах излома и стопорного момента скоростной характеристикиMeasured in the area of the stopping moment of the speed characteristic, the level of the variable component of the electric current of the motor 5 Set the averaging interval At and determine the average value of the levels of the variable components of the electric current of the electric motor in the zones of fracture and the stopping moment of the speed characteristic
IKIk
/l$ldt/ l $ ldt
Ти tHTy tH
|ф| f
tK - tH tK - tH
tK .tK.
/I|.i dt/I|.i dt
(5)(five)
(6)(6)
tкtk
tK -tHtK -tH
tH At- интервал интегрировани :tH At-integration interval:
tH,tK - моменты начала и окончани интегрировани .tH, tK are the start and end points of the integration.
Устанавливают допустимые уровни переменной составл ющей корного тока в зонах излома скоростной характеристики 1доп и стопорного момента Тдоп. Определ ют сигнал неисправности электропривода в процессе его эксплуатации sign , еслиThe permissible levels of the variable component of the crust current in the break zones of the speed characteristic 1 dop and stopping moment T dop are set. Determine the fault signal of the drive during its operation sign, if
п(0,,95)пйом(7)p (0, 95) piom (7)
илиor
l(0,9f 0,95)1 Ком,(8)l (0.9f 0.95) 1 Com, (8)
илиor
nti 0,05ПХХ1/дЧnti 0,05PHH1 / dC
илиor
илиor
1 (0,9г 0,95)1 (0.9 g 0.95)
nti 0,05пххnti 0.05xxx
1 (1,05f1,1)1 (1.05f1.1)
7и -.ти |ф, - 1доп ,7i -.ti | f, - 1dop,
},},
(10)(ten)
(11)(eleven)
или or
Г R
1доп , (42)1dop, (42)
где пКом.I ном - номинальные скорость вращени вала и ток корной цепи электродвигател в зоне излома скоростной характеристику;where PCM.I nom is the nominal speed of rotation of the shaft and the current of the electric motor's crustal circuit in the break zone the speed characteristic;
Тф ,Тф- средние значени переменной .составл ющей корного тока электродвигател в зонах излома и стопорного момента скоростной характеристики;Tf, Tf are the average values of the variable component of the main current of the electric motor in the zones of the break and the stopping moment of the speed characteristic;
1доп , Тдоп - допустимые уровни перемен- менной составл ющей корного тока в зонах излома скоростной характеристики и стопорного момента.1dop, Tdop are the permissible levels of the alternating component of the main current in the break zones of the speed characteristic and the stopping moment.
При работе коллекторного электродвигател посто нного тока в корной цепи возникает переменна составл юща .When a DC collector motor is in operation, a variable component arises in the core circuit.
котора , в свою очередь, содержит гармоническую составл ющую с основной частотой fi pn/60,где р- число пар полюсов; п - число рборотов кор : гармоническую пульсирующую составл ющую с основной частотой f2 zn/60, где Z - число зубцов кор ; Сармо- ническую составл ющую с коллекторной частотой f3 kn/60, где k - число коллекторных зубцов; гармонические, обусловленные напр жением в месте разрыва контакта коммутируемых секций f4 30 кГц.which, in turn, contains a harmonic component with the fundamental frequency fi pn / 60, where p is the number of pole pairs; n is the number of cores of the core: harmonic pulsating component with the fundamental frequency f2 zn / 60, where Z is the number of teeth of the core; Sarmonic component with a collector frequency f3 kn / 60, where k is the number of collector teeth; harmonic, due to the voltage at the point of rupture of the contact of switched sections f4 30 kHz.
Изменение перечисленных переменных составл ющих корного тока в течение одного оборота кор характеризует действие на эти переменные соответствующих неисправностей электродвигател (отклонений от номинальных значений), составл юща с частотой fiхарактеризует состо ние магнитной цепи электродвигател (обмоток возбуждени , состо ние магнитопривода и его элементов), составл юща f характеризует состо ние подшипников электродвигател , щеткодержател , щеток, коллектора и т.д. .The change in the listed components of the short-circuit current during one revolution of the core characterizes the effect on these variables of the corresponding motor faults (deviations from nominal values), which is a frequency that characterizes the state of the magnetic circuit of the motor (excitation windings, state of the magneto-drive and its elements), F characterizes the state of motor bearings, brush holders, brushes, manifold, etc. .
Следовательно, интегральное значение величины выпр мленной переменной составл ющей корного тока электродвигател в диапазоне частот fi- f на интервале интегрировани Д t (например, в течение одного оборота кор ) характеризует состо ние электродвигател .Consequently, the integral value of the rectified variable component of the electric motor core current in the frequency range fi f in the integration interval D t (for example, during one revolution of the core) characterizes the state of the electric motor.
Дл определени недопустимого уровн переменной составл ющей можно воспользоватьс следующим приемом. При стендовых испытани х исправного двигател определ етс номинальный уровень переменной составл ющей корного тока в установленных зонах рабочих параметров электродвигател - в зоне излома скоростной характеристики и в зоне стопорного момента. Недопустимый уровень переменной составл ющей определ етс путем увеличени номинального уровн в соответствии с рекомендаци ми, например, по ГОСТу 19705-81 и ГОСТу 183-74.To determine the inadmissible level of a variable component, you can use the following technique. In bench tests of a serviceable motor, the nominal level of the variable component of the crust current in the established areas of the operating parameters of the electric motor is determined — in the break zone of the speed characteristic and in the stop torque zone. The unacceptable level of the variable component is determined by increasing the nominal level in accordance with recommendations, for example, according to GOST 19705-81 and GOST 183-74.
Измерение переменной составл ющей корного тока электродвигател в широком диапазоне fi-f4 позвол ет обнаруживать практически все виды неисправностей электродвигател , однако дл накоплени достоверных данных дл прин ти решени о неисправности следует существенно увеличить период интегрировани переменной составл ющей по сравнению с тем случаем, когда оценка производитс по одной из составл ющих , т.е. при определении неисправностей электродвигател ограниченногоMeasuring the variable component of the motor's crust current in a wide range of fi-f4 can detect almost all types of faults in the motor, however, to accumulate reliable data to make a decision about the fault, the integration period of the variable component should be significantly increased compared with the case when on one of the components, i.e. in determining faults motor limited
числа видов требуетс меньшее врем , чем при определении неисправностей всех видов (при одинаковом уровне значимости показателей). Поэтому определение неисправности электродвигател в частотном диапазоне f4 30-50 кГц уменьшает запаз5 дывание при формировании сигнала неисправности , при этом учитываютс основные виды неисправностей двигател ; износ подшипников, щеток, коллектора, неисправность щеткодержател ,the number of species takes less time than in determining faults of all kinds (with the same significance level of indicators). Therefore, the determination of a motor malfunction in the frequency range f4 30-50 kHz reduces the delay in generating a malfunction signal, taking into account the main types of engine malfunctions; wear of bearings, brushes, manifold, failure of the brush holder,
10 Таким образом, определение уровн переменной составл ющей корного тока в зонах излома и стопорного момента скоростной экскаваторной характеристики позвол ет своевременно вы вл ть10 Thus, the determination of the level of the variable component of the crustal current in the zones of fracture and stopping torque of the high-speed excavator characteristic allows timely detection
15 неисправности электродвигател и предотвращать их развитие до уровн , который контролируетс известным способом. Это снижает длительность и стоимость ремонта экскаваторного электропривода, что в итоге15 motor malfunction and prevent their development to a level that is controlled in a known manner. This reduces the duration and cost of repairing an excavator drive, which ultimately
20 обуславливает повышение эксплуатационной производительности экскаваторов.20 causes an increase in the operational performance of excavators.
Узел 1 выделени переменной составл ющей подключен выходом к усилителю 2, выход которого через последовательно сое25 диненные полосовый фильтр 4, амплитудный детектор 5 и фильтр 6 низких частот подключен к входу вычислител 3. Датчик 7 скорости вращени электродвигател и система 8 управлени электроприводом такжеA variable component extraction node 1 is connected by an output to an amplifier 2, the output of which is connected in series to an input of a calculator 3 via a serially connected band-pass filter 4, an amplitude detector 5 and a low-pass filter 6 6 and an electric drive control system 8
30 подключены к входам вычислител 3, выход которого св зан с выходным индикатором 9. Входы узла 1 и вычислител 3 подключены к корной цепи электродвигател 10, корь которого механически св зан с датчиком 7.30 are connected to the inputs of the calculator 3, the output of which is connected to the output indicator 9. The inputs of the node 1 and the calculator 3 are connected to the core circuit of the electric motor 10, the bark of which is mechanically connected to the sensor 7.
35Устройство работает следующим образом .35The device operates as follows.
. В процессе экскавации на вход узла 1 и с выхода датчика 7 поступают сигналы, пропорциональные полному току корной цепи. In the process of excavation to the input of node 1 and the output of sensor 7 receives signals proportional to the total current of the core circuit
0 1| и числу оборотов двигател г. С выхода ;зла 1 сигнал переменной составл ющей 1ф поступает нз ус и/1итель2, далее проходит через полосоБый фильтр 4, детектируетс амплитудным детектором 5, фильтруетс 0 1 | and the engine rpm. From the output; the evil 1 signal of the variable component 1f is received from the driver and / 1 driver 2, then passes through the bandpass filter 4, is detected by an amplitude detector 5, filtered
5 фильтром 6 низких частот и поступает на соответствующий вход вычислител 3, При соблюдении условий (2) вычислитель формирует сигнал sign А-1. характеризующий работу электропривода в зоне излома5 by the low-pass filter 6 and is fed to the corresponding input of the calculator 3. Under the conditions (2), the calculator generates a signal sign А-1. characterizing the operation of the electric drive in the fracture zone
0 скоростной характеристики. В этой зоне вычислителем 3 определ ютс текущие средние значени Тф (5),п ф , I ф и формируетс сигнал неисправности (недопустимого от- клонени параметров) электропривода sign В 1 при выполнении услови (7) или (8), или (11).0 speed characteristics. In this zone, the calculator 3 determines the current average values of Tf (5), pf, If and generates a fault signal (unacceptable deviation of parameters) of the electric drive sign B 1 when the condition (7) or (8) or (11) is fulfilled .
сЕсли электропривод работает в зоне стопорного момента, то вычислителем 3 формируетс sign при выполнении услови (3) или (4). В этом случае определ етс f§,6) и сигнал неисправности электропривода sign формируетс при выполнении услови (9) или(10). или(12). Сигнал sign индицируетс выходным индикатором 9 и может быть использован дл автоматического отключени электропривода.If the electric drive operates in the area of the stopping torque, then the calculator 3 generates a sign when the condition (3) or (4) is fulfilled. In this case, fg, 6) is determined and the signal of the drive malfunction sign is generated when condition (9) or (10) is fulfilled. or (12). The sign signal is indicated by the output indicator 9 and can be used to automatically turn off the drive.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает контроль состо ни электропривода при возникновении различного рода неисправностей в электрической и механической част х электродвигател , при этом сигнал неисправности формируетс с минимальным запаздыванием, исключающим развитие неисправности в процессе эксплуатации экскаватора.Thus, the proposed method provides control of the state of the electric drive in the event of the occurrence of various kinds of faults in the electrical and mechanical parts of the electric motor, and the fault signal is generated with a minimum delay, eliminating the development of a fault during the operation of an excavator.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884498935A SU1587151A1 (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Method of monitoring parameters of excavator electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884498935A SU1587151A1 (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Method of monitoring parameters of excavator electric drive |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1146369 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1587151A1 true SU1587151A1 (en) | 1990-08-23 |
Family
ID=21406242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884498935A SU1587151A1 (en) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | Method of monitoring parameters of excavator electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1587151A1 (en) |
-
1988
- 1988-09-14 SU SU884498935A patent/SU1587151A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1146369.кл. Е 02 F3/18. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5629567A (en) | Speed control system for an AC locomotive | |
US4719427A (en) | Vehicle battery diagnostic device | |
US4603675A (en) | Supervisory and monitoring system for an electronically controlled automotive fuel controller, and method | |
US5461289A (en) | Drive system for a motor vehicle | |
US5646510A (en) | AC locomotive operation with DC bus current sensor failure | |
JP3262594B2 (en) | Device for monitoring the electric load of a vehicle | |
US6853523B1 (en) | System and a method for protecting an electric motor and its control circuit, and an electric motor | |
SU1587151A1 (en) | Method of monitoring parameters of excavator electric drive | |
US10703395B2 (en) | Method and device for monitoring an electric network in a rail vehicle and rail vehicle | |
JP3816047B2 (en) | Abnormality detection device for internal combustion engine starting system | |
EP0562063A1 (en) | Control system for the electric fuel pump of an internal combustion engine | |
JPH06501368A (en) | Servo motor control circuit configuration | |
EP0730156A1 (en) | Method and apparatus for DC motor speed monitoring | |
JPH03502353A (en) | Fuel filter monitoring device | |
US8941955B2 (en) | Overvoltage prevention in an aircraft electrical power generation system | |
GB2257524A (en) | Device for detecting defects in sensors | |
US6675642B1 (en) | Device for detecting the slip of a driving belt of a generator driven by a driving motor | |
US5761958A (en) | Dynamometer fault detection system | |
KR950000229B1 (en) | Controller with computer for internal combustion engine | |
JP3092182B2 (en) | Safety device for turbocharger with rotating electric machine | |
JPH0750700Y2 (en) | Engine abnormality detection device | |
SU1071980A1 (en) | Electric motor sliding contact diagnostic method | |
DE3335631C2 (en) | Arrangement for diagnosing a device which is operatively connected to an internal combustion engine of a motor vehicle | |
SU1092645A1 (en) | Device for overspeed protection of heavy-duty balancing machine spindle driving electric motor | |
US20230152127A1 (en) | Method for diagnosing a speed/position sensor |