SU741380A1

SU741380A1 - Способ косвенного контрол неравномерности воздушного зазора электрической машины

Info

Publication number: SU741380A1
Application number: SU772556429A
Authority: SU
Inventors: Юрий Викторович Бакумов; Евгений Иванович Малыхин; Владимир Борисович Финкельштейн; Иван Захарович Скрыпин; Сергей Александрович Леонов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5740; Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1980-06-15

Description

Изобретение относится к способам контроля характеристик электрических машин, а именно к контролю неравномерности воздушного зазора, и может быть использовано для диагностирования электрических машин с зубчатым ротором и с трехфазной обмоткой в виде звезды на статоре.

Известен способ косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрической машины, основанный на фиксации момента трогания при постоянном повышении напряжения питания (1).

Момент трогания двигателя зависит от силы трения в подшипниках, а сила 15трения в подшипниках пропорциональна радиальной силе, которая зависит от величины эксцентриситета.

Однако этот способ неточен, так как момент трогания зависит не толь- 20 ко от указанных факторов» но и от положения ротора' относительно статора, от качества сборки, степени перекоса подшипниковых щитов, наличия смазки и т. п.

Известен, также способ косвенного контроля неравномерности воздушного зазора электрической машины с зубчатым ротором и с трехфазной обмоткой в виде звезды на статоре, путем приведения ротора во вращение, подачи напряжения последовательно на каждые два выводных конца обмотки, измерения ЭДС, наведенной в фазе, не подключенной к напряжению, и формирования из указанных последовательно измеренных ЭДС трех фаз контролируемого сигнала, пропорционального неравномерности воздушного зазора [2].

Данный способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. ₀

Однако известный .идособ недостаточно точен, поскольку суммарная ЭДС в малой степени Зависит от неравномерности зазора.

Цель изобретения — повышение точности .

Для достижения поставленной цели из ЭДС фаз выделяют сигнал с частотой зубцовой гармоники, а контролируемый сигнал формируют в виде суммы квадратов амплитуд зубцовых гармоник ЭДС трех фаз.

На фиг. 1 представлена схема включения. обмоток электрической машины для реализации способа контроля; на фиг. 2 - экспериментальная зависимость суммы квадратов зубцовых гармоник ЭДС трех фаз ΣΕ²οτ величины смещения ротора £ для двигателей с разной полюсностью.

Устройство для реализации предложенного способа содержит анализатор 1 зубцовой гармоники и переключатель 2 на три 3, 4, 5 рабочих положения .

Если включить трехфаэный асинхронный двигатель без нагрузки, подключив к··сети все три фазы, а затем отключить одну фазу и с помощью частотного анализатора 1 произвести измерение сигнала зубцовой гармоники, то есть сигнала с частотой f = ±1) f_c(i - S_o) , где Z₂ — число зубцов ротора;

R - число пар полюсов машины; f_с - частота питающей сети;

S_o - скольжение холостого хода, по каждой из приведенных на рисунке схеме при положении переключателя 2 соответственно в положениях 3, 4, 5 при различных значениях эксцентриситета ротора относительно статора, то можно установить следующее:

1. Величина сигнала зубцовой гармоники при каждой из схем включения резко (до 7 раз) меняется в зависимое-30 ти от величины эксцентриситета.

2. Соотношение между сигналами, измеренными по каждой из приведенных схем, резко изменяется в зависимости от эксцентриситета.

Сумма квадратов сигналов зубцовой гармоники, измеренных по каждой -из приведенных схем, является однозначной функцией эксцентриситета, пропорциональной пульсационным·потерям в статоре.

Таким образом представляется возможным определить эксцентриситет ротора относительно статора по сумме квадратов сигналов зубцовой гармоники, измеренных по трем схемам. 45

Для этого достаточно иметь предварительно полученную для данного типоразмера электрической машины зависимость эксцентриситета £ от суммы квадратов сигналов зубцовой гармоники, измеренных по указанным схемам. По величине этой суммы, полученной для испытуемой машины, оператор или автоматическая система определяет величину ее эксцентриситета.

Следует иметь в виду, что измерения ЭДС необходимо проводить при пониженном напряжении на двигателе с целью исключения влияния насыщения.

, Таким образом в соответствии с предлагаемым способом выполняется следующая последовательность операций.

1. На типоразмерах двигателей, которые должны контролироваться по величине неравномерности воздушного зазора снимаются при пониженном напряжении тарировочны^ кривые, то есть зависимость суммы квадратов показаний частотного анализатора 1, измеряющего амплитуду зубцовой гармоники при трех положениях 3, 4, 5 переключателя 2, от величины эксцентриситета.

2. На испытуемом двигателе понижают напряжение до того значения, при котором снималась тарировочная кривая на'двигателе данного типоразмера.

3. Отключают от сети одну фазу и измеряют сигнал зубцовой гармоники между концом отключенной фазы машины и концом включенной фазы. Указанную операцию повторяют для оставшихся двух возможных сочетаний фаз, поочередно подключаемых к сети при соответствующем переключении частотного анализатора 1, соблюдая последовательность переключений последнего в одном 25 и том же направлении.

4. Формируется контролируемый сигнал, равный сумме квадратов показаний частотного анализат.ора 1, полученных при трех положениях переключателя 2.

5. По тарировочйой кривой на полученной величине суммы квадратов показаний анализатора 1 определяют величину эксцентриситета контролируемой машины.

Claims

фиг. 2 - экспериментальна зависимость суммы квадратов зубцовых гармоник ЭДС трех фаз величины смещени ротора дл двигателей с разной полюсностью. Устройство дл реализации предложенного способа содержит анализатор 1 эубцовой гармоники и переключатель 2 на три 3, 4, 5 рабочих пол жени . Если включить трехфазный асинхрон ный двигатель без нагрузки, подключи все три фазы, а затем отключить одну фазу и с помощью частотного анализатора 1 произвести измерени сигнала зубцовой гармоники, то есть сигнала с частотой 22 . ,, ,( S ) ± 1) fr где Z2 - число зубцов ротора; R - число пар полюсов машины f - частота питающей сети; SQ - скольжение холостого хода, по каждой из приведенных на рисунке схеме при положении переключател 2 соответственно в положени х 3, 4, 5 при различных значени х эксцентриситета ротора относительно статора, то можно установить следующее: 1.Величина сигнала зубцовой гармоники при каждой из схем включени резко (до 7 раз) мен етс в зависимо ти от величины эксцентриситета. 2.Соотношение между сигналами, измеренными по каждой из приведенных схем, резко измен етс в зависимости от эксцентриситета. Сумма квадратов сигналов зубцовой гармоники, измеренных по каждой -из приведенных схем, вл етс однозначной функцией эксцентриситета, пропор циональной пульсационным.потер м в статоре. Таким образом представл етс возможным определить эксцентриситет ротора относительно статора по сумме квадратов сигналов зубцовой гармони измеренных по трем схемам. Дл этого достаточно иметь предварительно полученную дл данного ти поразмера электрической машины зави симость эксцентриситета от суммы квадратов сигналов зубцовой гармони ки, измеренных по указанным схемам. По величине этой , полученной дл испытуемой машины, оператор или автоматическа система определ ет в личину ее эксцентриситета. Следует иметь в виду, что измере ни ЭДО необходимо проводить при по ниженном напр жении на двигателе с целью исключени вли ни насыщени . , Таким образом в соответствии с предлагаемым способом выполн етс с дующа последовательность операций. 1.На типоразмерах двигателей, коорые должны контролироватьс по веичине неравномерности воздушного зазора снимаютс при пониженном напр жении тарировочны кривые, то есть зависимость суммы квадратов показаний частотного анализатора 1, измер ющего амплитуду зубцовой гармоники при трех положени х 3, 4, 5 переключател 2, от величины эксцентриситета . 2.На испытуемом двигателе понижают напр жение до того значени , при котором снималась тарировочна крива на двигателе данного типоразмера . 3.Отключают от сети одну фазу и измер ют сигнал зубцовой гармоники между концом отключенной фазы машины и концом включенной фазы. Указанную операцию повтор ют дл оставшихс двух возможных сочетаний фаз, поочередно подключаемых к сети при соответствующем переключении частотного анализатора 1, соблюда последовательность переключений последнего в одном и том исе направлении. 4.Формируетс контролируемый сигнал , равный сумме квадратов показаний частотного анализат.ора 1, полученных при трех положени х переключател 2. 5.По тарировочйой кривой на полученной величине суммы квадратов показаний анализатора 1 определ ют величину эксцентриситета контролируемой машины . Формула изобретени Способ косвенного контрол неравномерности воздушного зазора электрической машины с зубчатьп ротором и с трехфазной обмоткой в виде звезды на статоре путем приведени ротора во вращение, подачи напр жени последовательно на каждые два выводных конца обмотки, измерени ЭДС, наведенной в фазе, не подключенной к напр жению, и формировани из указанных последовательно измеренных ЭДС трех фаз контролируемого сигнала,пропорционального неравномерност.и воздушного зазора, ртличающи. йс, тем, что с -целью повыше1А1 точност.и, из ЭДС фаз выдел ют сигнал с частотой зубцовой гармоники и контролй уег«ый сигнал формируют в виде суммы квадратов амплитуд зубцовых гармоник ЭДС трех фаз. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 73697, кл. G 01 В 7/14, 1948.
2.Авторское свидетельство СССР № 541246, кл. Н 02 К 15/16, 1974.

Анализ sapnoH. им.

К.

Ш

1,

1

Ч..

s4 Н

50

М

30