Способ диагностики состояния обмотки статора электрической машины Российский патент 2023 года по МПК H02H3/08 H02K11/27 

Изобретение относится к электротехнике и электрическим машинам и предназначено для диагностики состояния обмотки статора, в частности для поиска секции с замкнувшимися витками.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ диагностики состояния обмотки статора электрической машины осуществляемый с использованием блока диагностики в виде кольцевого измерительного преобразователя с подключенным к нему реагирующим органом (СССР, А.С. №1046852 Клецель М.Я., Новожилов А.Н., Поляков В.Е. Электрическая трехфазная машина с встроенным блоком для защиты от повреждений обмотки статора. Опубл. 07.10.83).

Такой способ диагностики состояния обмотки статора электрической машины обладает высокой чувствительностью к витковым замыканиям в обмотке статора. Однако он не способен выявлять место расположения поврежденной секции после виткового замыкания в этой обмотке при скрытой точке замыкания витков.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа диагностики состояния обмотки статора электрической машины, за счет возможности определения место расположения поврежденной секции после виткового замыкания в этой обмотке при скрытой точке замыкания витков.

Поставленная задача решается за счет того, что кольцевой измерительный преобразователь, представляющий собой многовитковую катушку, выполненную из изолированного провода, прикрепляют к лобовым частям обмотки статора или корпусу электрической машины так, чтобы ее плоскость была перпендикулярна оси вращения ротора, а геометрический цент находился на этой оси, в разобранной электрической машине блок для диагностики состояния обмотки статора дополнительно оснащают электромагнитным индуктором а виде П-образного магнитопровода с обмоткой, подключаемой к источнику переменного тока, в качестве измерительного органа используют вольтметр, при этом для диагностики обмотки статора ножки электромагнитного индуктора поочередно устанавливают на все зубцы магнитопровода статора так, что диагностируемая секция обмотки статора оказывалась расположенной между этими зубцами, и через выключатель подключают электромагнитный индуктор к источнику переменного тока, обеспечивая прохождение магнитного потока через плоскость диагностируемой секции обмотки статора.

Способ диагностики состояния обмотки статора электрической машины осуществляемый с использованием блока диагностики в виде кольцевого измерительного преобразователя с подключенным к нему реагирующим органом при поиске поврежденной секции в разобранной электрической машине заключается в создании с помощью П – образного электромагнитного индуктора магнитного поля магнитного потока проходящего по соседним зубцам сердечника статора, то есть через плоскость диагностируемой секции. И если в этой секции имеются замкнувшиеся витки, то в них возникнет ток, магнитное поле которого в зоне лобовых частей индуцирует в кольцевом измерительном преобразователе электродвижущую силу. Таким образом, если секция обмотки статора повреждена, то на выходе кольцевого измерительного преобразователя появится напряжение, появление которого контролируют с помощью вольтметра. При отсутствии повреждения в секции напряжение на выводах кольцевого измерительного преобразователя будет отсутствовать.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения числом операций реализующих способ.

Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что эти операции известны. Однако, их последовательность проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства, что приводят к расширению функциональных возможностей за счет способности выявлять в обмотке статора места расположения секции с замкнувшимися витками.

Устройство, реализующее способ диагностики состояния обмотки статора электрической машины показано на чертеже. Оно представляет собой кольцевой измерительный преобразователь 1, к выводам которого присоединен вольтметр 2, а также электромагнитный индуктор 3 подключаемый через выключатель 4 к источнику 5 переменного тока. При этом кольцевой измерительный преобразователь 1 может представлять собой многовитковую катушку, выполненную из изолированного провода, которая прикрепляется к лобовым частям 6 обмотки статора или корпусу 7 машины так, чтобы ее плоскость была перпендикулярна оси 8 вращения ротора, а ее геометрический центр находился на этой оси. В свою очередь электромагнитный индуктор 3 выполнен в виде магнитопровода 9 и обмотки 10. При диагностике ножки 11 и 12 его магнитопровода устанавливаются поочередно на все соседние зубцы сердечника 13 статора. Таким образом, диагностируемая секция 14 обмотки статора оказывается расположенной между этими зубцами. Включение электромагнитного индуктора 3 в работу осуществляется выключателе 4. Таким образом, если выключатель 4 включен, то через плоскость диагностируемой секции будет проходить магнитный поток 15.

Если диагностируемая секция 14 обмотки статора не повреждена, то замкнувшихся витков в ней нет. В этом случае пересечение плоскости этой секции магнитным потоком 15, вызванным электромагнитным индуктором 3, ток в ее витках не вызовет и ее магнитное поле лобового рассеяния будет отсутствовать. В связи с этим электродвижущая сила в кольцевом измерительном преобразователе 1 и напряжение на его выводах будут равны нулю. Таким образом, если напряжение на выходе кольцевого измерительного преобразователя 1, которое контролируется вольтметром 2, равно нулю замкнувшиеся витки в диагностируемой секции отсутствуют

Если диагностируемая секция 14 повреждена, то часть ее витков будет замкнута. В этом случае пересечение плоскости этой секции магнитным потоком 15, вызванным электромагнитным индуктором 3, вызовет появление тока в замкнувшихся витках, их магнитного поля лобового рассеяния и электродвижущей силы в кольцевом измерительном преобразователе 1. В связи с этим и напряжение на выводах в кольцевого измерительного преобразователя 1 станет не равным нулю. Таким образом, если напряжение на выходе кольцевого измерительного преобразователя 1, которое контролируется вольтметром 2, не равно нулю диагностируемая секции является поврежденной, то есть в ней присутствуют замкнувшиеся витки.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа для диагностики состояния обмотки статора заключается в возможности выявлять место расположения секции с замкнувшимися витками. Что, несомненно, сократить время и стоимость ремонта обмотки статора.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики состояния обмотки статора, в частности для поиска поврежденной секции. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для диагностики состояния обмотки статора в электрической машине предусмотрен кольцевой измерительный преобразователь с подключенным к нему реагирующим органом. Блок для диагностики состояния обмотки статора в разобранной электрической машине дополнительно оснащают электромагнитным индуктором в виде П–образного магнитопровода с обмоткой, подключаемой к источнику переменного тока, ножки которого при диагностике поочередно устанавливают на все зубцы магнитопровода статора. В качестве реагирующего органа используют вольтметр. 1 ил.

Способ диагностики состояния обмотки статора электрической машины, осуществляемый с использованием блока диагностики в виде кольцевого измерительного преобразователя с подключенным к нему реагирующим органом, отличающийся тем, что кольцевой измерительный преобразователь, представляющий собой многовитковую катушку, выполненную из изолированного провода, прикрепляют к лобовым частям обмотки статора или корпусу электрической машины так, чтобы ее плоскость была перпендикулярна оси вращения ротора, а геометрический центр находился на этой оси, в разобранной электрической машине блок для диагностики состояния обмотки статора дополнительно оснащают электромагнитным индуктором в виде П-образного магнитопровода с обмоткой, подключаемой к источнику переменного тока, в качестве реагирующего органа используют вольтметр, при этом для диагностики обмотки статора ножки электромагнитного индуктора поочередно устанавливают на все зубцы магнитопровода статора так, чтобы диагностируемая секция обмотки статора оказывалась расположенной между этими зубцами, и через выключатель подключают электромагнитный индуктор к источнику переменного тока, обеспечивая прохождение магнитного потока через плоскость диагностируемой секции обмотки статора.