Способ диагностирования электрической машины Советский патент 1983 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для использования в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта при их диагностировании, в частностидля безразборного определения технического состояния скользящего контакта Известны способы диагностировани электрических машин, основанные на оценке параметров различных процессов, характеризующих работу машины 1. Известные способы имеют ограниченную область применения и значительную сложность реализации. . Наиболее близким к предлагаемому является способ диагностирования, основанный на оценке состояния скол зящего контакта путем пропускания черва него переменного тока динусоидальной формы, измерения его параметров и формирования контролируемо го признака 2. К недостаткам известного способа относятся сложность реализации и ограниченность области применения, обусловленные необходимостью установки на машину дополнительных щеток, а также обязательным использованием двух источников питания (постоянного напряжения и переменного). Цель изобретения - упрощение процесса диагностирования и расширение области применения. Поставленная цель достигается тем, что измеряют среднеквадратические значения высших гармоник тока и всего тока, а контролируемый сигнал формирует в виде отношения суммарной среднеквадратическ ой величины высших гармоник тока к всему току.. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Известно, что между контактными поверхностями щетки и коллектора имеется промежуток толщиною около одного микрона и механический контакт между щеткой и коллектором осуществляется через посредство проводящих частиц, заполняющих переходный слой. Эти час тицы в массе представляют собой слой политуры, охватывающий коллектор по всей окружности. Политура обладает полупроводниковыми свойствами и нали чие ее является обязательным для обе печения нормальной работы скользящего контакта. При разрушении политу ры происходит резкая интенсификация процесса износа скользящего контакта что приводит к появлению дефектов и отказу электрической машины. Посколь ку слой политуры обладает свойствами полупроводника (т.е. является нелинейным элементом), то при прохождении через нее синусоидального тока, его форма искажается, причем отсутст вие политуры приводит к уменьшении) искажения формы кривой тока, а следовательно, и к уменьшению величины контролируемого признака, который формируют в виде отношения измеренных величин высших гармоник тока, на чиная со второй, и всего тока, На чертеже -изображена схема реали зации предлагаемого способа. Ток через скользящий контакт создает источник 1 гармонических сигна лов, например генератор типа ;f3-35. Величину тока Ь цепи якоря 2 электрической машины контролируют с помощью амперметра 3 и выбирают в диап зоне (0,5-10) мА, Экспериментально установлено, что при таких токах свойства политуры как полупроводника наиболее выражены. Иэмерение контролируемого сигнала, который формирует ся в виде отношений среднеквадратических значений высших гармоник, начиная со второй и всего тока, осуществляется при помощи измерителя k коэффициента нелинейных искажений, например, типа Сб-7. Съем информативного сигнала производится с резис тора 5. Способ осуществляют следующим образом. Пропускают переменный ток синусоидальной формы через скользящий контакт электрической машины, например, путем подключения выходного напряжения стандартного измерительного генератора к Зсэжимам диагностируемой электрической машины. Измеряют среднеквадратические зна чение высших гармоник тока (т.е. все ОЭ+Э4 го спектра за исключением первой гармоники) и всего тока в цепи машины, например, путем съема падения напряжения с резистора, включенного в цепи машины, и подачи его на вход измерителя коэффициента нелинейных искажений (типа Сб-1, Сб-7). Определяют отношения измеренных значений тока. Полученное значение диагностического признака сравнивают с уставкой, т.е. значением, соответствующим исправной электрической машине. Для обеспечения высокой достоверности диагноза перечисленные опера- . ции целесообразно выполнять при различных положениях ротора электрической машины относительно статора задаваемых, например, путем нескольких коротких включений (для электродвигателя), хотя, как правило, разрушение политуры происходит практически равномерно по всему коллектору и отсутствие (наличие) ее на одном участке коллектора свидетельствует, соответственно, о наличии (отсутствии) дефектов скользящего контакта. Таким образом, использование в качестве контролируемого признака отношения среднеквадратических значений высших гармоник тока (начиная со второй) и всего тока позволяет обнаружить нарушение политуры коллектора, причем поскольку переменным током запитывается вся цепь машины, включающая скользящий контакт, то необходимость в установке дополнительных щеток отпадает. Отпадает также необходимость в источнике питания машины (электродвигателя) постоянным напряжением. Это значительно упрощает процесс диагностирования и расширяет область применения предлагаемого способа. Кроме того, предлагаемый способ может быть реализован без демонтажа машины с объекта, например борта самолета, что дает возможность сократить трудозатраты на проведение диагностирования. Следовательно, новая совокупность признаков предлагаемого способа обусловливает снижение затрат на проведение диагностирования как за счет упрощения средств диагностирования, так и за счет сокращения трудоемкости контроля, что в конечном итоге повышает эффективность использования контролируемых электрических машин.

Формула изобретения

Способ диагностирования электрической машины, основанный на оценке состояния скользящего контакта путем пропускания через него переменного тока синусоидальной формы, измерения его параметров, формирования контролируемого сигнала и сравнения его с уставкой, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса диагностирования и расширения области применения, измеряют среднеквадрЗ

тические значения высших гармоник тока и всего тока, а контролируемый сигнал формируют в виде отношения суммарной среднеквадратичеЬкой вели5 чины высших гармоник тока к всему току.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 10 № , кл. Н 02 К 15/00, 1972.

2.Вегнер О.Г, Теория и практика коммутации машин постоянного тока. М., ГЭИ, 1961, с. +6-62.

О