Устройство для контроля вибраций электрической машины Советский патент 1983 года по МПК G01R31/34 

и.

сл

iT

:

Эд

Изобретение относится к электри ческим машинам и может быть исполь зовано при оценке их технологическ го состсэяния в условиях эксплуатат ции и ремонта. Известно устройство для контрол электрической машины, содержащее д чик коммутационных пульсаций напр жения, блок формирования диагности ческого параметра и индикатор 1. Недостатком устройства является ограниченная область применения, обусловленная невозможностью оценк дефектов шарикоподшипников и других узлов различных электрических машин-. Наиболее близким к предлагаемом является устройство для контроля вибраций электрической машины, содержащее измерительный преобразова тель вибраций, усилитель, генерато гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения 2. Недостатками известного устро.йс ва является малая точность измерения. Цель изобретения - повышение то ности контроля. Поставленная цельдостигается т что в устройстве для контроля вибраций электрической машины, содерж щем измерительный преобразователь вибраций, усилитель, генератор гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения,генератор гармонических колебаний снабжен датчиком пульсаций тока, предназначенным для включения в электрическую цепь двигателя, полосовым фильтром, усилителем-ограничителем и фазосдвигающей цепочкой, причем выход датчика пульсаций тока соединен с входом полосового фильтра,- выход полосового фильтра - с входом усилителя-ограничителя, а выход усилителя-ограничителя подключен к входу первого блока умножен-ия непосредственно, а к входу второго блока умножения через, фаэосдвигающую цепочку. На чертеже представлена блоксхема устройства. . Устройство для контроля вибрации электрической машины содержит измерительный преобразователь 1 колебаний, например, вибродатчик, устанавливаемый на корпус электриче ской машины 2, усилитель 3, датчик пульсаций тока (напряжения), предназначенный для включения в цепь питания электрической машины 2 полосовой фильтр 5, усилитель-ограничитель 6, фазосдвигающую цепочку 7 блоки 8 и 9 умножения и блок 10 измерения . Устройство работает следующим образом. Механические колебания, порождаемые контролируемой электрической машиной 2 в процессе ее работы преобразуются преобразователем 1 (например, с помощью пьезоэлектрического вибродатчика) в электрический сигнал, который усиливается и помощью усилителя 3 и поступает на входы блоков 8 и 9 умножения для перемножения с сигналами генератора гармонических колебаний, изменяющихся по синусоидальному и косинусоидальному законам с-частотой, кратной частоте вращения. Принцип действия генератора гармонических колебаний основан на выделении из спектра электрических пульсаций тока (напряжения) гармонических составлякмцих с частотой, кратной частоте вращения (например, равной ей), нормализации их по амплитуде и получении двух гармонических составляющих, сдвинутых по фазе на 90°. С этой целью сигнал с датчика 4 пульсаций тока (напряжения) в качестве которого можно использовать шунт в цепи электрической машины или ее обмотку возбуждения, поступает на полосовой фильтр 5 (например, активный RC-фильтр), настроенный на частоту определенной составляющей спектра пульсаций, крат ной частоте вращения. Как известно в спектре пульсаций напряжения (тока) электрической ма.шины 2 содержатся составляюцие с частотой вращения машины и частотами, кратными ей. Это позволяет получить на выходе полосового фильтра 5 гармоническую составляющую с часто той, кратной частоте вращения. Для нормализации ее по амплитуде указанная составляющая проходит.через усилитель-ограничитель, в качестве которого можно использовать усилитель с автоматической регулировкой усиления, обеспечивающий постоянство амплитуды гармонического сигнала на выходе при изменении его на входе. Прохождение сформированного сигнала через фазосдвигающую цепочку 7 обеспечивает получение на входах блоков 8 и 9 умножения гармонических сигналов, сдвинутых по фазе на 90°. После блоков 8 и 9 умножения сигналы подаются для интегрирования (осреднения) в блок 10 измерения, включающий два интегратора и два индикатора. Выходными сигналами устройства являются коэффициенты Фурье а, и Ьц, несущие диагностическую информацию о вибрации электрической машины 2, например, о величине дисбаланса или износа шарикоподшипников . Рассматривая динамический процесс изменения частоты вращения электрической машины 2 в процессе контроля отметим, что частоты содержащихся в сигнале вибродатчика спектральных составлякяцих (несущих диагностическую информацию о техническом состоянии машины) будут изменяться синхронно с изменением частоты вращения. I Например, подобньм образом будет изменяться оборотная составляющая спектра вибраций, которая несет информацию о дисбалансе электрической машины. Однако практически возможные флук туации частоты вращения электрическо машины в процессе ее контроля (не превышающие 5-15% от заданной частоты вращения) не приведут к сбоям в показаниях предлагаемого устройства. так как при соответствующем выборе полосы пропускания полосового фильтра 5 на его выходе будет надежно обеспечено получение сигнала частоты вращения. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерения и упростить контроль технического состояния электрических машин, поскольку оно не требует механического сочленения ее вала с устройством контроля. Кроме того, использование предлагаемого устройства дает возможность расширить область его применения, поскольку обеспечивает возможность контроля (в тем числе и высокооборотных) электрических машин без их съема с объекта, например, летательного аппарата.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащее измерительный преобразователь вибраций, усилитель,генератор гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, генератор гармонических колебаний снабжен, датчиком пульсаций тока, предназначенным для включения в элект рическую цепь машины, полосовым фильтром, усилителем-ограничителем и фазосдвигающей цепочкой, причем вьаход датчика пульсаций тока соединен с входом полосового фильтра, выход полосового фильтра - с входом усилителя-ограничителя, а выход усилителя-ограничителя подключен к входу первого блока умножения непосредственно, а к входу второго блока умножения - через фазосдвигающую це-s почку.