Устройство контроля подшипников электрической машины Советский патент 1983 года по МПК H02K15/00 

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при ремонте и эксплуатации электрических машин переменного тока, управляемых изменением частоты питающего напряжения, например, в специализированных приборах контрол или универсальных диагностических комплексах. Известно техническое решение, заключающееся в том, что при диагно стировании подшипников электрической машины для формирования контролируемого параметра выделяют состав ляющие спектра пульсаций тока элект рической машины С 1. Недостатком такого решения является высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью ручной подстройки частоты режекции фильтра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройств содержащее датчик пульсаций тока, режекторный фильтр, фазосдвигающую цепочку, фазовый детектор, полосово перестраиваемый фильтр и частото.-. мер 2. Недостатком известного устройств является ограниченная область приме нения, обусловленная трудностью реализации процесса контроля подшипни ков электрических машин, управляемы изменением частоты в широких пределах, а также управляемых по более сложным законам с одновременным изменением частоты и напряжения питающей сети. При изменении частоты напряжения в широких пределах известные фазосдвигающие цепочки не обеспечивают точного сдвига Д.Чццц-ЭО во всем диапазоне (этот сдвиг является функци ей частоты), что приводит к некоторому отклонению начального сдвига от 90, а, следовательно, к неточно настройке режекторного фильтра на частоту основной гармоники питающе го напряжения. Следствием этого явЛяется недостаточное подавление основной гармоники, которое может при вести к невозможности реализации контроля. Поскольку выходное напряжение фазового детектора, в общем случае, является функцией не только разности фаз входных напряжений, но JB некоторой степени, и их величины, то изменение входных напряжений фазозого детектора, обусловленное изменением режима работы .электрическо машины, также приводит к неточной настройке режекторного фильтра и то му же следствию./ Целью изобретения является расши рение области применения. Для достижения поставленной цеЛи в устройство контроля подшипников электрической машины, содержащее да чик пульсаций тока, режекторный и полосовой фильтры, фазовый детектор и частотомер, введены интегрирующая , RC-цепочка, вход которой соединен с входом режекторного фильтра, дифференцирующая RC-цепочка, вход которой соединен с выходом режекторного фильтра, два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с выходеиии интегрирующей и дифференцирующей RC-цепочек, а выходы со входами зового детектора. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство контроля подшипников электрической машины. Устройство включает датчик пульсаций- тока (напряжения) 1, режекторный фильтр 2, полосовой филбтр 3, частотомер 4, интегрирующую 5 и дифференцирующую 6 RC-цепочки, усилители-ограничители 7,8 и фазовый детектор 9. Устройство работает следующим образом. С датчика пульсаций тока (напряжения) электрический сигнал, содержащий различные спектральные составляющие, поступает на перестраиваемый режекторный фильтр, который производит подавление основной гармоники питающего напряжения. Полосовой фильтр осуществляет выделение информативной составляющей спектра пульсаций, чатоту которой измеряет частотомер. Автоматическая настройка- режекторного фильтра осуществляется с по мощью фазового детектора, который осуществляет точную настройку режекторного фильтра при условии начального сдвига между входными напряжениями детектора с помощью фазосдвигающих цепей точно 90 при всех рабочих частотах питающего напряжения и постоянного уровня этих входных напряжений. Первое условие выполняется с помощью использования-в качестве фазосдвигающих цепей интегрирующей и дифференцирующей RC-цепочек. При одинаковых параметрах интегрирующей и дифференцирующей RC-цепочек начальный сдвиг между напряжениями, поступающими на входы фазового детектора, получается точно 90 на любых частотах питающего напряжения, что исключает погрешность настройки режекторного фильтра, обусловленную отклонением, начального сдвига фаз от 90 за счет изменения частоты питающего нйпряжения. Автоподстройка режекторного фильтра происходит следующим образом. При точной настройке на основную гармонику питающего напряжения режекторный фильтр не изменяет фазу напряжения и на фазовый детектор додаются напряжения, имеющие начальнь1й сдвиг фаз 90, в результате чего/

ла выходе фазового детектора управлявдее напряжение равно нулю. При отклонении-частоты основной гармоники сети от частоты настройки реясекторного фильтра в ту или иную сторону последний изменяет напряжения в соответствующем напряжении, в результате чего сдвиг фаз напряжений, подавае чых на фазовый детектор, становится либо больше, либо меньше 90 а на его выходе появляется напряжение, пропорциональное величине отклонения разности фаз от 90, полярность которого зависит от стороны отклонения разности фаз от 90®. Управляющее напряжение с фазового детектора, поступая на управляющий вход режекторного фильтра, производит его перестройку.

В качестве режекторного фильтра в устройстве контроля подшипнико-в можно использовать, н;апример, двойной П-образный активный RC-фильтр, перестраиваемый путем изменения сопротивлений, представляющих собой фоторезисторы оптронов. Величина начальной настройки оптронов соответствует настройке режекторного фильтра на среднее значение частоты основной гармоники сети в диапазоне регулирования. При изменении подав-ляемой частоты в ту или другую сторону от .среднего значения диапазона управлянедее напряжение изменяет сопротивление фоторезисторов оптронов, чем и обеспечивается перестройка режекторного .

Таким образом, введение новых элементов в предлагаемое устройство позволяет качественно улучшить его основные технические харгистеристики. Использование предлагаемого устройства контроля подшипников электрической машины в сравнении с известным устройством обеспечивает расширение области применения за надежного подавления основной гармо10ники сети путем/ исключения погрешности настройки режекторного фильтра, обусловленной отклонением начального сдвига фаз от 90 при изменении частоты напряжения сети;исключения на выходной сигнал фазового де5тектора изменения амплитуд подаваемых на него напряжений,врзникакяцего из-за изменения режима работы машины.

Это является особенно важным для

0 исполнительных электрических машин переменного тока, которые управляют- ся либо изменением частоты пнтаклцего напряжения в широких пределах, либо одновременным изменением Часто5ты и амплитуды напряжения по определеннсячу закону, что делает устройство контроля подшипников электрической машины универсальным, применимым для любой электрической мшоины пе0ременного тока, независимо от того, по какому параметру ос ествляется управление её режимом. Все это в конечном итоге обеспечивает повышение эффективности эксплуатации электри5ческих машин, например авиационных.

УСТРОЙСТВО КОНТЮЛЯ ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРИЧВСЙОЙ МАШИНЫ, содержащее датчик, пульсаций тока, режектор-, I кой и полосовой фильтры, фазовый Де телтор и частотомер, о т л и ч а ю- , щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены интегрирующая RC-цепочка, вход которой соединен со входом режекторного фильтра, дифференцирующая RC-цепочка, вход которой соедине н с выходом режекторного фильтра, два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с выходами интегрирующей и дифференцирующей RC-цепочек,а выходы - со входами фазового детектора. §