Способ определения частот магнитных составляющих вибраций асинхронной машины Советский патент 1984 года по МПК G01H1/06 

со сд

00

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТ МАГНИТНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВИБРАЦИЙ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ, заключающийся в том, что ее вводят в рабочий режим, сравнивают спектры частот колебаний корпуса, полученные в условиях, г учитывающих влияние электромагнитных и механических источников и устраняющих влияние механических источников, и по результатам сравнения определяют принадлежность частот к источникам механическо-го или электромагнитного происхождения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности вибродиагностики для получения спектра частот колебаний в условиях, устраняющих влияние источников механических колебаний, измеряют магнитную индукцию в воздушном зазоре машины и фазный ток ее статора, перемножают их, разлагают результирующий сигнал в ряд Фурье, совпадающие частоты кото- § рого и спектра частот с источника(Л ми механических колебаний представляют собой магнитные составляющие вибрации.

Изобретение относится к средства измерительной техники и может выть использовано для вибродиагностики асинхронных машин. Известен способ определения магнитных со ставляюсдах вибрации электрической машины, согласно которому измерение вибраций с помощью ибродатчика и последующий частотный анэ лиз этого сигнала проводят посЛе исключения механических источников вибрации. Последние исключаются за меной подшипников качения на подшип ники скольжения, снятием вентилятора, дополнительной Счъчансиррвкой вращающихся частей ij . Недостатком этого способа является ноет ь в реализации и боль шие затраты времени и средств для проведения испытаний. поболее близким техническим решением к изобретению является способ определения частот магнитных составляющих вибраций асинхронной маиины, заключанмцийся в том, что ее вводят в рабочий режим, сравнивают спектры Частот колебаний корпуса, полученные в условиях, учитывающих влияние электромагнитных и механических источников и устраняющих вли ние механических источников, и по результатам сравнения определяют принадлежноЬть частот к источникам механического) или электромагнитного происхождения 2 . Недостатком известного способа является низкай точность и достоверность определения частот магнитных составляющих вибраций асинхронных машин из-за несовераенства мето дик, учитывающих влияние источников механических вибраций. Цель изобретения - повышение достоверности вибродиагностики для получения спектра частот колебаний в условиях, устраняющих влияние источников механических колебаний. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения частот магнитных составляницих вибраций асинхронной машины, заключaкffi e ycя в том, что ее вводят в рабочий режим, сравнивают спектры частот ксэлебаний корпуса, полученные в условиях учитываю11Ц1х влияние электромагнитных и механических источников и устраняющих влияние меха нических источников, и по результатам сравнения определяют принадлежность частот к источникам.механи.ческого или электромагнитного прохо , денля, измеряют магнитную индукцию в .воздушном зазоре машины и фазный ток ее статора, перемножают их, раз лагают результирующий сигнал в ряд Фурье, совпадающие частоты которого и спектра частот с иcтoчникa и механических колебаний представлякуг собой магнитные составляющие вибрации. На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ. Устройство содержит асинхронную машину 1, имеющую п пар полюсов и Z пазов ротора. Фазные обмотки 2статора машины 1 включены в сеть трехфазного переменного напряжения. В одну из фаз статора включена первичная обмотка трансформатора 3тока. Ни внутренней поверхности статора асинхронной машины 1 в воздувлном зазоре установлен датчик 4 Холла, цепь питания которого соединена с вторичной обмоткой тран- . сформатора 3. Коэффициент трансформации трансформатора тока выбран таким, чтобы Обеспечить значение тока питания датчика 4 Холла, близкое к номинальному при выбранном режиме работы машины. Выход датчика Холла подключен ко входу частотного анализатора 5 спектра, предназначенного для разложения выходного сигнала датчика Холла 4 в ряд ФУрье. Способ осуществляют следующим Образом. С помощью аппаратуры (на чертеже не показана) управления машину 1 вводят в рабочий режим при наличии источников механических колебаний. Такими кст:очнякамя являются вентилятор, подшипники качения, ротор асинхронной маазтя1Л 1 и другие подвижные ее элементы. Проводят определение cyNwapноrxj, учитывающего влияние электрсшагнитных и механических источников cneKtn aft, вибрации корпуса машины 1 с помощью вибродатчика (на чертеже не показан) и частотного анализатсч а 5 спектра. Результаты измерений фиксируют. Затем проводят определение спектра частот колебаний машины в условиях, позволякшщх исключить влияние источников механических колебаний на процесс измерения. Это осуществляется за счет измерения параметров вибрации, непосредственно связанных с их электромагнитной приро- дои происхождения. Такими параметрами являются Магнитная индукция в возджином зазоре машины 1 и фазный ток ее статора. При исгалтаниях в канале измерения магнитной индукции в воздушном зазоре формируется сигнал в соответствии с уравнением (.cogt-c ), - Коэффициент пропоргде К, циональности ; ,2,3 - номера гармоник ток питания асинхронной машины, т.е. предполагается, что в общем случае этот ток может быть несинусоидальным) В - амплитуда гармоник магнитной индукции ГА Л p i -f-U-5 - частота гармоник магнитной индукции относитель но статора J . (j. 9 О, +1,+2... - целые числа, определяющие .npH4KHbi появления гармоник 1 лгнитной индукции (нагалщение /магнитной цепи ji зубчатость ротора йу дина1 дачеекцй эксцентриситет ij 5 Zi- число пазбТа ротора; 5 - скольжение ротора п OTHCaueffHra к основно гармонике поля; , /н - число пар полюсов основной гармоники магнитной индукции, , 1 - угловая частота основной гармоники то питания; - время, f - начальный фазовый угол гармоник магнит ной индукции. в канале измерения фазного тока статора асинхронной машины формируе ся сигнал следующего вида: UU ip, k-Z1 IjvScds8co,t, где Щ - коэффициент пропорциональности ; 1.Ц - амплитуда гармойик ка питания машины. Поскольку фазный ток статора асинхронной мащины 1 подается в цепь питания датчика 4 Холла, ни который воздействует магнитйое поле воздуидаого зазора то происходит перемножение двух сигваловО и Таким , выходно й сигнай датчика 4 Холла выражает «зледукичую зависимость:, (u8 elo0- f-), (u8 - коэффициент пропоргде К циональности ; Wg - частота резуяьтиру-ющего я1гнала. ,.S..b,4), Результирующий сигнал Up (3) разлагают в ряд Фурье агнализ1аторомс|Ю1 тра 5 и фиксируют дначения частот этого ряда.Результат разложения сигнала (3) в виде спектра f(j частот сравнивают; с суммарным спектром f вибраций для одинаковых р ежимов работы машины 1. Некоторые частоты спектров fg и fg будут совпадать. Именно эти частоты являются частотами магнитных составляющих вибрации асинхронной маши ны 1. Использование предложенного изобретения позволяет сократить затраты времени и технических средств и повысить точность вибродиагностикиза счет исключения операции балансировки ротора машины, монтажных и демонтажных работ по замене вентилятора и подшипников в опорах, цикла расчетных операций по определению спектра частот. Это ускоряет процесс вибродиагностйки и дает возможность разрабатывать мероприятия по уменьшению уровня вибрации и шума машин.