Способ тепловой диагностики электрической машины Советский патент 1985 года по МПК H02K15/00 

r7

СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, включающий пропускание через ее обмотку электрического тока, контроль тепловых параметров отклика на это воздействие и сравнение их с эталонными, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности оценки технического состояния и сокращения времени диагностики путем идентификации повреждений в элементах машины, одновременно с пропусканием тока измеряют время адиабатического нагрева обмотки, после чего дополнительно контролируют скорость ее нагрева на участке выхода на установившийся режим.

и,

л.

05

со

эР

го

Фиг.1 Изобретение относится к электрическим машинам, в частности к способам их эксплуатации. Цель изобретения повышение достоверности оценки технического состояния и сокрашение времени диагностики путем идентификации повреждений в элементах машины. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа тепловой диагностики; на фиг. 2 - график зависимости нагрева диагностируемой электрической машины от времени. Согладно процессу нагрева обмотки интенсивность ее охлаждения определяется разностью температур поверхности -обмотки, соприкасаюшейся с охлаждаюшей средой, и самой охлаждаюшей среды, а также теплоотдаюш,ей способностью обмотки, зависяшей от коэффициента теплоотдачи и величины поверхности соприкосновения обмотки с охлаждающей средой. Поэтому тепловой поток, который выделяется в толще обмотки при прохождении тока, для сброса в охлаждающую среду должен определенным путем подойти к поверхности обмотки. В ло бовой части обмотки тепловой поток должен преодолеть много слоев витковой изоляции, изоляцию между фазами обмотки, а пазовой части - дополнительно еше и слои пазовой изоляции. Для этого необходимо время, величина которого зависит от термических свойств материалов на пути потока. Это могут быть слои высоко теплопроводной изоляции в новой, тщательно изготовленной и пропитанной обмотке и слои изоляции, которые в процессе эксплуатации под воздействием эксплуатационных факторов претерпели необратимые изменения в структуре с ухудщением теплоотводящих свойств в эксплуатирующихся электромашинах. Более неблагоприятен случай, когда на пути теплового потока появляются трещины изоляции, приводящие к образованию воздушных полостей или даже вакуумных промежутков. Последние могут образоваться в том случае, если- трещины образуются в изолированных от атмосферы областях обмотки. Вполне очевидно, что сопротивление тепловому потоку в указанных случаях значительно возрастает. Таким образом, время адиабатического (без взаимодействия с окружающей средой) нагрева обмотки однозначно характеризует ее техническое состояние. После истечения этого времени тепло начинает отводиться системой вентиляции. Интенсивность этого отвода, а следовательно, и дальнейшая скорость нагрева обмотки однозначно зависят от технического состояния системы вентиляции. Поэтому путем проведения вместе с нагружением электрической машины двух дополнительных операций измерения представляется возможным идентифицировать повреждения элементов машин без проведения длительных испытаний до установившегося нагрева испытуемой обмотки, без проведения дополнительных испытаний ее элементов. Вследствие однозначности зависимости измеренных параметров от технического состояния строго определенных элементов электрической машины повышается и достоверность оценки ее состояния в целом. Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг. 1) содержит, например, блок 1 измерения, который выполнен в виде мостовой схемы с одинаковыми по характеристикам терморезисторами 2 и 3 в симметричных плечах и резисторами 4 и 5 в г-, других плечах. Первый терморезистор 2 встроен в обмотку электрической машины 6, а второй терморезистор 3 расположен вне обмотки и снабжен теплоизоляционной оболочкой, тепловое сопротивление которой больше теплового сопротивления обмотки. Вход моста соединен с выходом блока 7 питания, который обеспечивает подачу такого напряжения, чтобы скорость нагрева терморезисторов 2 и 3 была равна адиабатичес™ скорости нагрева, обмотки. Выход измерительного моста подключен на вход блока 8 управления, к одному выходу которого подключен исполнительный элемент 9, а к другому выходу - измерительный прибор 10, шкала которого проградуирована в единицах скорости нагрева. Замыкаюший контакт исполнительного элемента включен в цепь питания измерительного прибора 10, а размыкающий - в цепь питания электросекундомера 11, напряжение к которому подводится от блока 7 питания. С помощью замыкающего контакта 12 магнитного пускателя включения электрической машины Подается-питание (Un) на схему устройства, Способ тепловой диагностики реализуется в предлагаемом устройстве следующим обПри подаче напряжения на обмотку электрической машины замыкается контакт 12 пускателя и подается питание на схему устройства диагностики. На выходе блока питания появляется напряжение такой величины, которая обеспечивает равенство скорости адиабатического нагрева обмотки и встроенного в нее терморезистора 2. Следовательно, в течение времени адиабатического нагрева обмотки и в дальнейщем температура этого терморезистора равна температуре обмотки. Такой же величины напряжение подводится и к второму терморезистору 3, расположенному вне обмотки. Поэтому с учетом адекватности характерист1ик терморезисторов адиабатическая скорость нагрева терморезистора 3 равна скорости нагрева терморезистора 2. Это приводит к тому, что в процессе адиабатического нагрева обмотки измерительный мост находится в равновесии и сигнал на его выходе отсутствует. По ис