Способ косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя Советский патент 1985 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к промьш- ленной электротехнике, в частности к способам косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей. Цель изобретения - повьшение точности при одновременном уменьшении времени контроля. На чертеже представлена векторная диаграмма определения величины реактивной составляющей скачка напряжени измеренной при равномерном воздуш- йом зазоре. Способ осуществляется следующим образом.. Измеряют величину напряжения (Up), тока do) и коэффициента мощности (cos подключенного к сети по рабочей схеме питания асинхронног двигателя, отключают фазы обмотки ст тора от сети собственным коммутационным аппаратом, измеряют ЭДС фазных обмоток статора в момент отключения Последнюю операцию возможно осзпцествить аппаратурно с помощью автоматизированной системы сбора и регистрации информации,.например, построенной на базе микро-ЭВМ Электроника60 или светолучевого осциллографа ;С последующей ручной обработкой осцштлограммы. О неравномерности воздушного зазора судят по изменению среднеквадра тичной величины реактивной составляю щей скачка напряжения на выводах фаз ньгх обмоток статора двигателя в момент отключения (ЛУ) по сравнению с той же величиной, cooтвeтcтвyюD eй равномерному зазору (). Последняя .из указанных величин для рассмат риваемого диагн,остического параметра --ж может быть определена по векторной диаграмме с использованием вьфаженкя для реактивной составляющей скачка действующего значения напряженияли. и sins л, б.ЕгО с, -f(etpf4 o sV) ). где и - активная составляющая скачка напряжения, определяемая по величине ак тивного сопротивления обмотки статора 4U . В качестве базовой характеристики используется зависимость предлагаемого обобщенного диагностического параметра, от величины эксцентриситета при параллельном смещении оси расточки ротора относительно оси расточки статора. Указанная характеристика может быть определена на неподвижной машине, поскольку индуктивное сопротивление короткого замыкания, определяемое по данным опыта питания двух соединенных встречно фаз обмотки статора (х), практически равно сверхпереходному индуктивному сопротивлению х . Следовательно, г т т (3) 1 X 4U 1дХ Как следует из экспериментальных данных, обобщенный диагностический . параметр (что особенно важно при контроле неравномерности воздушного зазора для двзгхполюсных асинхронных двигателей) не зависит от направления смещения осей расточек ротора и статора при одной и той же .величине смещения .(эксцентриситета). Это объясняется тем, что сопротивление короткого замыкания обмотки статора двухполюсных двигателей при постоянной величине смещения оси расточки ротора относительно оси расточки статора изменяется по закону ,, COS 2 постоянная и переменная .2 (гармоническая) составляющие индуктивного сопротивления}у. - угол между направлением оси магнитного поля фазных обмоток статора и направлением смещения оси ротора относительно оси расточки статора. Используемые при записи выражения (1) среднеквадратичные преобразования диагностических сигналов исключают влияние угла на величину обобщенного .диагностического параметг ра индуктивного сопротивления короткого замыкания и соответственно на реактивную составляющую скачка на3пряжения в момент отключения двигателя от источника питания. Выражение (1) может быть преобра зовано к следующему виду ,,,j4M5.m 1« «Е-0 Г 2«и ) .СЯ Из выражения (5) следует, что ба зовые характеристики обобщенных диагностических параметров 4U() и индуктивного сопротивления короткого замыкания Х(), определяемые при параллельном смещении оси ротора, относительно оси расточки статора, идентичным. Этот вывод может быть распространен и на характеристики работоспособности асинхронной машины, испольуемые при контроле равномерности воздушного зазора для определения максимально возможных величин эксцентриситета ротора, соответствующих измеренным значениям диагностических параметров. Для осуществления контроля нерав номерности воздушного зазора двигателей по предлагаемому способу определяют обобщеиньй диагностический параметр (;,) сравнивают его с величиной этого п раметра при равномерном воздушном зазоре . U(4.«)4-;..o)4..o)f .„-1„ ст) и по его изменению, характеризуемо (му величиной U , судят о степени неравномерности воздзтаного зазора. Пример . На неподвижном асинхронном двигателе типа А02-51(10 кВт, 380 В, 19,4 А, cos f 0,89 по результатам опыта питания переменным током прЬмьшшенной частоты каждой пары выводов, соединенной п схеме звезды обмотки статора, при изменении угла д- и величины эксце триситета были получены усреднен ные значения максимальных и минимальных.значений индуктивного сопр тивления короткого замыкания (на ф зу обмотки статора), v частности. 8 ри , ,43 Ом, 2,96 Ом, постоянная и переменная оставляющие индуктивного сопротивения,5 (,635 Ом, .0.5 (Х,„,-)0,205 Ом. Расчет для других значений экцентриситета производился аналогичым образом. Величина тока при измерениях приималась равной току холостого хода вигателя, равному 5,9 А. Было .устаовлено, что зависимость (i) в ределах от О до 5,9 А является лнейнойоВ качестве нулевого уровня диагостического параметра примем велиину минимального индуктивного соротивления, не зависящую от стейеи неравномерности воздушного зазоа. При этом обобщенный диагностиеский параметр определяется с использованием соотношением X())tX,C)co5lj-x,))t .х,1)со52Су- 1 ) хсое(г2).(Ь При 1007о в соответствии с выражением (8) Х(Е),оо-/. ° Величины активного сопротивления обмотки статора и указанных индуктивных сопротивлений определяются по формулам .. 4|tF Выражение для обобщенной базовой характеристики рассматриваемого асинхронного двигателя имеет следующий v 0 ,916Е2+0,9638 (Ю) 2601 Относительная величина диагностического параметра при любом простран ственном расположении ротора в расточке статора I, ()«.с,г(ек«,Че)-«зЕ(. - коэффициенты стегде а, а, а, а пенного полинома, аппроксимирующего . базовую характеристику;

СПОСОБ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ, заключающийся в подключении двигателя к многофазной сети с последующим отключением всех фаз статорной обмотки и в. измерении ЭДС на фазах при выбеге ротора от номинальной скорости, о т личающийся тем, что,.с целью повышения точности при одновременном уменьшении времени контроля, перед отключением двигателя от сети измеряют напряжение на всех фазах, ток, коэффициент мощности и активное сопротивление обмотки, ЭДС измеряют одновременно во всех фазных обмотках непосредственно после отключения обмотки от сети, а контролируемый сигнал формируют в виде среднеквадратичной величины изменения реактивной составляющей скачка напряжения на фазах обмотки и по сопоставлению ее с (Л эталонной величиной, измеренной,при равномерном воздушном зазоре, судят о неравномерности воздушного зазора. а эо X эо