Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя Советский патент 1987 года по МПК G01R31/34 

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно промьшшен- ной электроэнергетике, и может.быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей.

Цель изобретения - повьшение точности контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства-, на фиг. 2 - электрические связи коммутатора, безындукционного шунта, регулируемого безындукционного сопротивления, четырех реле, делителя напряжения и регулируемого источника тока; на фиг. 3 - схема электрических соединений трех одновибраторов и триггера; на фиг. 4 - временная диаграмма работы элементов устройства.

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя состоит

гулируемого безындукционного сопротивления 4, третье реле 13, подключающее на вход управления регулируемого источника 1 тока второй или

третий выходы делителя 8 напряжения, первый одновибратор 14, вход запуска которого и первьш выход-соответствен но связаны с входами SET триггера 15 и управления реле 6, а второй выW ход подключен к входу стробирования триггера 15, при этом информадионньй вход триггера подключен к низкому уровню напряжения, соответствующего нулевому сигналу, второй одновибра 5 тор 16, вход которого подключен к второму выходу первого одновибрато- ра 14, выход соединен с входом треть го одновибратора 17, а выход последнего связан с входом управления вто20 рого реле 13.

В состав устройства также входят четвертое реле 18, вход которого под ключен к выходу триггера 15, а выход соединен с входом блокировки следяиз регулируемого источника 1 постоян- 25 щего регулятора 12 параллельно блоного тока, связанного с первой парой замыкающих контактов коммутатора 2, вторая пара замыкающих контактов которого подключена параллельно первой через диод, при этом выход источника 1 постоянного тока, имеющий положительньй потенциал, подключен к аноду диода. Источник 1 тока через последовательно включенные безындук- ционньш измерительный щунт 3 и без- ьшдукционное регулируемое сопротивление 4 питает обмотки статора контролируемого двигателя 5. Параллельно безьшдукционному измерительному шунту 3 и регулируемому безындукци- онному сопротивлению 4 подключена пара замыкающих контактов второго реле 6.

Устройство содержит также источник 7 опорного напряжения, выход которого подключен к входу делителя 8 напряжений, сумматор 9 напряжения, входы которого подключены к второй замыкающей паре коммутатора и перво- му выходу делителя напряжений, двух- пороговьш компаратор 10, вход которого подключен к выходу сумматора 9, а выход - к входу четвертого реле 11, первый выход последнего соединен с входом коммутатора 2, следящий регулятор 12, первый вход которого соединен с вторым выходом четвертого реле 11, второй - с выходом сумматора 9, а выход подключен к входу регулируемого безындукционного сопротивления 4, третье реле 13, подключающее на вход управления регулируемого источника 1 тока второй или

третий выходы делителя 8 напряжения, первый одновибратор 14, вход запуска которого и первьш выход-соответственно связаны с входами SET триггера 15 и управления реле 6, а второй выход подключен к входу стробирования триггера 15, при этом информадионньй вход триггера подключен к низкому уровню напряжения, соответствующего нулевому сигналу, второй одновибратор 16, вход которого подключен к второму выходу первого одновибрато- ра 14, выход соединен с входом третьего одновибратора 17, а выход последнего связан с входом управления второго реле 13.

В состав устройства также входят четвертое реле 18, вход которого под- ключен к выходу триггера 15, а выход соединен с входом блокировки следящего регулятора 12 параллельно блокирующим контактами четвертого реле 11, интегратор 19, вход которого через нормально разомкнутьш контакт коммутатора 2 подключен к измеритель30 ной клемме безындукционного измерительного шунта 3, а выход соединен с входом индикатора 20. Коммутатор 2 выполнен в виде реле с тремя парами замыкающих контактов 21. Между

35 .первой и второй парой замыкающих контактов 21 коммутатора 2 включен диод 22.

Измерительный безьшдукционный шунт 3 (75 мВ, 1А) и регулируемое

40 безьшдукционное сопротивление 4 (1 Ом, 1А) выполнены из константана.

Второе реле 6 содержит катушку 23 реле, два параллельно включенных замыкающих контакта 24 которого допус45 кают- коммутацию тока до 40 А. Реле 6 управляется ключом, выполненным на транзисторах 25 (транзисторы, например, типа КТ 3102) и резисторе 26.

50 В качестве индикатора 20 используется вольтметр магнитоэлектрической системы класса точности 0,5, имеющий шкалу, проградуировацную в вольтах и единицах оценки неравномер55 ностн воздушного зазора. На входе устройства включены конденсатор 27 и резистор 28.

Обозначены также замыкающий контакт 29 четвертого реле 18, потенциометры 30-33 делителя напряжений 8, кнопка пуска с замыкающим 34 и размыкающим 35 контактами,замьжаю- щий контакт 36 третьего реле 13, замыкающий контакт 37 и катушка 38 первого реле 11, катушка 39 коммутатора 2 (фиг. 2).

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора, асинхронных двигателей работает следующим образом.

При включении питания устройства низкий уровень напряжения на входе устройства при заряде конденсатора

напряжения на входе устройства вызы вает установку триггера 15 в единичное состояние, которому соответствует высокий уровень напряжения на его

выходе. Последнее, поступая на вход четвертого реле 18, вызывает его включение. Замыкающая пара контактов 29 четвертого реле 18, замыкаясь, блокирует работу следящего регулято- JO ра 12. При переходе напряжения на входе первого одновибратора 14 из низкого уровня в высокий на его первом выходе появляется высокий уровен напряжения U на время (на27 через резистор 28 (фиг. 3) обеспе-j пример, 15 с), достаточное для прочивает установку устройства в исходное состояние, характеризующееся высоким уровнем напряжения на выходе триггера 15. Выход последнего подключен к входу третьего реле 18 и вызывает его срабатывание. Включаясь, третье реле 18 блокирует своими замыкающими контактами 29 работу следящего регулятора 12. При этом второе

реле 13 находится в обесточенном со- 25 3 и безындукционное регулируемое стоянии и подключает средний вывод сопротивление 4 U - напряжение на потенциометра 31 делителя напряжений 8 к входу управления регулируемого

входе реле 6. Одновременно переход напряжения на выходе первого одно- вибратора 14 вызывает срабатывание

источника 1 тока, вызьшая появление

входе реле 6. Одновременно переход напряжения на выходе первого одно- вибратора 14 вызывает срабатывание

на его выходе значение тока заданной зо второго одновибратора 16. Напряжение величины. на выходе последнего переходит

Включается термостат, стабилизи- в высокий уровень на время достаточ- рующий температуру безындукционного ное для срабатывания первого реле 6 шунта 3 на заданном рабочем уровне, (фиг. 4, , &t; ut 100 мс). например . Затем с помощью ручек При переходе напряжения на выходе потенциометров 30-33 делителя напря- второго одновибратора . 16 в низкий жений 8, снабженных лимбами с градуировкой и вынесенных на переднюю панель устройства, устанавливают значения опорных напряжений. С помощью потенциометра 30.(фиг. 2) устанавливается значение падения напряжения на замыкающей паре контактов 21 коммутатора 2, соответствующего

уровень запускается третий одновиб- ратор 17, формирующий на своем выходе импульс положительной полярнос- 40 ти длительностью tj-t (например 10 с) и вызывает включение второго реле 13. Переключая контакт 36, реле 13.соединяет средний вывод потенциометра 33 (фиг. 2) на вход условия проведения базовых измерений. регулируемого источника 1 тока и вы- Регулируя потенциометр 31 ,устанавлиБа- зывает рост значения тока в обмотках ют значение начального тока в обмотках статора до уровня, установленного в делителя 5. Врезая ручку потенциомет- соответствии с градуировкой потенцио- ра 33, задают величину уставки, со- метра 33. По окончании импульса на

50 выходе третьего одновибратора 17 .третье реле 13 отключается и на вход управления регулируемого источника тока вновь подключается средний вывод потенциометра 3,1 делителя напря- подачей на вход пуска инверсного им- жений 8, в обмотках статора ток сни- пульса положительной полярности, на- жается до исходного уровня, пример, от кнопки 34 (фиг. 3), за- в момент времени Ц- (фиг. 4) на корачивающей вход первого одновибра- втором выходе первого одновибратора тора 14 на массу. Нулевой уровень 14 напряжение из низкого уровня в

ответствующей значению тока предварительного подмагничивания в обмотках статора двигателя 5 при перемаг- ничивании железа магнитопровода. Запуск устройства осуществляется

89574

напряжения на входе устройства вызывает установку триггера 15 в единичное состояние, которому соответствует высокий уровень напряжения на его

выходе. Последнее, поступая на вход четвертого реле 18, вызывает его включение. Замыкающая пара контактов 29 четвертого реле 18, замыкаясь, блокирует работу следящего регулято- JO ра 12. При переходе напряжения на входе первого одновибратора 14 из низкого уровня в высокий на его первом выходе появляется высокий уровень напряжения U на время (наj пример, 15 с), достаточное для проведения операции перемагничивания железа магнитопровода (фиг. 4).

Высокий уровень напряжения на выходе первого одновибратора 14, под- ключенного к входу второго реле 6, вызьшает срабатывание последнего. Включаясь, реле 6 своими замыкающими контактами 24 (фиг. 2) закорачивает безындукционный измерительный шунт

3 и безындукционное регулируемое сопротивление 4 U - напряжение на

входе реле 6. Одновременно переход напряжения на выходе первого одно- вибратора 14 вызывает срабатывание

высокий и вызывает переключение, триггера 15 (напряжение ) в состояние, характеризующееся низким уровнем напряжения на выходе, что приводит к отключению четвертого реле 18. Размыкая контакт 29 (фиг. 2), подключенный к входу блокировки следящего регулятора 12 параллельно замыкающему контакту 37 четвертого реле 11, четвертое реле 18 разрешает работу следящего регулятора 12.

При этом напряжение на. вьссоде сумматора равно разности между напряжением, установленным потенциометto

рения падением напряжения на переходном сопротивлении второго контакта 21 током источника 1.

По окончании переходного процесса затухания постоянного тока на выходе интегратора 14 устанавливается величина напряжения, котораяГ измеряется с помощью индикатора 20. Величина неравномерности воздушного зазора оценивается по измеренным значениям интеграла переходной функции тока в базовом и контрольных испытаниях для данного типа асинхронного двигателя. Под-базовым испытанием понимаром 30 делителя 8 напряжений и напря- tf ется измерение величины интеграла жением на второй замыкающей паре кон- переходной функции тока на асинхрон- тактов 21 коммутатора 2. Напряжение ном двигателе с равномерным воздуш- рассогласования поступает на вход ным зазором.

следящего регулятора 13, которьш, изменяя величину регулируемого без- 20 ьшдукционного сопротивления 6, уменьшает величину напряжения на выходе сумматора 9 до нуля.

В момент равенства нуля напряжения рассогласования на выходе сумматора 9

25

срабатывает двухпороговый компаратор 10 и включает катушку 37 реле 11, Вторая пара замыкающих контактов 37 реле 11, замыкаясь, блокирует работу

Использование предлагаемого устройства контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей обеспечивает повышение точности оценки неравномерности воздушного зазора.

Устройство может применяться на

30

следящего регулятора 12. Таким образом достигается равенство сопротивления контура затухания постоянного тока, включающего в себя обмотку статора контролируемого двигателя 5, безьшдукционное регулируемое сопротив- предприятиях, эксплуатирующих асин- ление 4 и безындукционньш измеритель- хронные двигатели, для профилактичес- ный шунт 3, при проведении базовых и контрольных измерений. Величина сопротивления контура затухания постоянного тока определяется величи- 40 ной напряжения на входе сз мматора 9, устанавливаемого потенциометром 30 делителя 8 напряжений. Первая пара замыкающих контактов 36 реле 11 замыкает цепь питания катушки 39 коммутатора 2 (фиг. 2) и вызывает его включение. Замыкаясь, второй контакт 26 образует контур затухания постоянного тока, а первьш контакт 21 под- ключает измерительный вывод безьш- дукционного щунта 3 на вход интегратора 19. При замыкании первого контакта 26 напряжение на диоде 22 становится меньше величины отпирающего напряжения, что приводит-к его запиранию. В результате предотвращается протекание тока регулируемого источника 1 тока через второй контакт 21 и устраняется подпитка контура измекого контроля с целью прогнозирования технического состояния и предотвращения аварийного выхода из строя.

Формула изобретения

45 Устройство для косвенного контро- . ля неравномерности воздушного заЭора асинхронного двигателя, содержащее регулируемый источник тока, связан-. ный с коммутатором, первая пара замы50 кающих контактов которого подключена параллельно измерительному безьшдук- ционному шунту, соединенному последовательно с регулируемым безьшдук- ционным сопротивлением и предназна55.ченному для подключения к обмотке статора испытуемого двигателя, индикатор, соединенный с выходом интегратора, вход которого через вторую пару замыкающих контактов коммутато

рения падением напряжения на переходном сопротивлении второго контакта 21 током источника 1.

По окончании переходного процесса затухания постоянного тока на выходе интегратора 14 устанавливается величина напряжения, котораяГ измеряется с помощью индикатора 20. Величина неравномерности воздушного зазора оценивается по измеренным значениям интеграла переходной функции тока в базовом и контрольных испытаниях для данного типа асинхронного двигателя. Под-базовым испытанием понима20

Перевод схемы в исходное состояни и повторный запуск устройства осуществляется кратковременным нажатием кнопки Пуск (фиг, 3), которая первой замыкающей парой контактов 34 закорачивает емкость обратной связи 25 интегратора 19, второй парой размыкающих контактов 35 разрывает цепь питания катушки 39 коммутатора 2.

Использование предлагаемого устройства контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей обеспечивает повышение точности оценки неравномерности воздушного зазора.

Устройство может применяться на

30

предприятиях, эксплуатирующих асин- хронные двигатели, для профилактичес 40

предприятиях, эксплуатирующих асин- хронные двигатели, для профилактичес-

кого контроля с целью прогнозирования технического состояния и предотвращения аварийного выхода из строя.

предприятиях, эксплуатирующих асин- хронные двигатели, для профилактичес-

Формула изобретения

предприятиях, эксплуатирующих асин- хронные двигатели, для профилактичес- 40

45 Устройство для косвенного контро- . ля неравномерности воздушного заЭора асинхронного двигателя, содержащее регулируемый источник тока, связан-. ный с коммутатором, первая пара замы50 кающих контактов которого подключена параллельно измерительному безьшдук- ционному шунту, соединенному последовательно с регулируемым безьшдук- ционным сопротивлением и предназна55.ченному для подключения к обмотке статора испытуемого двигателя, индикатор, соединенный с выходом интегратора, вход которого через вторую пару замыкающих контактов коммутатоpa соединен с измерительными контактами измерительного безындукционного шунта, источник опорного напряжения, сумматор, второй вход которого соединен с первой парой замыкающих контактов коммутатора, при этом выход сумматора подключен к входу двухпо- рогового компаратора и следящего регулятора, выход последнего связан с входом регулируемого безьшдукцион- ного сопротивления, выход двухпоро- гового компаратора подключен к выходу первого реле, блокирующего регулятор и подсоединенного к коммутатору и кнопку Пуск, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, введены делитель напряжения, второе, третье и четвертое реле, триггер и три од- новибратора, при этом второе реле подключено своими замыкающими контактами к безьшдукционному измерительному шунту и безындукционному регулируемому сопротивлению, а его вход подсоединен к выходу первого одновибратора, вход запуска которого подключен параллельно установочному входу триггера и кнопке Пуск, при этом второй выход первого одновибратора соединен со стробирующим входом триггера, причем информационный вход последнего заземлен, прямой выход триггера соединен с входом четвертого реле, замыкающая пара контактов коO торого включена параллельно входу следящего регулятора, первый выход первого одновибратора подключен также на вход второго одновибратора, выход которого соединен с входом

5 третьего одновибратора, выход последнего подсоединен к входу третьего реле, которое своими переключающими контактами соединено с первым и вторым выходом делителя напряжения и

0 управляющим входом регулируемого источника питания, при этом третий выход делителя соединен с вторым входом сумматора, а вход делителя напряжения соединен с выходом источни5 ка опорного напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора. Цель изобретения - повьппение точности контроля. Устройство содержит регулируе- мьй источник постоянного тока 1, подключенный через коммутатор 2, безьш- дукционный шунт 3 и регулируемое безьшдукционное сопротивление (РБС) 4 к обмоткам асинхронного двигателя 5. С помощью сумматора 9, двухпорогово- го компаратора 10, реле 4 и следящего регулятора 12 выполняются операции по изменению значения РБС для компенсации температурных изменений контура затухания тока по сравнению с базовым измерением, Выход на определенную величину магнитной проницаемости основного пути магнитного потока двигателя осуществляется с помощью делителя напряжений 8, реле 11, 13, триггера 15 и одновибраторов 14, 17, которые позволяют устанавливать на выходе регулируемого источника постоянного тока 1 значение тока предварительного подмагничивания и начального тока. Затухание последнего в контуре, образуемом безьшдукцион- ным шунтом 3, РБС 4 и обмотками двигателя, происходит при замыкании контакта коммутатора 2, После окончания интегрирования во времени процесса затухания начального тока индикатором 20 измеряется диагностический сигнал на выходе интегратора 19. Применение устройства при эксплуатации двигателей предотвращает их аварийный выход из строя. 4 ил. (Л со о 00 со СП

На бход сумматора 9

Вых. 6/1.17

На. бход интегратора 19

К of нот кап Зви-. гате/1я

dJ

/«

1308957 На бход реле 6

П.2

Но. вход бторого pe/ie f

Пуск

1

tf t2

Редактор М.Бланар

фиг.

Составитель В.Никаноров Техред И.Попович

Заказ 1795/38 Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

t3

Ч

Корректор А.Обручар