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

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля неравномерности воздуш ного зазора асинхронных двигателей с фазным ротором.

Цель изобретения повышение- точности и уменьшение трудозатрат контроля воздушного зазора асинхронного двигателя с фазным ротором.

Сущность изобретения заключается в том, что измеряют температуру обмотки ротора, которая принимается равной температуре окружающей среды, подключают ненагруженный асинхронный -двигатель к сети рабочего напряжения контролируют во время разгона ротора частоту его вращения по данным измерения частоты тока в роторе при положительном его ускорении, отключают двигатель от сети при частоте вращения ротора в пределах 0,5-0,95 номи- нбшьного значения, определеюят температуру обмотки ротора в момент откл чения и постоянную времени затухания тока в роторе и по сопоставлению температуры перегрева ротора и постоянной времени тока ротора с базовыми значениями судят об изменении неравномерности воздущного зазора.

Температуру обмотки в момент отключения двигателя от сети в контрольном (tj,) и базовом (tg) опытах определяют, например, с использованием выражения для учета перегрева обмотки ротора во время пуска ненагруженного двигателя,

Учет влияния температурных изменений активного сопротивления ротора производится по известной формуле,

Изменение тока в роторе осуществляют с помощью измерительных шунтов, включенных последовательно в цепь каждой фазной обмотки ротора (между кольцами и добавочным сопротивлением) . Определение диагностического параметра - постоянной времени затухания переходного тока в роторе - производят по изменению во времени изображающего вектора тока в роторе.

В качестве диагностического сигнала возможно также использование тока одной из фазных обмоток ротора, имеющей наибольшее начальное значение переходного тока.

Постоянная времени затухания переходного тока в роторе определяется по известному выражению.

10

27024 . 2

Количество измерений и интервалы времени между измерен;1ями целесообразно принимать исходя из ориентировочного значения постоянной времени, равного 1/3 времени затухания переходного тока в роторе до 0,05 1р . начиная с момента отключения двигателя от сети, В течение указанного промежутка времени следует производить (через примерно равные интервалы) 8-16 измерений тока и соответствующих координат времени, отсчитываемых от первого измерения, которое осуществляют после снижения начального тока (IP ) не менее, чем в два раза по сравнению с его значением в момент отключения двигателя от сети. Это обеспечивает ненасьш;енное состояние пути основного магнитного потока и, следовательно, исключает зависимость постоянной времени затухания тока в роторе от величины этого тока.

Связь неравномерности воздушного 25 зазора (эксцентриситета) с постоянной времени (Т) затухания свободного переходного тока в роторе асинхронного двигателя следует из анализа выражения

т - lp -i 5ifii)

А -- f

15

20

30

где -Х

35

0

5

X(f)

(О

f

Гр - индукт ивное сопротивление рассеяния и активное сопротивление обмотки ротора; сопротивление взаимоиндукции между обмотками статора и ротора;

- эксцентриситет ротора, определяемый по данным метрических измерений Максимального ( «dKc ) минимального (;«цн) значений воздушного зазора между ротором и статором в торцовых сечениях расточки статора.

50

Поскольку индуктивное сопротивление взаимоиндукции асинхронного двигателя более чем на порядок больше . индуктивного сопротивления рассеяния обмотки ротора, а последнее пример- 55 но равно индуктивному сопротивлению рассеяния обмотки статора, то с весьма малой погрешностью

т -

Т -- -г;(2)

где - синхронное индуктивное

сопротивление асинхронного двигателя,

С учетом изменения теплового режима двигателя в контрольном опыте по сравнению с базовыми условиями относительное значение постоянной времени равно

k + tj k + tg

о

Т,

где t и tg - значения температур обмотки ротора при контрольном и базовом измерениях;

Т и Tg - постоянные времени в контрольном и базовом опытах;

к - коэффициент, зависяпщй от материала обмотки ротора (k 235 - для меди и k 245 - для алюминия).

Изменение Т О , в функции эксцентриситета ротора для асинхронных двигателей, имеющих число пар полюсов более одной при отсутствии насыщения пути основного магнитного потока происходит по линейному закону. При этом увеличение . от О до 100% приводит к соответственному увеличению указанных величин от 1 до 1,2 отн. ед.

Использование зависимости X

5-0

f(), полученной при смещении оси ротора параллельно оси расточки статора, для определения характеристики работоспособности, позволяет-определять максимальный эксцентриситет для пoлVчeннoгo при контрольном опыте значения Т о Х , о с учетом Не только эксцентричных, но и всех возможных пространственных расположений оси ротора относительно оси расточки статора,

В соответствии с указанной характеристикой работоспособности при изменении е от О до 100% значения рассматриваемых диагностических параметров (X f. g-Q и Tjf.) увеличиваются .от 1 до 1,082 отн.ед.

Неравномерность воздушного зазора определяют следующим образом.

При равномерном-воздушном зазоре отсоединенного от механизма асинхронного двигателя с фазным ротором (например, после монтажа или капитального ремонта) измеряют температуру.

5

окружающей среды, равную температуре обмоток двигателя, включают при ко- роткозамкнутой обмотке ротора ненагруженный двигатель в сеть рабочего напряжения, измеряя частоту тока в роторе, затем отключают двигатель от сети при достижении частоты тока в роторе 0,5-0,05 синхронного значения при положительном ускорении. Измеряют значения тока в фазных обмотках ротора, определяя модуль изображающего вектора тока. После снижения тока до значения 0,5 1р. определяют постоянную времени его уменьшения.

Результаты измерения постоянной времени затухания тока в роторе, температуры обмотки ротора двигателя до пуска и частоты вращения ротора в момент отключения от сети, по которой определяется перегрев обмотки ротора в процессе пуска, используются в качестве базовых данных,

При контроле воздушного зазора . 5 производят измерение тех же величин, что и при базовом опыте. По величине отношения полученной при периодическом контроле постоянной времени, приведенной к температуре базового опыта, к базовому значению этой величины по характеристике работоспособности определяют наибольшую неравномерность воздушного зазора ротора в расточке статора двигателя,

Предпагаемый способ косвенного контроля неравномерности воздушного зазор51 асинхронного двигателя обладает повьш1енной точностью и уменьшением трудозатрат.

0

0

5

Формула изобретения

Способ косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя, заключающийся в измерении температуры обмотки ротора, в кратковременном подключении двигателя к сети, в измерении частоты вращения ротора, в отключении двигателя от сети, измерении при этом температуры его обмоток, в измерении постоянной времени затухания диагностического параметра, при этом о степени неравномерности зазора судят по сопротивлению постоянной времени затухания указанного параметра и.теьше- ратуры обмотки ротора с базовыми изменениями при равномерном воздушном зазоре, отличающийся

513270246

тем, что, с целью повьшения точно- обмотке ротора, измеряют его частоту, сти контроля и уменьшения трудоза- по которой .определяют частоту враще- трат для асинхрснньпс двигателей с вин двигателя и постоянную времени фазным ротором, в качестве диагности- затухания амплитуды тока при отключе- ческого параметра используют ток в кии двигателя от сети.

Изобретение относится к области электротехники. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение трудозатрат на контроль воздушного зазора асинхронного двигателя. По способу измеряют температуру обмотки ротора перед кратковременным подключением .двигателя к сети и в момент отключения при положительном значении ускорения в процессе его разгона измеряют постоянную времени затухания переходного тока в роторе и по сопоставлению температуры перегрева ротора и постоянной времени затухания тока ротора с базовыми значениями судят об изменении неравн о- , мерности воздушного зазора. с (Л