Способ диагностирования скользящего контакта электродвигателя Советский патент 1993 года по МПК H02K15/00 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам неразрушающего контроля электродвигателей.

Цель изобретения - повышение достоверности диагностирования.

Сущность способа заключается в следующем. При наличии дефектов контакта в местах дефектов образуется переходное сопротивление, имеющее случайный характер. Это приводит к увеличению интенсивности искрения контакта и возрастанию мощности электромагнитного излучения, вызванного искрением. Мощность электромагнитного излучения возрастает при увеличении интенсивности искрения и при увеличении мощности отдельных разрядов. Однако интенсивность искрения не может служить обьективным источником информации о наличии дефектов. (Под интенсивностью понимается количество разрядов в единицу времени). , Более объективной характеристикой состояния контактов является степень их искрения, определяемая визуально при наблюдении работающего скользящего к.он- такта и использующая величину излучаемой мощности.

В месте с тем точечные дефекты на поверхности контактирующих поверхностей приводят к возрастанию длительности отдельных разрядных импульсов и, как следствие, к увеличению дисперсии, а соответственно среднеквадратического отклонения времени разряда. Учет последней взаимосвязи позволяет существенно повысить достоверность диагностирования скользящего контакта. Действительно, возрастание длительности отдельных разрядов

§

ся ел

W

не приводит к существенному возрастанию мощности излучения. В то же время дисперсия флуктуации времени разряда увеличивается достаточно сильно. Поэтому достоверность предлагаемого способа увеличивается как по сравнению со счетом импульсов, так и по сравнению с визуальным определением степени искрения.

Для учета последнего фактора из спектра принимаемого электромагнитного излучения выделяются низкочастотные составляющие/амплитуда которых пропорциональна длительности разряда. этом регистрируются среднее значение U и сред- неквадратическое отклонение 7U принимаемого сигнала. Их отношение практически не зависит от флуктуации числа разрядных импульсов, но существенно зависит от флуктуации длительности разрядных импульсов.

Поэтому параметр

7и

тг

0)

может быть выбран в качестве информативного и по его значению можно судить о состоянии скользящего контакта для его диагностики.

На фиг.1 показана блок- схема для осуществления способа, где приняты следующие обозначения: 1 - антенна (приемная); 2 - предварительный усилитель; 3 - фильтр с полосой (10+100) кГц; 4 - регулируемый усилитель; 5 - детектор; 6 - интегратор; 7 - дифференциальный усилитель; 8 - квадратичный вольтметр.

Схема работает следующим образом. Излучение искрового разряда скользящего контакта испытуемого электродвигателя (на схеме не показан) принимается антенной 1, усиливается предварительным широкополосным усилителем 2, фильтруется фильтром 3. Регулировка усиления усилителя 4 обеспечивает нормальную работу остальных устройств. Усиленный усилителем 4 сигнал детектируется детектором 5 и усредняется интегратором 6. Поступающий с интегратора 6 сигнал на дифференциальный усилитель 1 равен среднему значению низкочастотной составляющей принимаемого электромагнитного излучения. На второй вход дифференциального усилителя 7 поступает сигнал флуктуирующего напряжения с выхода усилителя 4. На выходе дифференциального усилителя формируется сигнал разности. Квадратичный вольтметр 8 измеряет его среднеквадратическое отклонение. По показаниям индикаторов интегратора б и квадратичного вольтметра 7 устанавливают значение величины U и ггц соответственно.

0

5

0

5

0

5

Время интегрирования интегратора 6 определяется величиной

„ 1 т - -1-

Тнг

где W - нижняя граничная частота фильтра 3.

Выбор полосы частот фильтра 3 обусловлен с одной стороны селекцией от фонового шума, преобладающего на частотах ниже 10 кГц, а с другой стороны - требованием устранить верхние частоты в спектре принимаемого электромагнитного излучения.

Пример практической реализации способа показан на фиг.2. Кривая 9 соответствует изменению параметра г) в зависимости от степени искрения п для двигателя ДП M-25-HI; кривая 10 -относительному изменению (N/N0) числа разрядных импульсов при разных степенях искрения, причем N0 соответствует степени искрения 1,25.

Из фиг.2 непосредственно следует повышение достоверности предлагаемого способа и достижение операциями способа цели изобретения. Операции способа сводятся к следующему: испытывают ограниченную выборку электродвигателей на ресурс работы; в ходе испытаний периодически определяют информативный параметр TJ для каждого электродвигателя; устанавливают среднее значение порогового значения j/n. предшествующее отказу скользящего контакта и его среднеквадратическое отклонение а п.

,li

Очевидно, -

(2)

где г} in - индивидуальное пороговое значение информативного параметра у 1-го электродвигателя;

k - количество испытанных электродвигателей.

При этом среднеквадратическое отклонение равно

t

, ) rr.

(3)

В качестве порогового значения при эксплуатации выбирают величину

пэ tJn-Orj.(4)

В ходе эксплуатации периодически измеряют среднее значение регистрируемого сигнала U и его среднеквадратическое отклонение Оц .

Определяют величину / г;и /U и при ее приближении к величине tj Пэ . делают вывод о необходимости ремонта скользящего контакта или замене двигателя.

Применение предлагаемого способа обеспечивает достоверное обнаружение износа скользящего контакта и его своевременный ремонт. Тем самым предотвращается внезапный отказ электродвигателя, обеспечивается своевременное введение резервирования и тем самым значительная экономия материальных средств от внезапных простоев дорогостоящего оборудования.

Формула изобретения Способ диагностирования скользящего контакта электродвигателя, включающий

0

прием сигналов электромагнитного излучения искровых разрядов, формирование счетных импульсов и сравнение количества полученных импульсов за определенный промежуток времени с заданным количеством импульсов, отличающийся тем. что, с целью повышения достоверности диагностирования, выделяют низкочастотную составляющую принятого сигнала, измеряют ее среднее значение и среднеквадрати- ческое отклонение, определяют отношение среднеквадратического отклонения к среднему значению и сравнивают его с заданным значением.

Фиг/