Способ контроля дисбаланса ротора электродвигателя

Способ контроля дисбаланса ротора электродвигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ABTOPCKOt4Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ в»)м»))». ia. Ni

D» 3 cow м. ш- 20 Ф а-а..

")ш= .) (21) 3551818/24-07 (22) 07.02.83 (46) 30.04.84. Бюл. )) 16 (72) B.Н.Потапов и A.A.Cìåðäåâ (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола (53) 621. 313 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 390397, кл. G 01 М 1/22, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3356594/24-07, кл. Н 02 К 15/16, 1981. (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИСБАЛАНСА РОТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, установленного на шарикоподшипниках, осно-! ванный на непрерывном измерении частоты вращения ротора Q в процессе ее плавного увеличения, измерении тока двигателя, непрерывном выделении из него составляющей,с частотой где z — число шариков подшипника с диаметром .») по центрам

)(б)) G 01 R 31/34, Н 02 К 1 5/16 тел качения;

Д вЂ” диаметр шарика; о — угол контакта, фиксация значения частоты вращения ротора ».)»,при котором происходит скачкообразное уменьшение амплитуды выделенной составляющей, и на оценке величины дисбаланса из условия равенства центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля, после увеличения частоты вращения ротора ее плавно уменьшают, при этом непрерывно:выделяют составляющую спектра пульсаций тока с частотой фиксируют значение частоты вращения ютора()< в момент скачкообразного уменьшения амплитуды составляющей тока с частотой и»,. а для

»»» оценки величины дисбаланса в качестве частоты вращения ротора используют среднее значение частот с) ии, ! ge

1089827

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно . авиационным, и может быть использовано при контроле дисбаланса собранных электродвигателей в процессе производства и эксплуатации.

Известны способы измерения дис- баланса, основанные на увеличении скорости вращения электрической машины и фиксации с помощью датчика смещения оси вращения ее ротора в момент равенства центробежной силы и веса ротора (1) .

Недостатком известных способов является необходимость использования датчиков, как правило встроенных, и связанные с этим сложность реализации и ограниченная область применения.

Наиболее близким к предлагаемомУ является способ контроля дисбаланса ротора электродвигателя, установленного на шарикоподшипниках, основанный на непрерывном измерении часто.— ты вращения ротора и в.процессе ее плавного увеличения, измерении тока двигателя, непрерывном выделении из него составляющей с частотой

D-Йсоем

29 где Z, — число шариков подшипника;

П вЂ” диаметр подшипника по центрам тел качения; — диаметр шариков; угол контакта, фиксации значения частоты вращения ротора и,, при котором происходит скачкообразное уменьшение амплитуды выделенной составляющей, и на оценке величины дисбаланса из условия равенства центробежной силы от дисбаланса и веса ротора t2) .

Недостатком такого способа является невысокая точность определения частоты вращения ротора, при которой наступает момент равенства центробежной силы от дисбаланса ротора и веса ротора.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля дисбаланса ротора электродвигателя, установленного на шарикоподшипниках, основанному на непрерывном измерении частоты вращения ротора сд в процессе ее плавного увеличения, измерении тока двигателя, непрерыв. ном выделении из него составляющей с частотой э-dсоъа и =хи до где z — число шариков подшипника с диаметром 11 по центрам тел качения;

d — диаметр шарика, 6 — угол контакта, .

10 0 асов фа

Ищ ХИ 2О э фиксируют значение частоты враше-!

5.ния ротора у в момент скачкообразного уменьшения амплитуды составляющей тока с частотой М „, а для оценки величины дисбаланса в качестве частоты вращения ротора используют

° р среднее значение частот и, и са .

При увеличении частоты вращения, ротора электрической машины смена режимов движения ротора в шарикоподшипниках (из качательного двиъ5 жения ротор переходит в режим обкатывания всех шариков) происходит не при точном равенстве центробеж30

И =()рФЬИ

60

45 фиксации значения частоты вращения ротора (.), при котором происходит скачкообразное уменьшение амплитуды выделенной составляющей, и на оценке величины дисбаланса,из условия равенства центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, после увеличения частоты вращения ротора ее плавно уменьшают, при этом непрерывно выделяют составляющую спектра пульсаций тока с частотой ной силы от дисбаланса и веса ротора, а при незначительном превышении центробежной силы над весом ротора, поэтому искомая частота вращения ротора будет несколько завышена где ц, — частота вращения ротора„ при которой происходит смена режимов движения ротора во время плавного увеличения его частоты вращения, (Jp — частота вращения ротора, при которой центробежная сила от дисбаланса равна весу ротора, 6И вЂ” методическая ошибка определения (,)Р при увеличении частоты вращения ротора.

Это происходит вследствие инерционности механической системы.

По той же самой причине смена режимов движения ротора в шарикоподшипниках при плавном уменьшении частоты вращения ротора происходит не при точном равенстве центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, а при некотором отличии, т.е.

Г c p где — центробежная сила от дисбаланса, P — вес ротора.

Тогда измеренная в этом случае частота вращения ротора будет несколько меньше искомой (2)

Ы1=Рр-Ь4 ) где и — частота вращения ротора, при которой происходит смена режимов движения ротора во время плавного уменьшения первой;

1089527

Ьи — методическая ошибка опреде2 ления Ы при уменьшении частоты вращения ротора.

Найдем теперь среднее значение двух частот вращения ротора, измеренных при плавном увеличении и уменьшении частоты вращения во время смены режимов движения ротора и «2 Ьи -llrJ т. е. Ю а ,„, „„, (3)

Р P

Из сравнения соотношений (1) и (3) видно, что (g р-Mp Q((др т. е. среднее значение измеренных частотИ,оближе к искомому значению акр, соответствующему равенству центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, чем измеренное н прототипе значение частоты вращения ротора Q< при плавном увеличении последнеи, На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ., устройство содержит датчик 1 пульсаций, режекторный фильтр 2, два избирательных автоматически перестраиваемых фильтра 3 и

4, частотометр 5 и . регистратор б. датчиком 1 пульсаций является сам электродвигатель, а точнее его обмотка, например, якорная. Режекторный фильтр 2 предназначен для подавления основной гармоники питающего напряжения двигателей переменного тока, а для электродвигателей постоянного тока он не нужен. Избирательные автоматически перестраиваемые фильтры 3 и 4 служат для выделения из спектра пульсаций тока электродвигателя соответственно составляющей с частотой, кратной частоте вращения ротора, и составляющих с шариковыми .частотамии„и И а при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора соответственно. Поиск и захват избирательными фильтрами информативных составляющих осуществляется вручную, а последующая автоматическая пере.стройка может быть осуществлена включением, например, в работу цепи (фаэовой автоподстройки частоты).

Частотомер 5 служит для измерения ,частоты обратной составляющей и выдачи информации на регистратор б, который одновременно регистрирует информацию о частоте спектральной составляющей, кратной частоте вращения ротора, и об амплитуде составляющих с частотами вращения шариков<1 иЫ„ соответственно при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора. Это дает возможность

15 кратной частоте вращения ротора и об амплитуде составляющей с частотой вращения шариков(),а. Фиксируют значение частоты и,спектральной составляющей, кратной частоте вращения ротора в момент резкого уменьшения амплитуды спектральной составляющей с частотой вращения шариков !

Ящ .

25 Иэ спектра пульсаций тока электродвигателя непрерывно выделяют составляющую с частотой, кратной частоте вращения роторами, и составляющую с частотой вращения шариков

З0 .Q в процессе плавного уменьшения частоты вращения электродвигателя, затем измеряют .частоту составляющей, кратной частоте. вращения ротора.

65 их долговечность, что в конечном

4Q

50 определять частоты вращения ротора и,и в моменты резкого уменьшения амплитуд спектральных составляющих с частотами Q> и Ы ц соответственно.

При осуществлении способа из спектра пульсаций тока электродвигателя непрерывно вьщеляют составляющую с частотой, кратной частоте вращения ротора u, и составляющую с частотой вращения шариков у,ав процессе плавного увеличения частоты вращения .электродвигателя. Затем измеряют частоту составляющей, кратной .частоте вращения ротора, одновременно регистрируют информацию о частоте спектральной составляющей

Одновременно регистрируют информацию о частоте спектральной составляющей, кратной частоте вращения ротора, и об амплитуде составляющей с частотой вращения шариков

И, фиксируют значение частоты Qg спектральной составляющей кратной частоте вращения ротора в момент резкого уменьшения амплитуды спектральной составляющей с частотой вращения шариков Mz, Искомое значение частоты вращения роторами определя ют как среднее значение зафиксирован.ных частот Сд,и (а, а величину дисбаланса определяют по известной формуле.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность контроля дисбаланса ротора электродвигателя без применения специального датчика за счет более точ- ного определения частоты вращения ротора, при которой наступает ра венство центробежной силы от дисбаланса и веса ротора. .Повьааение точности контроля дисбаланса обеспечивает более точное определение динамических нагрузок в шарикоподшипниках и тем самым дает воэможность точнее прогнозировать

1089527

Составитель В.Никаноров

Редактор Н.Безродная ТехредМ.Гергель Корректор A.Çèìoêîñåâ

Заказ 2928/43- Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дЕлам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб ., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 итоге, позволяет увеличить периодичность контроля. В свою очередь, увеличение периодичности контроля обеспечивает сокращение затрат на техническое обслуживание различных электродвигателей.