Способ контроля электрической машины

Способ контроля электрической машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)911385

Союз Советскик

Социалистических

Ресяубпни (6! ) Дополнительное к авт; свид-ву (22)Заявлено 06.02.80 (2!) 2879947/24-07 (51}M. Кл;

G 01 R 31/34

Н 02 К 15/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет фкударстееный кемктет

СССР по аелам иаебретеинй и открытнй (53} УДК 621.

° 313.2 (088.8}

Опубликовано 07. 03.82, Бкмлетень № 9

Дата опубликования описания 10.03.82

1„

В.H. Потапов ,)

))3 «)

Рижский Краснознаменный институт инженеров. г ской авиации им. Ленинского комсомола (72) Автор изобретения (71) Заявитель (4) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для использования в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта при их диагностировании,. в частности для беэразборного определения дефектов коллектора и шарикоподшипников, Известен способ контроля скользящего контакта электрической машины постоянного тока, основанный на оцен-то ке степени искрения в скользящем контакте по параметрам коммутационных пульсаций переходного напряжения скользящего контакта путем изменения средневыпрямленного значения пульса35 ций напряжения при фиксированной скорости вращения, формировании контрольного сигнала и оценке степени искрения по отношению к укаэанному сигналу от сигнала вставки, при этом одновременно измеряют пиковые значения пульсаций переходного напряже- ния (12 .

Как известно амплитуды (среднеквадратические значения) некоторых составляющих спектра пульсаций (напряжения), генерируемые электрической машиной, изменяются при появлении дефектов коллектора и шарикоподшипника. Например амплитуды составляющих с частотой вращения ротора,с двойной частотой вращения ротора и коллекторной частотой равные и, 2п и kn, где n - частота вращения ротора; k " число коллекторных пластин, характеризуют соответственно эксцентриситет, эластичность и перепады между пластинами коллектора.

Аналогично амплитуда спектральной составляющей с частотой прокатывания шариков по наружному кольцу шарикоподшипника зависит от радиального зазора подшипника.

Однако использование перечисленных и других информативных составляющих в качестве диагностических параметров осложняется их зависимостью от

91 1 385

3 режима работы электрической машины (тока и частоты вращения), а также от ряда неконтролируемых факторов, приводящих к несимметрии электричес ких и магнитных цепей машины, например от неравномерности зазоров магнитной цепи, характера относительного размещения витков обмотки в пазах и др„

Поскольку перечисленные неконтро- 1в лируемые факторы вследствие технологических причин неизбежно имеют рассеивание, то это приводит к случайному изменению величины диагностических параметров, что, в свою очередь, вызовет снижение достоверности диагноза.

Кроме того, одновременно задание фиксированных (постоянных) значений тока и частоты вращения в про.цессе диагностирования (с целью исключения влияния режима работы на результат диагноза) для многих элект:рических машин без демонтажа их с объекта установки на испытательный стенд невозможно, Это ограничивает область применения известного способа диагностирования. Отметим, что зависимость амплитуд (среднеквадратических значений) спектральных составляющих пульсаций напряжения д 0; от режима работы машины может быть представлена в следующем виде

AU) = kn дФ„. где и - частота вращения ротора;

- постоянный коэффициент;

ЬФ„ - соответствующая составляющая пульсаций магнитного по-. тока в общем потоке машины.

Экспериментально установлено, что амплитуды пульсаций йФ„ (обуславливающих в спектре пульсаций напряжения соответствующие информативные со ставляющие) где и coAst зависят как от величины суммарного потока машины

g$

{а следовательно, тока), так и от величины дефекта, например перепада .между коллекторными пластинами, причем с увеличением частоты вращения влияние дефектов на увеличение амплитуд информативных спектральных составляющих растет. Следовательно, относительное изменение амплитуд информативных составляющих спектра (напри мер величина их отношения) при двух фиксированных частотах вращения и измененном. токе нагрузки зависит только от величины дефекта. ф

Известен также способ контроля электрической машины постоянного то- ка, основанный на определении дефектов скользящего контакта путем измерения средневыпрямленного значения переходного напряжения в нем при двух фиксированных частотах вращения, нахождения их отношения, формирования контролируемого сигнала;,: и осуществляющийся при стабилизации тока (23.

Анализируя возможности задания двух фиксированных значений частоты вращения при постоянном токе, укажем,. что подобный режим не может быть реализован (для электродвигателей) на объекте (например на борту ЛА), поскольку в этом случае возможность одновременного управления частотой вращения и моментом нагрузки отсутствует.

Что же касается диагностирования электрических машин (и в первую очередь электродвигателей) непосредственно на объекте установки (без управления моментом нагрузки), то в этом случае необходимо учитывать измене- ния амплитуд (следовательно, и их отношений) информативных составляющих из-за изменения непостоянства тока при фиксированных участках вращения.

Таким образом, данный способ имеет ограниченную область применения и малую точность.

Цель изобретения - расширение области применения и повышения точности контроля.

Для достижения поставленной цели создают в цепи машины эталонные пульсации тока с постоянной частотой, измеряют пульсации напряжения с частотой эталонных пульсаций тока при указанных двух частотах вращения, находят их отношение, а контролируемый сигнал формируют делением отношения измеренных составляющих переходного напряжения на величину отношения эталонных составляющих напряжения..

На чертеже показана схема для реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью электронного кгюча на транзисторе 1, управляемого от гене" ратора 2 импульсов, производится периодическое шунтирование резистора 3 резистором 4, которые образуют добавочное сопротивление в цепи обмотки возбуждения электродвигателя

5: . 9113 последовательного возбуждения. Съем, и измерение эталонной и информативных составляющих осуществляется с другой обмотки 6 возбуждения на другое.направление вращения путем использова- s нйя анализатора 7 спектра. . Создают в цепи электрической,. машины эталонные пульсации. тока стабильной частоты и амплитуды, При двух фиксированных значениях скорости вра- 1в щения двигателя измеряют. значения пульсаций напряжения с эталонной час-. тотой и находят их отношение. Указан.ное отношение зависит только от из" менения тока двигателя в промежутке между заданием двух фиксированных частот вращения. При указанных час:тотах вращения измеряют также средневыпрямленное значение пульсаций напряжений и находят их значения,. 20

Указанное отношение зависит как от наличия дефектов, так и ot примене- ния тока двигателя. Контролируемый сигнал формируют делением двух указанных отношений, он не зависит от 25 изменения тока двигателя и его отличие от сигнала уставки связано только с наличием дефектов скользящего контакта.

1способа, поскольку обеспечивает возможность диагностирования различных электрических машин непосредственно на объекте установки.

Повышение достоверности диагноза при.использовании предлагаемого способа обусловлено также уменьшением влияния систематической .погрешности измерения амплитуд информативных составляющих спектра на результат диагноза.

Формула изобретения

Как показали результаты экспериментальных исследований в качестве фиксированных частот вращения целесосфразн6.испольэовать соответственно, максимально возможную по техническим условиям частоту вращения в диапазоне 5-301 от максимально возможной. Ю 4О

Применительно к авиационным элект-. родвигателям постоянного тока (которые явились объектом исследований)

8 качестве эталонных пульсаций тоха можно использовать пульсации, амплитуда которых составляет 3-2Ж.от ноии4з нального,значения тока, а частота .1-5 кГц. Конкретные знамения частоты и амплитуды для каждого-типа машин выбираются из условия надежного выделения эталонной составляющей из спектра .пульсаций тока (напряжения) машины.

Таким образом, предлагаемая сово" купнасть новых признаков позволяет повысить достоверность диагноза за счет исключения влияния некоторых неконтролируемых факторов и тока, а также расширить область применения

Кроме того, достоинством предлагаемого.способа является возможность универсальной нормировки допустимых изменений контролируемого параметра, ибо в качестве последнего используется относительная величина.

Повышение достоверности диагноза ает возможность повысить надежность ункционирования оборудования, имеющего электрические машины, за счет предупрежденйя их возможных отказов, Это особенно важно применительно к изделиям авиационной техники, отказы 1 которых влияют на безопасность и регулярность йолетов.

Предлагаемый способ позволяет также уменьшить затраты на техническое обслуживание и, кроме того; .более полно использовать индивидуальные ресурсы электрическик машин е процессе эксплуатации.

Способ;контроля электрической машины постоянного тока, основанный на определении дефектов скользящего контакта путем изменения срйдневыпрямленного. значения .переходного падения напряжения в,нем при двух фиксированных частотах вращения; нахождении их отношения, .формировании контролируемого .сигнала оценки дефектов по отклонению комтролируемого сигнала от сигнала уставки, о т л и ч à е- щ и и с .я тем, что, с целью расширения области. прймененИя и повышения точности контроля, в .цепи мааи- ны создает эталонные пульсации тока с постоянной частотой, измеряют пульсации напряжения с частотой эталонных пульсаций тока при указанных двух частотах вращения, находят их отношение, а контролируемый сигнал формируют делением отношения измеСоставитель P. Никаноров

Редактор В. Данко- Техред Ж.Кастелевич

Корректор "* Демчик

Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Рауаская наб., д. 4/5 юеевеэааавю

Филиал IlI1n "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1116/34

7 911385 8 ренных составляющих, переходного на- 1. Авторское свидетельство СССР пряжения на величину отношения эта- по заявке 1г 2487736/24-07, лонных составляющих напряжения. . кл. Н 02 К. 15/00, 1977. 2. Авторское свидетельство по

Источники информации, S заявке II 2526831/24-07, принятые во внимание при экспертизе кл. Н 02 К 15/00, 1977.