Устройство для контроля вибраций электрической машины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, содержащее измерительный преобразователь вибраций, усилитель,генератор гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, генератор гармонических колебаний снабжен, датчиком пульсаций тока, предназначенным для включения в элект рическую цепь машины, полосовым фильтром, усилителем-ограничителем и фазосдвигающей цепочкой, причем вьаход датчика пульсаций тока соединен с входом полосового фильтра, выход полосового фильтра - с входом усилителя-ограничителя, а выход усилителя-ограничителя подключен к входу первого блока умножения непосредственно , а к входу второго блока умножения - через фазосдвигающую це-s почку.

союз соеятсних

Н« республик аа (и) 3С ) G 01 R 31/34

Госуддрственнцй комитет ссср (21) 3348547/24-07 (22) 27.10.81 (46) 30.04.83. Бюл, 9 16 (72),М.И.Пальчих и В.Н.Потапов. (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. ЛЕнинсКого комссмола (53) 621 ° 313(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 640396, кл. Н 02 K )5/00, 1977.

2. Котолевский Ю.М., Пальчих М.И.

Устройство для диагностирования электромеханических систем. Сб. Обслуживание по состоянию и автоматизация контроля A и РЭ0 ГА .

Рига, 1979, с.71-73. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ВИБРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, со- держащее измерительный преобразователь вибраций, усилитель, генератор гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, генератор гармонических колебаний снабжен. датчиком пульсаций тока, предназначенным для включения в электр рическую цепь машины, полосовым фильтром, усилителем-ограничителем и фаэосдвигающей цепочкой, причем выход датчика пульсаций тока соединен с входом полосового фильтра, выход полосового фильтра - с входом усилителя-ограничителя, а выход усилителя-ограничителя подключен к входу первого блока умножения непосред- g

Р ственно, а к вхбду второго блока умножения — через фаэосдвигающую цеч почку.

1015316

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при оценке их технологического состояния в условиях эксплуатат ции и ремонта.

Известно устройство для контроля электрической машины, содержащее дат чик коммутационных пульсаций напряжения, блок формирования диагностического параме;ра и индикатор (1 j, Недостатком устройства является ограниченная область применения, обусловленная невозможностью оценки дефектов шарикоподшипников и других узлов различных электрических машин.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля вибраций электрической машины, содержащее измерительный преобразователь вибраций, усилитель, генератор гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения (2).

Недостатками известного устройства является малая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точ ности контроля.

Поставленная цель достигаЕтся тем что в устройстве для контроля вибраций электрической машины, содержащем измерительный преобразователь вибраций, усилитель, генератор гармонических колебаний, два блока умножения и блок измерения, генератор гармонических колебаний снабжен датчиком пульсаций тока, предназначенным для включения в .электрическую цепь двигателя, полосовым фильтром, усилителем-ограничителем и фаэосдвигающей цепочкой, причем выход датчика пульсаций тока соединен с входом полосового фильтра, выход полосового фильтра - с входом усилителя-ограничителя, а выход усилителя-ограничителя подключен к входу первого блока умножения непосредственно, а к входу второго блока умножения через фазосдвигающую цепочку.

На чертеже представлена блоксхема устройства.

Устройство для контроля вибрации электрической машины содержит измерительный преобразователь 1 колебаний, например, вибродатчик, устанавливаемый на корпус электрической машины 2, усилитель 3, датчик 4 пульсаций тока (напряжения), предназначенный для включения в цепь питания электрической машины 2 полосовой фильтр 5, усилитегь-ограничитель б, фазосдвигающую цепочку 7, блоки 8 и 9 умножения и блок 10 измерения °

Устройство работает следующим

I образом.

50 монических сигналов, сдвинутых по фазе на 90".

60

5

30

Механические колебания, порождаемые контролируемой электрической машиной 2 в процессе ее работы преобразуются преобразователем 1 (например, с помощью пьезоэлектрического вибродатчика) в электрический сигнал, который усиливается помощью усилителя 3 и поступает на входы блоков 8 и 9 умножения для перемножения с сигналами генератора гармонических колебаний, изменяющихся по синусоидальному и косинусоидальному законам с частотой, кратной частоте вращения.

Принцип действия генератора гармонических колебаний основан на выделении из спектра электрических пульсаций тока (напряжения) гармонических составляющих с частотой, кратной частоте вращения (например, равной ей), нормализации их по амплитуде и получении двух гармонических составляющих, сдвинутых по фазе на 90 . С этой целью сигнал с датчика 4 пульсаций тока (напряжения) в качестве которого можно использовать шунт в цепи электрической машины или ее обмотку возбуждения, поступает на полосовой фильтр 5 (например, активный RC-фильтр), настроенный на частоту определенной составляющей спектра пульсаций, кратной частоте вращения.

Как известно в спектре пульсаций напряжения (тока) электрической машины 2 содержатся составляющие с частотой вращения машины и частотами, кратными ей. Это позволяет получить на выходе полосового фильтра 5 гармоническую составляющую с часто той, кратной частоте вращения. Для нормализации ее по амплитуде указанная составляющая проходит через усилитель-ограничитель, в качестве которого можно испольэовать усилитель с автоматической регулировкой усиления, обеспечивающий постоянство амплитуды гармонического сигнала на выходе при изменении его на входе. Прохождение сформированного сигнала через фазосдвигающую цепочку 7 обеспечивает получение на входах блоков 8 и 9 умножения гарПосле блоков 8 и 9 умножения сигналы подаются для интегрирования (осреднения) в блок 10 измерения, включающий два интегратора и два индикатора. Выходными сигналами устройства являются коэффициенты Фурье а и b„, несущие диагностическую информацию о вибрации электрической машины 2, например, о величине дисбаланса или износа шарикоподшипников.

Рассматривая динамический процесс изменения частоты вращения 1015316

Составитель В.Никаноров

Техред М.Тепер Корректор Ю.Макаренко

Редактор Е.Папп

Заказ 3201/42 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 электрической машины 2 в процессе контроля отметим, что частоты содержащихся в сигнале вибродатника спектральных составляющих (несущих диагностическую информацию о техническом состоянии машины) будут.из- меняться синхронно с изменением частоты вращения.

Например, подобным образом будет изменяться оборотная составляющая спектра вибраций, которая несет ин- 10 ! формацию о дисбалансе электрической машины.

Однако практически возможные флуктуации частоты вращения электрической (5 машины в процессе ее.контроля (не превышающие 5-15% от заданной частоты вращения) не приведут к сбоям в показаниях предлагаемого устройства, так как при соответствующем выборе полосы пропускания полосового фильтра 5 на его выходе будет надежно обеспечено получение сигнала частоты вращения.

Таким образом, прЕдлагаемое техническое решение позволяет повысить точность измерения и упростить контроль технического состояния электрических машин, поскольку оно не требует механического сочленения ее вала с устройством контроля. Кроме того, использование предлагаемого устройства дает воэможность расширить область его применения, посколь. ку обеспечивает воэможность контроля (в том числе и высокооборотных) электрических машин без их съема с объекта, например, летательного аппарата.