Способ косвенного определения эксцентриситета воздушного зазора электрической машины
СПОСОБ КОСВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, заключающийся в измерении сигнала с вибродатчика , фильтрации указанного сигнала и в измерении параметров модуляции сигнала вибрации, о т л и ч аю щ и и с я тем, что,С целью повышения точности определения величины эксцентриситета, отфильтрованный сигнал логарифмируют с помощью логарифмического усилителя , полученный сигнал еще раз фильтруют, определяют .разность амплитуд полученного после второй фильтрации сигнала, сравнивают их с порбговыми значениями и оп- Q ределяют величину эксцентриситета.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PECflVSËÈК (292 (21) З(Я) а 01 3 34
OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
H a4TOPCMOMV CBMBBlWlbCTBV (21) 3423052/24 07 (22) 11.02.82 (46) 07.01.84. Бюл, М 1 (72) A.À. Александров, Е.Н. Атраы . кевич, A.Â. Барков, Л.Б, Лебедена и М.П. Цыпкин (53) 621;313(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 672708, кл. Н 02 К 15/16 1977
2. Авакян В.A. Бровман Я.С., Демирчян К.С., Имутер С.A. Оценка неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя на основе измерений его вибраций. Технология электротехнического производства ..
Вып. 32, 1971, с. 45-49 (54) (57) СПОСОБ КОСВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, заключающийся в измерении сигнала с вибродатчика, фильтрации указанного сигнала и в измерении параметров модуляции сигнала вибрации, о т л и ч аю шийся тем, что,-с целью повышения точности определения величины эксцентриситета, отфильтрованный сигнал логарифмируют с помощью логарифмического усилителя, полученный сигнал еще раз фильтруют, определяют разность амплитуд полученного после второй фильтрации сигнала, сравнивают их с пороговыми значениями и определяют величину эксцентриситета. Е
1065789
Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к способам контроля параметров электрических.машин, и может быть использовано для определения одного из параметров электромагнитной системы статор— ротор электрической машины, а именно эксцентриситета воздушного зазора.
Известен способ косвенного определения эксцентриситета воздушного зазора электрической машины, основанный на определении максимальной и минимальной амплитуд зубцовых гармоник ЭЦС, наводимой магнитным полем рассеяния в специальной обмотке на корпусе электрической машины, из- 15 меряемых на холостом ходу в моменты времени, отстоящие друг от друга на
1/2 оборота ротора, в сравнении их значений и определении величины .эксцентриситета воздушного зазора по 20 результатам сравнения (1) .
Недостатком укаэанного способа . является низкая точность определения величины эксцентриситета воздушного зазора из-за экранирования измеряемого магнитного поля корпусом электрической машины, а также невозможность определения статического эксцентриситета воздушного зазора..
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ косвенного определения эксцентриситета воздушного зазора электри- ческой машины, заключающийся в измерении сигнала с.вибродатчика, фильтрации указанного сигнала и в из- мерении параметров модуляции сигнала вибрации согласно которому изме7 ряют спектр сигнала вибрации электрической машины, выделяют отдельные гармонические составляющие, и срав-. 40 нивают их с пороговыми значениями сигналов и определяют ж вид дефекта (2) .
Недостатком указанного способа является малая чувствительность и 45 низкая точность определения величины эксцентриситета,, вызываемые тем, что для определения величины эксцентриситета используется только одна из составляющих вибраций электричес- 50 кой машины и параметры амплитудной модуляции этой составляющей. цель изобретения - повышение точности определения величины эксцентриситета воздушного зазора.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу косвенного определения эксцентриситета воздушно- . го зазора электрической машины, заключающемуся в измерении сигнала с ь0 вибродатчика, фильтрации указанного сигнала и в измерении параметров модуляции сигнала вибрации, отфильтрованный сигнал логарифмируют с помощью логарифмического усилителя, йо- 5 лученный сигнал еще раз фильтруют, определяют разность амплитуд полученного после второй фильтрации сигнала, сравнивают их с пороговыми значениями и определяют величину эксцентриситета °
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что для определе» ния величины эксцентриситета воздушного зазора электрической машины используют эффекты, связанные с амплитудной и частотной модуляцией сил.электромагнитного происхождения, действующих между статором и ротором.
Вибрации, создаваемые модулированными силами, также приобретают амплитудную и частотную модуляцию, а в спектре вибрации наблюдается периодичность в интенсивностях амплитуд составляющих сигнала вибрации по частоте. В зависимости от вида эксцентриситета воздушного зазора наблюдаются периодичности либо с частотой вращения ротора.(динамический эксцентриситет) либо с двойной частотой электрической сети (статический эксцентриситет). Характеристики этих периодичностей определяют величину эксцентриситета с большей точностью, чем характеристики амплитудной или частотной модуляции зубцовых составляющих спектра . вибраций электрической машины. Указанные периодичности, анализ которых в прямом спектре затруднен из за большого количества дискретНЫХ СОс тавляющих на узком интервале частот, могут быть выделены с помощью кепстрального преобразования исходного сигнала вибрации, Кепстральное преобразование сигнала математически описывается уравнением ( F — диапазон частот, используемых для получения спектра; Т вЂ” длительность реализации сигнала, поступающего в анализатор спектрами Б(t) — исходный сигнал вибрации; — частота, Гц; - время, с; — частота спектра, имеющая размерность 1/5, с. Логический спектр представляет собой спектр логарифма спектра сигнала вибрации. На фиг. 1 изображена блок-схема одного из вариантов устройства, реализующего предложенный, способ; на фиг. 2 и 3 — спектры сигналов вибрации асинхронного электродвигателя при отсутствии и наличии эксцентриситета воздушного зазора. 1О65789 а=о «/асти Устройство для косвенного определения эксцентриситета воздушного зазора электрической машины состоит из датчика 1 вибраций, усилителя 2, уз-, кополосных анализаторов 3 и 4 спек > тра логарифмирующего блока 5, блока 6 сравнения и индикатора 7. Способ осуществляется следующим образом. Исходный сигнал вибрации воспринимается датчиком 1 вибраций, усиливается усилителем 2, анализируется анализатором 3 спектра, полученный на выходе анализатора спектр логарифмируется логарифмирующим блоком 5, затем логарифмированный спектр исходного сигнала анализируется анализатором 4 спектра, в котором выделяются периодичности, имеющиеся в спектре исходного сигнала, полученный спектр логарифма спектра (.спектр) 20 исходного сигнала поступает в блок 6 сравнения, где вычисляются разности между уровнями его составляющих и полученные разности сравниваются с пороговыми значениями, затем резуль- 25 таты сравнения поступают на индика- . тор 7. Частоты дискретных составляющих ;спектра соответствуют модулирующим -частотам исходного сигнала вибрации,.у определяемым видами эксцентриситета. Амплитуды дискретных составляющих кепстра соответствуют интегральной (суммарной) глубине амплитудной и частотной модуляции и определяются 35 величиной эксцентриситета. В качестве примера, иллюстрирующего предлагаемый способ, на фиг. 3 приведены полученные экспериментальным путем спектры сигналов вибрации асинхронного электродвигателя при различных величинах эксцентриситета воздушного зазора. При увеличении эксцентриситета от Е1 до Eg увеличиваются амплитуды кепстра на частотах 1/18,„при динамическом и 1/21, при статическом эксцентриситете. Применение спектра сигнала вибрации позволяет повысить точность определения, вели чины эксцентриситета воздушного зазора электрической машины за счет уменьшения уровня помех по сравнению с известным способом, основанным на измерении спектра. Физический смысл измерения спектра заключается в одновременном учете всех спектральных составляющих,. каждая из которых может быть искажена помехами. При диагйостировании по амплитудам отдельных составляющих в случае измерения спектра это уменьшает точность диагностирования. При измерении же спектра влияние независимых помех на амплитуде его составляющих уменьшается за счет их взаимной компенсации. Таким образом, предлагаемый способ косвенного определения эксцентриситета воздушного зазора электри" ческой машины, позволяет по сравнению с известным прототипом, повысить точность определения величины эксцентриситета воздушного зазора электрической машины в два раза, а также определить наряду с динамическим и статический эксцентриснтет. 10б5789 Cucimorm Орищ. 7Aemv (Рю. Х Заказ 11036/4б Тираж 716 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 Составитель В. Никаноров Редактор Е. Кривина Техред Л.Пилипенко Корректор Л. Патай 
