Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора. Цель изобретения - повьппение точности контроля . Устройство содержит регулируемьй источник постоянного тока 1, подключенный через коммутатор 2, безьшдукционный шунт 3 и регулируемое безьшдукционное сопротивление (РБС) 4 к обмоткам асинхронного двигателя 5. С помощью сумматора 9, двухпорогового компаратора 10, реле 4 и следящего регулятора 12 выполняются операции по изменению значения РБС для компенсации температурных изменений контура затухания тока по сравнению с базовым измерением, Выход на определенную величину магнитной проницаемости основного пути магнитного потока двигателя осуществляется с помощью делителя напряжений 8, реле 11, 13, триггера 15 и одновибраторов 14, 17, которые позволяют устанавливать на выходе регулируемого источника постоянного тока 1 значение тока предварительного подмагничивания и начального тока. Затухание последнего в контуре, образуемом безьшдукционным шунтом 3, РБС 4 и обмотками двигателя , происходит при замыкании контакта коммутатора 2, После окончания интегрирования во времени процесса затухания начального тока индикатором 20 измеряется диагностический сигнал на выходе интегратора 19. Применение устройства при эксплуатации двигателей предотвращает их аварийный выход из строя. 4 ил. (Л со о 00 со СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 31 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3348554/24-07 (22) 29.08.85. (46) 07.05.87. Бюл.. ¹ 17 (71) Донецкий политехнический институт и Институт электродинамики

АН УССР (72) Г. Г. Рогозин, А.В. Рындин, Г.Л. Баранов и И.В. Новиков (53) 621.313(088.8) (56) Патент Франции ¹ 2091682, кл. Н 02 К 15/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1146612, кл. G 01 R 31/34, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ НЕРАВНОИЕРНОСТИ ВОЗДУШНОГО 3А30РА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора. Цель изобретения — повышение точности контроля ° Устройство содержит регулируемый источник постоянного тока 1, подключенный через коммутатор 2, безындукционный шунт 3 и регулируемое безындукционное сопротивление (РБС) 4 к обмоткам асинхронного двигателя 5.

„„SU„„1308957 А 1

С помощью сумматора 9, двухпорогового компаратора 10, реле 4 и следящего регулятора 12 выполняются операции по изменению значения РБС для компенсации температурных изменений контура затухания тока по сравнению с базовым измерением, Выход на определенную величину магнитной проницаемости основного пути магнитного потока двигателя осуществляется с помощью делителя напряжений 8,реле 11, 13, триггера 15 и одновибраторов 14, 17, которые позволяют устанавливать на выходе регулируемого источника постоянного тока 1 значение тока предварительного подмагничивания и начального тока. Затухание последнего в контуре, образуемом безындукционным шунтом 3, РБС 4 и обмотками двигателя, происходит при замыкании С контакта коммутатора 2. После окончания интегрирования во времени процесса затухания начального тока индикатором 20 измеряется диагностический сигнал на выходе интегратора 19.

Применение устройства при эксплуатации двигателей предотвращает их ава- 0 рийный выход из строя. 4 ил. сО

1 13

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно промышленной электроэнергетике, и может. быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей.

Цель изобретения — повышение точности контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя °

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— электрические связи коммутатора, безындукционного шунта, регулируемо.го безындукционного сопротивления, четырех реле, делителя напряжЕния и регулируемого источника тока; на фиг. 3 — схема электрических соединений трех одновибраторов и триггера; на фиг. 4 — временная диаграмма работы элементов устройства °

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя состоит из регулируемого источника 1 постоянного тока, связанного с первой парой замыкающих контактов коммутатора 2, вторая пара замыкающих контактов которого подключена параллельно первой через диод, при этом выход источника 1 постоянного тока, имеющий положительный потенциал, подключен к аноду диода. Источник 1 тока через последовательно включенные безындукционный измерительный шунт 3 и безындукционное регулируемое сопротивление 4 питает обмотки статора контролируемого двигателя 5. Параллельно безындукционному измерительному шунту 3 и регулируемому безындукционному сопротивлению 4 подключена пара замыкающих контактов второго реле 6 °

Устройство содержит также источник 7 опорного напряжения, выход которого подключен к входу делителя

8 напряжений, сумматор 9 напряжения, входы которого подключены к второй замыкающей паре коммутатора и перво-. му выходу делителя напряжений, двухпороговый компаратор 10, вход которого подключен к выходу сумматора 9, а выход — к входу четвертого реле

11, первый выход последнего соединен с входом коммутатора 2, следящий регулятор 12, первый вход которого соединен с вторым выходом четвертого реле 11 второй — с выходом сумматора 9, а выход подключен к входу ре08957 г гулируемого безындукционного сопротивления 4, третье реле 13, подключающее на вход управления регулируемого источника 1 тока второй или третий выходы делителя 8 напряжения, первый одновибратор 14, вход запуска которого и первый выход соответственно связаны с входами "SET" триггера

15 и управления реле 6, а второй выf0 ход подключен к входу стробирования триггера 15, при этом информационный вход триггера подключен к низкому уровню напряжения, соответствующего нулевому сигналу, второй одновибра15 тор 16, вход которого подключен к второму выходу первого одновибратора 14, выход соединен с входом третьего одновибратора 17, а выход последнего связан с входом управления вто20 рого реле 13.

В состав устройства также входят четвертое реле 18, вход которого подключен к выходу триггера 15, а выход соединен с входом блокировки следя25 щего регулятора 12 параллельно блокирующим контактами четвертого реле

1i интегратор 19, вход которого через нормально разомкнутый контакт коммутатора 2 подключен к измеритель30 ной клемме безындукционного измерительного шунта 3, а выход соединен с входом индикатора 20. Коммутатор

2 выполнен в виде реле с тремя парами замыкающих контактов 21, Между

35 пеРвой и втоРой паРой замыкающих контактов 21 коммутатора 2 включен диод 22.

Измерительный безындукционный шунт 3 (75 мВ, 1A) и регулируемое

40 безындукционное сопротивление 4 (1 Ом, 1А) выполнены из константана.

Второе реле 6 содержит катушку 23 реле, два параллельно включенных замыкающих контакта 24 которого допус4g кают коммутацию тока до 40 А. Реле

6 управляется ключом, выполненным на транзисторах 25 (транзисторы, например, типа KT 3102) и резисторе 26.

В качестве индикатора 20 используется вольтметр магнитоэлектрической системы класса точности 0,5, имеющий шкалу, проградуированную в вольтах и единицах оценки неравномер5 ности воздушного зазора. На входе устройства включены конденсатор 27 и резистор 28.

Обозначены также замыкающий контакт 29 четвертого реле 18, потен3 1308 циометры 30-33 делителя напряжений

8, кнопка пуска с замыкающим 34 и размыкающим 35 контактами, замыкающий контакт 36 третьего реле 13, замыкающий контакт 37 и катушка 38 первого реле 11, катушка 39 коммута5 тора 2 (фиг. 2), Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей работает сле- !0 дующим образом.

При включении питания устройства низкий уровень напряжения на входе устройства при заряде конденсатора

27 через резистор 28 (фиг. 3) обеспе- 15 чивает установку устройства в исходное состояние, характеризующееся высоким уровнем напряжения на выходе триггера 15. Выход последнего подключен к входу третьего реле 18 и вызывает его срабатывание. Включаясь, третье реле 18 блокирует своими замыкающими контактами 29 работу следящего регулятора 12 ° При этом второе реле 13 находится в обесточенном состоянии и подключает средний вывод потенциометра 31 делителя напряжений

8 к входу управления регулируемого источника 1 тока, вызывая появление на его выходе значение тока заданной величины.

Включается термостат, стабилизирующий температуру безындукционного шунта 3 на заданном рабочем уровне, например 60 С . Затем с помощью ручек потенциометров 30-33 делителя напряжений 8, снабженных лимбами с градуировкой и вынесенных на переднюю панель устройства, устанавливают значения опорных напряжений. С по- 4О мощью потенциометра 30 .(фиг. 2) устанавливается значение падения напряжения на замыкающей паре контактов 21 коммутатора 2, соответствующего условия проведения базовых измерений. 4>

Регулируя потенциометр 31, устанавливают значение начального тока в обмотках делителя 5. Врезая ручку потенциометра 33, задают величину уставки, соответствующей значению тока предварительного подмагничивания в обмотках статора двигателя 5 при перемагничивании железа магнитопровода.

Запуск устройства осуществляется подачей на вход пуска инверсного импульса положительной полярности, например, от кнопки 34 (фиг. 3), закорачивающей вход первого одновибратора 14 на массу. Нулевой уровень

957 4 напряжения на входе устройства вызывает установку триггера 15 в единичное состояние, которому соответствует высокий уровень напряжения на его выходе. Последнее, поступая на вход четвертого реле 18, вызывает его включение. Замыкающая пара контактов

29 четвертого реле 18, замыкаясь, блокирует работу следящего регулятора 12. При переходе напряжения на входе первого одновибратора 14 из низкого уровня в высокий на его первом выходе появляется высокий уровень напряжения Б„4 на время С -, (например, 15 с), достаточное для проведения операции перемагничивания железа магнитопровода (фиг. 4) °

Высокий уровень напряжения на выходе первого одновибратора 14, подключенного к входу второго реле 6, вызывает срабатывание последнего.

Включаясь, реле 6 своими замыкающими контактами 24 (фиг ° 2) закорачивает безындукционный измерительный шунт

3 и безындукционное регулируемое сопротивление 4 U — напряжение на входе реле 6. Одновременно переход напряжения на выходе первого одновибратора 14 вызывает срабатывание второго одновибратора 16. Напряжение

U< на выходе последнего переходит в высокий уровень на время достаточное для срабатывания первого реле 6 (фиг. 4, t<-t, = dt; ht = 100 мс) .

При переходе напряжения на выходе второго одновибратора .16 в низкий уровень запускается третий одновибратор 17, формирующий на своем выходе импульс положительной полярности Uqy длительностью С -t, (например 10 с) и вызывает включение второго реле 13. Переключая контакт

36, реле 13 соединяет средний вывод потенциометра 33 (фиг. 2) на вход регулируемого источника 1 тока и вызывает рост значения тока в обмотках статора до уровня, установленного в соответствии с градуировкой потенциометра 33. По окончании импульса на выходе третьего одновибратора 17 третье реле 13 отключается и на вход управления регулируемого источника тока вновь подключается средний вывод потенциометра 31 делителя напряжений 8, в обмотках статора ток снижается до исходного уровня.

В момент времени t; (фиг. 4) на втором выходе первого одновибратора

14 напряжение из низкого уровня в

5 13089 высокий и вызывает переключение триггера 15 (напряжение П„ ) в состояние, характеризующееся низким уровнем напряжения на выходе, что приводит к отключению четвертого реле 18. Размыкая контакт 29 (фиг. 2), подключенный к входу блокировки следящего регулятора 12 параллельно замыкающему контакту 37 четвертого реле 11, четвертое реле 18 разрешает работу 10 следящего регулятора 12.

При этом напряжение на выходе сумматора равно разности между напряжением, установленным потенциометром 30 делителя 8 напряжений и напря- 15 жением на второй замыкающей паре контактов 21 коммутатора 2. Напряжение рассогласования поступает на вход следящего регулятора 13, который, изменяя величину регулируемого без- 20

ындукционного сопротивления 6, уменьшает величину напряжения на выходе сумматора 9 до нуля.

В момент равенства нуля напряжения рассогласования на выходе сумматора 9 25 срабатывает двухпороговый компаратор 10 и включает катушку 37 реле 11, Вторая пара замыкающих контактов 37 реле 11, замыкаясь, блокирует работу следящего регулятора 12. Таким обра- 30 зом достигается равенство сопротивления контура затухания постоянного тока, включающего в себя обмотку статора контролируемого двигателя 5, безындукционное регулируемое сопротив-35 ление 4 и безындукционный измерительный шунт 3, при проведении базовых и контрольных измерений. Величина сопротивления контура затухания постоянного тока определяется величи-,10 ной напряжения на входе сумматора 9, устанавливаемого потенциометром 30 делителя 8 напряжений. Первая пара замыкающих контактов 36 реле 11 замыкает цепь питания катушки 39 коммутатора 2 (фиг. 2) и вызывает его включение. Замыкаясь, второй контакт

26 образует контур затухания постоянного тока, а первый контакт 21 под- . ключает измерительный вывод безын- у0 дукционного шунта 3 на вход интегратора 19. При замыкании первого контакта 26 напряжение на диоде 22 становится меньше величины отпирающего напряжения, что приводит.к его запи- 55 ранию. В результате предотвращается протекание тока регулируемого источника 1 тока через второй контакт 21 и устраняется подпитка контура изме57 6 ренин падением напряжения на переходном сопротивлении второго контакта

21 током источника 1.

По окончании переходного процесса затухания постоянного тока на выходе интегратора 14 устанавливается величина напряжения, которая измеряется с помощью индикатора 20. Величина неравномерности воздушного зазора оценивается по измеренным значениям интеграла переходной функции тока в базовом и контрольных испытаниях для данного типа асинхронного двигателя. Под-базовым испытанием понимается измерение величины интеграла переходной функции тока на асинхронном двигателе с равномерным воздушным зазором, Перевод схемы в исходное состояние и повторный запуск устройства осуществляется кратковременным нажатием кнопки "Пуск" (фиг. 3), которая первой замыкающей парой контактов 34 закорачивает емкость обратной связи интегратора 19, второй парой размыкающих контактов 35 разрывает цепь питания катушки 39 коммутатора 2.

Использование предлагаемого устройства контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей обеспечивает повышение точности оценки неравномерности воздушного зазора.

Устройство может применяться на предприятиях, эксплуатирующих асинхронные двигатели, для профилактического контроля с целью прогнозирования технического состояния и предотвращения аварийного выхода из строя.

Формула изобретения

Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя, содержащее регулируемый источник тока, связан-. ный с коммутатором, первая пара замыкающих контактов которого подключена параллельно измерительному безындукционному шунту, соединенному последовательно с регулируемыа беэындукционным сопротивлением и предназначенному для подключения к обмотке статора испытуемого двигателя, индикатор, соединенный с выходом интегратора, вход которого через вторую пару замыкающих контактов коммутато7 1308 ра соединен с измерительными контактами измерительного безындукционного шунта, источник опорного напряжения, сумматор, второй вход которого соединен с первой парой замыкающих кон5 тактов коммутатора, при этом выход сумматора подключен к входу двухпорогового компаратора и следящего регулятора, выход последнего связан с входом регулируемого безындукцион- 1р ного сопротивления, выход двухпорогового компаратора подключен к выходу первого реле, блокирующего регулятор и подсоединенного к коммутатору и кнопку "Пуск", о т л и ч а — 15 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, введены делитель напряжения, второе, третье и четвертое реле, триггер и три од- новибратора, при этом второе реле gp подключено своими замыкающими контактами к безындукционному измерительному шунту и безындукционному регулируемому сопротивлению, а его вход подсоединен к выходу первого одновибра- 25

957 8 тора, вход запуска которого подключен параллельно установочному входу триггера и кнопке "Пуск", при этом второй выход первого одновибратора соединен со стробирующим входом триггера, причем информационный вход последнего заземлен, прямой выход триггера соединен с входом четвертого реле, замыкающая пара контактов которого включена параллельно входу следящего регулятора, первый выход первого одновибратора подключен также на вход второго одновибратора, выход которого соединен с входом третьего одновибратора, выход послед- . него подсоединен к входу третьего реле, которое своими переключающими контактами соединено с первым и вторым выходом делителя напряжения и управляющим входом регулируемого источника питания, при этом третий выход делителя соединен с вторым входом сумматора, а вход делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения ° алых бЯ. 17

1308957

Фиг. я

Составитель В.Никаноров

Техред И.Попович Корректор А.Обручар

Редактор М.Бланар

Заказ 1795/38 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4