Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам диагностики изоляции обмоток электродвигателей. Технический результат изобретения, заключающийся в повышении достоверности и точности оценки диагностических параметров, достигается путем того, что в способе контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя, при котором подают сигнал прямоугольной формы на обмотку и по диагностическим параметрам судят о состоянии изоляции обмоток электродвигателя, в качестве диагностических параметров используют амплитуды первого и второго полупериодов и величины первого и второго периодов затухающего колебательного процесса, при сравнении значений которых с эталонными диагностическими параметрами делают заключение о состоянии изоляции обмоток. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники, и может быть использовано для диагностики и контроля состояния изоляции обмоток электродвигателей.

Известен способ контроля витковой изоляции электрических машин и аппаратов, при котором предварительно заряженный конденсатор разряжают на испытываемую обмотку и по величине параметра, характеризующего возникающий затухающий колебательный процесс, делают заключение о состоянии витковой изоляции. В качестве оценочного параметра, характеризующего затухающий колебательный процесс, используют среднее значение напряжения этого процесса (см. патент России 2035744, МПК⁶ G 01 R 31/14).

Недостатком известного способа является недостоверность результатов контроля состояния изоляции, так как основным параметром, характеризующим ее состояние, является электрическая емкость изоляции относительно корпуса и межвитковая, которые не учитываются в схеме, потому что они шунтируются емкостью большей величины; в результате среднее значение напряжения зависит главным образом от индуктивности обмотки и емкости шунта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ контроля технического состояния изоляции электродвигателя, при котором подают на обмотку сигнал прямоугольной формы, определяют максимальное значение первой, второй и третьей производной функции напряжения на выводах и по диагностическим параметрам, в качестве которых используют сопротивление и емкость изоляции обмоток электродвигателя относительно корпуса, судят о состоянии изоляции обмоток электродвигателя (см. Белоусова Н. В. , Калявин В.П., Мозгалевский А.В. Опыт тестового диагностирования обмоток электрических машин. - Л.: ЛДНТП, 1989, с. 10-19.) Недостатками описанного способа являются повышенная трудоемкость контроля технического состояния изоляции электродвигателя вследствие использования громоздкого математического аппарата для определения диагностических параметров и низкая достоверность контроля из-за применения для оценки состояния обмоток электродвигателя параметров, не отражающих реальное состояние межвитковой изоляции.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя, при котором подают сигнал прямоугольной формы на обмотку и по диагностическим параметрам судят о состоянии изоляции обмоток электродвигателя, в качестве диагностических параметров используют амплитуды первого и второго полупериодов и величины первого и второго периодов затухающего колебательного процесса, при сравнении значений которых с эталонными диагностическими параметрами делают заключение о состоянии изоляции обмоток.

Техническим результатом является повышение достоверности контроля за счет увеличения чувствительности к состоянию не только изоляции обмотки электродвигателя относительно корпуса, но и межвитковой изоляции, путем использования физических зависимостей между параметрами протекающих в изоляции процессов при волновых затухающих колебаниях и параметрами исследуемой изоляции электродвигателя, заключающихся в изменении значений амплитуд и периодов при изменении величин емкостей и сопротивлений колебательного контура, а также снижение трудоемкости контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя за счет отсутствия необходимости обработки данных при непосредственном измерении диагностических параметров.

На фиг.1 изображена схема реализации способа контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя, на фиг.2 - график зависимости выходного напряжения генератора импульсов от времени, на фиг.3 - график зависимости выходного напряжения на выводах электродвигателя от времени; на фиг.4 - амплитуды а₁ и А₂ первого Т₁ и второго T₂ периодов затухающего колебательного процесса в обмотках электродвигателя, которые в уменьшенном масштабе представлены на выделенном участке фиг.3.

Схема реализации способа контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя содержит генератор импульсов 1 и последовательно соединенные с ним обмотку электродвигателя 2 и осциллограф 3 (см. фиг.1).

В качестве диагностических параметров используют показатели затухающего колебательного процесса - амплитуды первого и второго полупериодов и величины первого и второго периодов. Величина диагностических параметров зависит от значений таких параметров обмотки статора, как индуктивность, активное сопротивление, межвитковое сопротивление, межвитковая емкость, емкость и сопротивление изоляции обмотки относительно корпуса. Так как индуктивность и активное сопротивление на протяжении всего срока эксплуатации обмотки электродвигателей остаются неизменными, а емкость и сопротивление изоляции обмотки относительно корпуса изменяются незначительно ввиду гораздо большей прочности изоляции обмотки относительно корпуса, то величина затухающего колебательного процесса зависит от межвитковых емкости и сопротивления. В процессе эксплуатации электродвигателей значения межвитковых емкости и сопротивления изменяются в результате дефектообразования в обмотке статора, и соответственно это влияет на величины диагностических параметров.

Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя осуществляется следующим образом.

На вход обмотки с помощью генератора импульсов подается сигнал прямоугольной формы (см. фиг.2). Импульс имеет строго нормируемые параметры: амплитуду 5 В, длительность 4 мс, скорость нарастания напряжения 10 В/мкс. Затухающие колебания, образованные сигналом, проходящим по обмотке 2, в результате переходного процесса по фронту и спаду фиксируют осциллографом 3 (см. фиг. 3). В качестве диагностических параметров используют амплитуду первого полупериода А₁, амплитуду второго полупериода А₂, величину первого периода T₁, величину второго периода T₂ затухающего колебательного процесса (см. фиг.4).

Имея значения эталонных диагностических параметров, характеризующих нормальное и критическое состояние изоляции конкретного типа электродвигателя, и сравнивая их с измеренными, производят оценку состояния изоляции по значению отклонения измеренных величин от нормативных и прогнозируют ее состояние в процессе эксплуатации на длительный период времени.

Преимуществами предлагаемого способа контроля состояния изоляции обмоток электродвигателей являются простота технической реализации и высокая достоверность контроля, а также возможность осуществления прогноза состояния изоляции на будущее.

Формула изобретения

Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя, при котором подают сигнал прямоугольной формы на обмотку и по диагностическим параметрам судят о состоянии изоляции обмоток электродвигателя, отличающийся тем, что в качестве диагностических параметров используют амплитуды первого и второго полупериодов и величины первого и второго периодов затухающего колебательного процесса, при сравнении значений которых с эталонными диагностическими параметрами делают заключение о состоянии изоляции обмоток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4