Способ диагностирования повреждений частотно-регулируемого асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам, предназначенным для диагностирования электрических и механических повреждений асинхронного двигателя, питаемого от преобразователя частоты. В обмотки контролируемого двигателя подается многофазное напряжение с 50% симметричной широтно-импульсной модуляцией кратковременно в моменты работы или остановок. При этом контролируется появление тока в фазах. Наличие тока, протекающего в этот момент в фазах двигателя, и его характер, будут свидетельствовать о наличии или отсутствии повреждений обмотки двигателя. Достоинством данного изобретения является возможность диагностики повреждений частотно-регулируемого двигателя номинальным напряжением как во время работы, так и во время кратковременных остановок.

 

Способ относится к области электротехники, в частности к способам, предназначенным для диагностирования электрических и механических повреждений электрической машины, испытания на наличие повреждений, отключение неисправной машины, например, электродвигателя, может быть использован для диагностирования повреждений асинхронного двигателя питаемого от преобразователя частоты.

Аналогом предлагаемого способа является способ диагностики электрических машин защищенный патентом РФ №2193270, опубликованным 20.11.2002 г. В основе данного способа диагностики неисправностей лежит тот факт, что при вращении по инерции только исправная электрическая машина вырабатывает ЭДС. При вращении электрической машины через некоторые промежутки времени кратковременно отключают от нее питающее напряжение. В этот момент контролируется напряжение на обмотках. Если на обмотках электрической машины отсутствует ЭДС, генерируемая при вращении по инерции, то это свидетельствует о том, что, либо произошло короткое замыкание в обмотке, либо обрыв в обмотке, либо по механическим причинам электрическая машина не вращается.

Недостатком этого способа является то, что для осуществления диагностики повреждений двигателя необходимо отдельное устройство, для подключения которого необходимо отключить двигатель от преобразователя и невозможно диагностировать двигатель с неподвижным ротором.

Наиболее близким техническим решением предлагаемого способа является способ диагностики электродвигателей описанный в патенте JP №6066901, опубликованном 11.03.1994 г. В основе данного способа лежит тот факт, что при питании исправного асинхронного двигателя преобразователем частоты, при подаче на обмотки двигателя пониженного напряжения определенной величины в периоды кратковременных остановок, в звене постоянного тока питающего преобразователя будет протекать ток фиксированной величины пропорциональной поданному на обмотки двигателя напряжению. Отклонение величины тока в звене постоянного тока преобразователя от контрольной величины будет свидетельствовать о наличии повреждений в обмотке двигателя.

Недостатком данного способа является то, что, во-первых, диагностика возможна только при неподвижном электродвигателе. Во-вторых, на обмотку подается пониженное напряжение, а ряд дефектов изоляции проявляется только при более высоком напряжении.

Задача настоящего способа заключается в диагностике повреждений частотно-регулируемого двигателя номинальным напряжением, как во время работы, так и во время кратковременных остановок.

Задача решается следующим образом при подаче в обмотки контролируемого двигателя многофазного напряжения с 50% симметричной широтно-импульсной модуляцией кратковременно в моменты работы или остановок в его фазах контролируется появление тока. Наличие тока и его характер, протекающего в этот момент в фазах двигателя, будет свидетельствовать о наличии или отсутствии повреждений обмотки двигателя.

В основе предлагаемого способа диагностики неисправностей лежит тот факт, что при многофазной 50% симметричной широтно-импульсной модуляции время открытия верхнего ключа полумоста преобразователя равно времени открытия нижнего ключа полумоста преобразователя. Аналогично работают остальные полумосты фаз преобразователя, таким образом, действующее значение подаваемого на фазную обмотку напряжения равно нулю. При подаче такого модулированного напряжения на исправную, т.е. симметричную обмотку электродвигателя, ток в фазах двигателя будет отсутствовать. В случае повреждения электродвигателя обмотка двигателя становится несимметричной и при подаче на нее многофазного напряжения с 50% симметричной широтно-импульсной модуляцией в фазах двигателя появляется несимметричная система напряжений, вызывающая токи, по величине и характеру которых можно судить о наличии повреждений обмотки двигателя.

Данный способ реализуется на установке состоящей из трехфазного мостового инвертора напряжения, датчиков тока, измеряющих ток в фазах электродвигателя, и контроллера, реализующего процесс измерения токов и управления трехфазным мостовым инвертором напряжения на основе заложенной в него математической модели (Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах. - Чебоксары 1998: Изд-во Чуваш, ун-та, 1998. 172 с.)

Способ диагностирования повреждений частотно-регулируемого асинхронного двигателя, заключающийся в контроле величин тока в фазах питающего двигатель преобразователя при подаче на обмотки двигателя напряжения, отличающийся тем, что на обмотки статора кратковременно в моменты работы или остановок двигателя подается многофазное напряжение с 50% симметричной широтно-импульсной модуляцией и в фазах питающего двигатель преобразователя контролируется появление тока, а его наличие и характер будет свидетельствовать о повреждении обмоток контролируемого двигателя.