Способ диагностирования электрических и механических повреждений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором


 


Владельцы патента RU 2479096:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам, предназначенным для диагностирования электрических и механических повреждений асинхронного двигателя. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечении возможности непрерывной одновременной диагностики электрических и механических повреждений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором во время работы двигателя путем осуществления измерения величин тока в двух точках его короткозамыкающего кольца, разнесенных относительно друг друга на величину полюсного деления асинхронного двигателя или кратную ей, для чего на короткозамкнутом кольце ротора в указанных точках устанавливаются два датчика тока. Величины токов, протекающих в короткозамыкающем кольце ротора, свидетельствуют о наличии или отсутствии повреждений двигателя.

 

Способ относится к области электротехники, в частности к способам, предназначенным для диагностирования электрических и механических повреждений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, испытания на наличие повреждений.

Аналогом предлагаемого способа является способ обнаружения неисправностей электродвигателя, описанный в патенте РФ №RU 2155328 С1, опубликованном 27.08.2000 г. Способ реализуется путем контроля работы электродвигателя с целью обнаружения механических неисправностей, способных вызывать повреждение двигателя, до фактической катастрофической неисправности двигателя. Содержит этапы разработки модели двигателя на компьютере, соединенном с двигателем с помощью множества датчиков, путем измерения множества рабочих сигналов двигателя с помощью датчиков. Во время работы электродвигателя на основании измерения множества рабочих сигналов решается линейное уравнение состояния в дискретном времени. Далее, сравнивая решения уравнения состояния с решением, предложенным моделью с вычислением остатка, определяется на основании этапа сравнения, работает ли двигатель исправно или имеется неисправность. В случае если двигатель работает с обнаруженной неисправностью, выводится сообщение о существовании неисправности для предотвращения непредвиденного повреждения двигателя. Этапы, измерения, решения и сравнения повторяются с выбранными интервалами времени во время работы двигателя.

Недостатком данного способа является то, что необходимо получать предварительно результаты экспериментального моделирования для математического описания каждого отдельного двигателя. Также следует отметить высокую сложность и стоимость используемого технического оборудования, реализующего данный способ.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип предлагаемого способа, является способ функциональной диагностики асинхронных электродвигателей, защищенный патентом РФ № RU 2351048 С1, опубликованным 27.03.2009 г. Способ диагностирования неисправности заключается в измерении сопротивления изоляции обмоток статора относительно корпуса электродвигателя и отношения полных сопротивлений обмоток для каждой пары обмоток электродвигателя. Контролируемые величины определяют косвенным путем при помощи действующего значения тока утечки с обмоток на корпус электродвигателя и действующих значений токов или напряжений на обмотках статора электродвигателя. При этом при контроле второй величины происходит оценка не фактического значения полного сопротивления обмотки, а попарное сравнение полных сопротивлений обмоток статора электродвигателя относительно друг друга, т.е. оценка несимметрии обмоток.

Недостатком данного способа являются ограниченные функциональные возможности, а именно невозможна диагностика механических повреждений, а также для реализации способа необходимо сложное электронное и математическое обеспечение.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей путем одновременной диагностики электрических и механических повреждений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором за счет измерения, во время работы, величин тока в двух точках короткозамыкающего кольца, разнесенных относительно друг друга на величину полюсного деления асинхронного двигателя или кратную ей.

Задача решается следующим образом.

С помощью датчиков тока измеряется величина тока в короткозамыкающем кольце в двух точках, расположенных друг относительно друга на величину полюсного деления двигателя или кратную ей. Сигналы с датчиков тока передаются на микроконтроллер. Микроконтроллер основываясь на измеренных величинах токов, протекающих в короткозамыкающем кольце ротора, будет принимать решение о наличии или отсутствии повреждений двигателя, осуществлять информирование оператора о состоянии асинхронного двигателя, осуществлять отключение поврежденного двигателя. Данный способ отличается простотой и не требует сложного и дорогого оборудования.

В основе предлагаемого способа диагностики неисправностей лежит тот факт, что когда двигатель исправен, его магнитное поле симметрично и магнитная индукция в точках, разнесенных по окружности на величину полюсного деления статора, равна по величине и различна по знаку. Таким образом, в короткозамыкающих контурах обмотки ротора, разнесенных на величину полюсного деления статора, наводится близкая по величине, но разная по знаку ЭДС, вызывающая близкие по величине, но разные по знаку токи в короткозамкнутых контурах. В случае повреждения электродвигателя магнитные потоки теряют свою симметрию, токи в короткозамкнутых контурах ротора становятся несимметричными, и по величине и характеру токов в короткозамыкающем кольце ротора можно судить о наличии повреждений двигателя.

Способ диагностирования электрических и механических повреждений асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, заключающийся в контроле величин тока в короткозамыкающем кольце ротора, отличающийся тем, что ток контролируют с помощью датчиков тока в точках, разнесенных относительно друг друга на величину полюсного деления асинхронного двигателя или кратную ей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при техническом обслуживании и ремонте электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии изготовления электрических машин, и может быть использовано, например, при установке втулки вокруг вала ротора с постоянными магнитами электрической машины, либо в других устройствах, где втулка должна быть неподвижно закреплена на части вала и при этом должна подвергаться воздействию вращающих усилий, в частности, при высокой частоте вращения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления электрических машин, и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов пакетов статора и ротора для аксиальных электрических машин, например, пакетов статора и ротора аксиальных синхронных и асинхронных машин, пакетов якоря аксиальных электродвигателей и генераторов постоянного тока, магнитопроводов аксиальных трансформаторов и др.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к обмоткам статора электрических машин, расположенным вокруг зубцов, и может быть использовано в электрических двигателях и генераторах.

Изобретение относится к электротехнике, к корабельному электромашиностроению, в частности к погружным электрическим машинам, работающим в морской воде. .

Изобретение относится к электротехнике, к корабельному электромашиностроению, в частности к погружным электрическим машинам, работающим в морской воде. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к измерению воздушного зазора электрической машины, например гидрогенератора. .

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения и касается технологии изготовления магнитопроводов электромагнитов броневого типа, в частности магнитопроводов погружных насосов.

Изобретение относится к области электротехники, касается технологии пропитки изоляции обмоток электрических машин и электротехнических изделий и может быть использовано при изготовлении статоров электрических машин, трансформаторов, дросселей.

Изобретение относится к способу установки компрессорного блока на торец статора электродвигателя, содержащего расточку статора и ось статора, при котором опорную поверхность компрессорного блока устанавливают на контактный участок торца статора и соединяют компрессорный блок со статором, и может быть использовано в качестве холодильного компрессора в холодильниках.

Изобретение относится к системам сигнализации и предназначено для использования на наземной мобильной технике для предотвращения столкновения с линиями электропередач (ЛЭП).

Изобретение относится к средствам для изучения основ функционирования электрических машин и электроприводов и позволяет создать электробезопасный, малогабаритный, многофункциональный учебно-лабораторный стенд для определения характеристик электрических машин и электроприводов.

Изобретение относится к области электротехники и физики магнетизма и предназначено для исследования доменной структуры ферромагнитных материалов. .
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для оценки остаточного ресурса изоляции электродвигателей электроподвижного состава. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля электрических и вибрационных параметров электроприводной арматуры, преимущественно атомных электростанций (АЭС).

Изобретение относится к диагностике технического состояния двигателей и может быть использовано для диагностирования асинхронного двигателя, используемого в судовой системе электродвижения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим машинам, и касается способов и устройств для осуществления постоянного (текущего) контроля параметров вращающихся машин, в частности турбогенераторов.

Изобретение относится к эксплуатации трехфазных асинхронных электродвигателей электроприводов с изменяющейся нагрузкой. .

Изобретение относится к диагностике функциональности судовой электроэнергетической системы. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению импульсной реактивной силы тяги жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРД МТ) при огневых стендовых испытаниях при оценке качества конструкции и рабочего процесса.
Наверх