Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя



Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя
Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя

 

G01R31/00 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

Владельцы патента RU 2495444:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к средствам диагностики электрических машин и может быть использовано для контроля состояния асинхронного электродвигателя. Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя включает предварительную фиксацию порогового значения интегральной оценки асинхронного электродвигателя в безаварийном состоянии. Для этого, используя мгновенные значения фазных статорных токов асинхронного электродвигателя в установившемся режиме работы в течение заданного интервала времени и с заданной периодичностью, определяют результирующий модуль вектора тока. Его раскладывают на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты. Используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты определяют интегральную оценку, на основе которой формируют допустимую зону работы в виде порогового значения. После этого снова регистрируют мгновенные значения фазных статорных токов асинхронного электродвигателя в установившемся режиме работы, определяют результирующий модуль тока. Его раскладывают на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты. Используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты определяют интегральную оценку. По отклонению интегральной оценки от допустимой зоны работы асинхронного двигателя судят о состоянии асинхронного электродвигателя. Если полученная интегральная оценка не входит в допустимую зону порогового значения, то делают вывод о неисправности асинхронного электродвигателя. Технический результат заключается в упрощении способа диагностики электрических машин. 10 ил.

 

Изобретение относится к электрическим машинам и средствам диагностики может быть использовано для контроля состояния асинхронного электродвигателя.

Известен способ диагностики механизмов и систем с электрическим приводом [Заявка RU 2009143292, МПК G01R 31/00 (2006.01), опубл. 27.05.2011], выбранный в качестве прототипа, включающий запись значений фазных токов и напряжений электродвигателя в течение заданного интервала времени и с заданной периодичностью, разложение их на гармонические составляющие с помощью быстрого преобразования Фурье и измерение амплитуды и фазы гармонических составляющих, фильтрацию гармонических составляющих, преобразование полученного сигнала из аналоговой в цифровую форму, идентификацию технического состояния и прогнозирование ресурса безаварийной работы диагностируемого объекта по совокупности параметров гармонических составляющих фазных токов и напряжений, генерируемых электродвигателем и динамики их изменения. Используют искусственную нейронную сеть, которая идентифицирует техническое состояние объекта с применением коэффициентов искажения кривой тока и кривой напряжения для каждого интервала времени с выдачей результата - кода возможного дефекта, анализирует и прогнозирует техническое состояние объекта с применением интегрального параметра поврежденности за весь исследуемый период времени и выдает результат возможного значения параметра поврежденности будущего измерения через тот же интервал времени.

Недостатком данного способа является использование дополнительных средств измерения электрических значений, и использование преобразование Фурье, которое имеет малое количество базисных функций и пригодно только для анализа статических режимов работы асинхронного электродвигателя, что уменьшает его область применения.

Задачей изобретения является расширение арсенала средств аналогичного назначения.

Поставленная задача решена за счет того, что в способе диагностики состояния асинхронного электродвигателя, так же как в прототипе, регистрируют значения фазных токов асинхронного электродвигателя в течение заданного интервала времени и с заданной периодичностью.

Согласно изобретению предварительно фиксируют пороговое значение интегральной оценки асинхронного электродвигателя в безаварийном состоянии. Для этого используя значения фазных статорных токов асинхронного электродвигателя в установившемся режиме работы, определяют результирующий модуль вектора тока. Его раскладывают на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты. Используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты определяют интегральную оценку, на основе которой формируют допустимую зону работы в виде порогового значения. После этого снова регистрируют мгновенные значения фазных статорных токов асинхронного электродвигателя в установившемся режиме работы и определяют результирующий модуль вектора тока. Его раскладывают на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты. Используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты определяют интегральную оценку. По отклонению интегральной оценки от допустимой зоны работы асинхронного электродвигателя судят о состоянии электродвигателя. Если полученная интегральная оценка не входит в допустимую зону порогового значения, то делают вывод о неисправности асинхронного электродвигателя.

Данный способ позволяет в режиме реального времени проводить диагностику асинхронных электродвигателей по статорным токам без использования дополнительных средств измерения и с индивидуальной адаптацией для каждого электропривода. Вейвлет преобразование дает возможность анализировать как стационарный, так и нестационарный сигнал.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя.

На фиг.2 приведены осциллограммы статорных фазных токов для безаварийного установившегося режима работы асинхронного электродвигателя.

На фиг.3 приведена осциллограмма результирующего модуля тока, определенного для безаварийного установившегося режима работы асинхронного электродвигателя.

На фиг.4 приведены высокочастотные вейвлет-коэффициенты C1, а на фиг.5 приведены низкочастотные вейвлет-коэффициенты D1 в виде зависимостей от дискретного времени b, определенные для безаварийного установившегося режима работы электродвигателя.

На фиг.6 приведена допустимая зона работы асинхронного электродвигателя в виде зависимости интегральной оценки А от дискретного времени b, где значение интегральной оценки электродвигателя находится в аварийном и безаварийном режиме.

На фиг.7 приведены осциллограммы статорных фазных токов для аварийного установившегося режима работы электродвигателя.

На фиг.8 приведена осциллограмма результирующего модуля тока, определенного для аварийного установившегося режима работы электродвигателя.

На фиг.9 приведены высокочастотные вейвлет-коэффициенты С2, а на фиг.10 приведены низкочастотные вейвлет-коэффициенты D2 в виде зависимостей от дискретного времени b, определенные для аварийного установившегося режима работы электродвигателя

Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя осуществлен с помощью устройства (фиг.1), содержащего датчики статорных фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), 3 (ДТ3), подключенных к фазам питания асинхронного двигателя. Выходы этих датчиков тока подключены к блоку вычисления результирующего модуля тока 4 (БРМТ), к которому последовательно подключены блок вейвлет преобразования 5 (БВП), блок интегральной оценки 6 (БИО) и блок сравнения 7 (БС), который связан с дисплеем или ЭВМ (не показаны на фиг.1). Блок порогового значения 8 (БПЗ) соединен с блоком сравнения 7 (БС).

В качестве датчиков статорных фазных токов 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), 3 (ДТ3) может быть использован промышленный прибор КЭИ-0,1. Блок вычисления результирующего модуля тока 4 (БРМТ), блок вейвлет преобразования 5 (БВП), блок интегральной оценки 6 (БИО), блок сравнения 7 (БС), блок порогового значения 8 (БПЗ) могут быть реализованы с помощью микроконтроллера группы AVR с необходимым набором интерфейсов.

Предварительно определяют допустимую зону работы асинхронного электродвигателя, которая соответствует безаварийному режиму работы двигателя, для этого вначале регистрируют мгновенные значений фазных статорных токов с датчиков 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), 3 (ДТ3) в безаварийном режиме асинхронного двигателя, подключенные к асинхронному двигателю с фазным ротором (2р=4, nc=1500 об/мин). Регистрационные записи мгновенных значений фазных статорных токов с каждой фазы производят в установившемся режиме работы асинхронного двигателя в течение 1 с. (фиг.2). Затем на основе, полученной информации о токах в блоке вычисления результирующего модуля тока 4 (БРМТ) определяют результирующий модуль тока, который представлен на фиг.3. Результирующий модуль тока в блоке вейвлет преобразования 5 (БВТ) раскладывают на высокочастотные (фиг.4) и низкочастотные (фиг.5) вейвлет-коэффициенты. Далее высокочастотные вейвлет-коэффициенты проходят интегральную оценку [Бесекерский В.А., Попов Е.П. «Теория систем автоматического управления». Профессия, 2003 г. - 752 с] в блоке интегральной оценки 6 (БИО), которая численно равна 410 о.е.. На основе ее формируют допустимую зону работы в виде порогового значения 8 (ПЗ) (фиг.6). Ширину допустимой зоны работы асинхронного электродвигателя задает эксперт. В данном случае выбрана 5% допустимая зона работы асинхронного электродвигателя, которая соответствует диапазону 431.415…390.297.

Затем регистрируют мгновенные значения статорных токов с датчиков 1 (ДТ1), 2 (ДТ2), 3 (ДТ3) (фиг.7). Регистрационные записи мгновенных значений фазных статорных токов с каждой фазы производят в установившемся режиме работы асинхронного двигателя в течение 1 с.

С помощью блока вычисления результирующего модуля тока 4 (БРМТ) определяют результирующий модуль тока (фиг.8), который раскладывают на высокочастотные (фиг.9) и низкочастотные (фиг.10) вейвлет-коэффициенты в блоке вейвлет преобразования 5 (БВП). Используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты определяют интегральную оценку в блоке интегральной оценки 6 (БИО). В блоке сравнения 7 (БС) сравнивают текущее значение (203, 498) с допустимой зоной (431.415..390.297) (фиг.6), которая ранее была определена. Так как данная интегральная оценка не входит в допустимую зону (431.415..390.297), то в блоке сравнения 7 (БС) фиксируют это, и выходной сигнал с него поступает на ЭВМ, который информирует о наличии неисправности в асинхронном электродвигателе. При выходе значений интегральной оценки из допустимой 5% зоны (фиг.6) фиксируют аварийное состояние асинхронного электродвигателя. Таким образом, происходит успешная диагностика состояния асинхронного электродвигателя в режиме реального времени.

Способ диагностики состояния асинхронного электродвигателя, включающий регистрацию значений фазных токов асинхронного электродвигателя в течение заданного интервала времени и с заданной периодичностью, отличающийся тем, что предварительно фиксируют пороговое значение интегральной оценки асинхронного электродвигателя в безаварийном состоянии, для этого, используя мгновенные значения фазных статорных токов асинхронного электродвигателя в установившемся режиме работы, определяют результирующий модуль вектора тока, который раскладывают на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты, используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты, определяют интегральную оценку, на основе которой формируют допустимую зону работы электродвигателя в виде порогового значения, после этого снова регистрируют мгновенные значения фазных статорных токов асинхронного электродвигателя в установившемся режиме работы и определяют результирующий модуль вектора тока, который раскладывают на высокочастотные и низкочастотные вейвлет-коэффициенты, и, используя высокочастотные вейвлет-коэффициенты, определяют интегральную оценку, по отклонению которой от допустимой зоны работы асинхронного электродвигателя судят о состоянии электродвигателя: если полученная интегральная оценка не входит в допустимую зону порогового значения, то делают вывод о неисправности асинхронного электродвигателя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроизмерительной технике. .

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к электрифицированному инструменту, бытовым и промышленным электроприборам, приборам специального назначения.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для проведения испытаний на безотказность и электротермотренировки корпусированных цифровых интегральных схем.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки технического состояния работающего длительное время силового высоковольтного энергетического оборудования.

Изобретение относится к способам шумовой диагностики электроэнергетического оборудования (ЭЭО) и предназначено для построения промышленных информационно-измерительных комплексов контроля технического состояния такого оборудования.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для экспресс-диагностики магнитопроводов трансформаторов, автотрансформаторов или дросселей преимущественно для блоков питания мощностью до 100 Вт, их подбора, замены, ремонта, в том числе вне заводских условий.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в бортовых системах контроля электропитания летательных аппаратов. .

Изобретение относится к испытательным устройствам, в частности к проверке сигнальных линий системы управления полетом, контролирующей работу двигателя триммируемого горизонтального стабилизатора воздушного судна.

Изобретение относится к газоизмерительному устройство для измерения присутствия заданного газа в текучей среде. Устройство содержит датчик, имеющий чувствительный элемент и нагревательный элемент, сконфигурированный для нагрева чувствительного элемента до предварительно заданной рабочей температуры, причем чувствительный элемент является восприимчивым к заданному газу таким образом, что, по меньшей мере, одно электрическое свойство чувствительного элемента изменяется в зависимости от присутствия заданного газа, причем электрическое свойство чувствительного элемента измеряется газоизмерительным устройством; и цепь управления, имеющую контроллер нагревательного элемента, связанный с нагревательным элементом и измеряющий его электрическое свойство, причем цепь управления имеет источник энергии подогрева, подающий энергию к нагревательному элементу, причем контроллер нагревательного элемента связан с источником энергии подогрева и регулирует его работу в зависимости от измерения электрического свойства нагревательного элемента; средство импульсной модуляции, соединенное с контроллером нагревательного элемента, источником энергии подогрева для управления величиной энергии, подаваемому к нагревательному элементу. При этом средство импульсной модуляции выполнено с возможностью формирования первого набора импульсов энергии, имеющего определенную продолжительность, и второго набора импульсов энергии, имеющего другую, более короткую продолжительность для поддержания температуры нагревательного элемента, по существу, на постоянном уровне. Также изобретение относится к способу изготовления и способу работы газоизмерительного устройства. Предлагаемое устройство изготавливается и эксплуатируется рентабельным и надежным образом. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительным системам и предназначено для проведения автоматической проверки электрических параметров линий связи сложного изделия, например ракеты с аппаратурой носителя. Предлагаемое устройство позволяет проверять линии связи аппаратуры носителя с имитатором ракеты как до проведения, так и непосредственно при проведении имитации электрического и информационного обмена ракеты с аппаратурой носителя. Устройство состоит из герметичного металлического корпуса с размещенными в нем многоканальным мультиплексором, измерительным модулем, процессорным модулем и модулем аппаратного таймера. Предлагаемое устройство позволяет снизить стоимость отработки изделия на этапах опытно-конструкторских работ. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быть использовано в устройствах защиты для определения дальности до места повреждения в трехфазных распределительных сетях среднего класса напряжений с изолированной, компенсированной или заземленной через резистор нейтралью. Технический результат: повышение точности определения места повреждения. Сущность: измеряют напряжения и токи доаварийного и аварийного режимов. Из спектра сигналов аварийного режима выделяют сигналы переходного процесса, которые вызваны возникновением повреждения. Выделяют характерные частоты стоячей волны переходного процесса. Определяют расстояние L от начала линии до места повреждения по формуле L=C/4*F, где С - скорость распространения электромагнитной волны по линии электропередачи, F - частота стоячей волны переходного процесса для участка от начала линии до места повреждения. Для однофазных замыканий на землю дополнительно определяют расстояние L1 от конца линии до места повреждения по формуле L1=C/2*F1, где F1 - частота стоячей волны переходного процесса для участка от конца линии до места повреждения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, в частности обмоток электрических машин и аппаратов. Техническим результатом является повышение чувствительности к изменению параметров диагностирования, что достигается путем использования в качестве параметров диагностирования амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик, обладающих высокой чувствительностью к изменению параметров электрической цепи. Технический результат достигается благодаря тому, что способ диагностирования заключается в том, что в электрическую цепь дополнительно последовательно подключают конденсатор, подают на электрическую цепь гармоническое напряжение фиксированных частот и в режиме установившихся гармонических колебаний измеряют амплитуду и фазовый сдвиг напряжения на конденсаторе относительно подаваемого напряжения, вычисляют отношение амплитуды напряжения на конденсаторе к амплитуде подаваемого напряжения и в качестве диагностируемых параметров принимают значение фазового сдвига и вычисленное значение отношения амплитуд. Анализируя и сравнивая между собой значения измеряемых диагностируемых параметров с номинальными значениями диагностируемых параметров, можно судить о наличии дефектов. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к наземным испытаниям электротехнических систем космических аппаратов (КА). Способ состоит в проведении включения и выключения КА, в т.ч. подключения к КА (10) или отключения от него имитаторов солнечных (8) и аккумуляторных (9) батарей. Имитаторы связаны с КА, соответственно, через соединители (2-1, 3-1) и (5-1) с коммутатором (5-3), а также - через стабилизированный преобразователь напряжения (4). Питание имитаторов (8, 9) осуществляется от промышленной сети через кабели (8-1) и (9-1). При этом солнечная батарея (1), как правило, отстыкована от КА (соединители 2 и 2-1, 3 и 3-1 разомкнуты). Аккумуляторная батарея (5) со стороны своего плюса отсоединена (соединители 5-2 и 5-1 разомкнуты) от зарядного (6) и разрядного (7) преобразователей. К КА (10) подключен автоматизированный испытательный комплекс (11) с заложенными в него циклограммами различных электрических проверок КА и его включения-выключения. В ходе проверок производят контроль поставленных на слежение параметров, в т.ч. выходного тока имитаторов (9). Величина данного тока служит дополнительным свидетельством о факте включения и выключения КА. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей процесса электрических проверок КА. 1 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к автоматизированным системам управления и диагностики трансформаторного оборудования электрических подстанций. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности трансформаторного оборудования за счет более достоверного определения допустимой величины и длительности перегрузки силового маслонаполненного трансформатора. Сущность: с помощью датчиков температуры различных частей трансформатора определяют тепловой поток, охлаждающий трансформатор. По величине тока, протекающего по обмоткам трансформатора, определяют мощность нагрева трансформатора. По данным параметрам определяют допустимое время перегрузки трансформатора в зависимости от требуемого уровня перегрузки и текущего теплового состояния трансформатора. 3 ил.

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано при создании систем контроля технологических процессов, связанных с эксплуатацией контактных соединений электрических цепей в промышленности и на транспорте. Способ заключается в том, что на обесточенное контактное соединение подается импульс тока, имеющий постоянную составляющую, затем снимаются сигналы тока и падение напряжения от этого тока на зажимах контактного соединения, кривые тока и напряжения раскладываются в ряд Фурье, определяются активное и реактивные сопротивления контактного соединения для каждой гармоники тока и напряжения. Из спектра падения напряжения вычитаются гармоники связанные с источником тока. По оставшимся гармоникам части спектра напряжения оценивается состояние контактного соединения путем сопоставления этих гармоник с характерными неисправностями контактного соединения, сравниваются активное и реактивное сопротивления гармоник с эталонными для данного типа контактного соединения. Технический результат заключается в возможности контроля динамики развития процесса разрушения контактного соединения.

Изобретение относится к области испытаний радиоэлектронной аппаратуры и изделий электронной техники. Технический результат: сокращение времени испытаний на гамма-процентный ресурс. Сущность: продолжительность испытания принимают равной уменьшенному в m раз (где m - целое положительное число, большее единицы) заданному значению гамма-процентного ресурса за счет увеличения в m раз числа испытуемых радиоэлектронных устройств и разделения их на одинаковые группы по m радиоэлектронных устройств. Из отказавших во время испытаний радиоэлектронных устройств отбирают по одному из каждой группы, имеющей отказавшие радиоэлектронные устройства. Если общее число отобранных таким образом радиоэлектронных устройств меньше приемочного числа отказов или равно ему, то результаты испытаний считают положительными, в противном случае - отрицательными.

Изобретение относится к техническим средствам диагностирования и контроля технического состояния электрических цепей переменного тока. Устройство для диагностики и контроля электрических цепей переменного тока содержит бесконтактный емкостный датчик (1), дифференциальный усилитель сигнала (2) и устройство обработки и отображения информации (4), вход которого подключен к выходу усилителя (2). При этом емкостный датчик (1) выполнен в виде многослойной пластины (6), содержащей два токопроводящих рабочих слоя (7) и (13), подключенных ко входам усилителя (2), расположенный между ними токопроводящий экранирующий слой (9), снабженный заземлением (10), и два слоя диэлектрика (11) и (12), отделяющие рабочие слои (7) и (13) от экранирующего слоя (9). Выполнение датчика устройства в виде дифференциального емкостного датчика (1) с двумя чувствительными элементами (18) и (22), разделенными заземленным экранирующим слоем (9), позволяет защитить устройство от воздействия внешних электромагнитных полей-помех и за счет этого исключить влияние последних на форму и уровень сигналов, формируемых на выходе усилителя (2). Изобретение обеспечивает повышение достоверности оценки технического состояния диагностируемых объектов, расширение функциональных возможностей устройства для диагностики и контроля электрических цепей переменного тока, снижение трудоемкости и повышение оперативности процесса диагностирования объектов, а также снижение требований к квалификации оператора, выполняющего диагностику. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для реализации в устройствах определения места повреждения разветвленных линий электропередачи. Задача изобретения - повышение точности способа определения места повреждения разветвленной линии электропередачи. Предложен способ определения места повреждения разветвленной линии электропередачи, заключающийся в том, что в начале ЛЭП и в конце каждого ответвления устанавливают устройство контроля напряжения, число которых на единицу больше числа контролируемых ответвлений, фиксируют время прихода переднего фронта импульса, в качестве импульсов используют скачок фазного напряжения, одновременно всеми устройствами регистрируют время прохождения скачка фазного напряжения в единой шкале времени, синхронизированной от спутниковых сигналов глобальной системы позиционирования, передают зарегистрированные времена в диспетчерский центр для их автоматической обработки, где для зафиксированных времен от каждой пары устройств контроля напряжения разностно-дальномерным способом определяют поврежденное ответвление, для зафиксированных времен от каждой пары устройств, одно из которых находится на поврежденном ответвлении, разностно-дальномерным способом определяют оценки расстояния до места повреждения на поврежденном ответвлении, а оценки расстояния уточняют на основе системы уравнений для определения места повреждения. 1 ил.
Наверх