Стенд для исследования и испытания электроприводов

Изобретение относится к области электротехники, а именно к испытательной технике и электрооборудованию, в частности может быть использовано для испытания электроприводов с асинхронными двигателями. Стенд содержит программируемый контроллер с ПИД-регулятором, преобразователь частоты, измерительный комплект и испытуемый электродвигатель соединенный обмотками статора с сетью через измерительный комплект, автоматический выключатель и преобразователь частоты с двумя входами, соединенными с одной стороны с датчиком температуры, установленном на корпусе электродвигателя, а с другой стороны с программируемым контроллером, имеющим панель ввода данных режима питания электромагнитов нагрузочного модуля и режима управления преобразователем частоты, при этом измерительный комплект, например, «Ресурс-2М», включен между выходом преобразователя частоты и обмотками статора испытуемого электродвигателя, а программируемый контроллер с ПИД-регулятором двумя входами соединен с датчиком частоты вращения испытуемого электродвигателя и с датчиком угла поворота вторичного поворотного вала электромагнитного нагрузочного модуля и двумя выходами, первый из них соединен с преобразователем частоты для управления его режимом работы, а второй с электромагнитами электромагнитного нагрузочного модуля для имитации нагрузки стандартных режимов работы электроприводов и формирования нагрузочных диаграмм. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда для исследования и испытания электроприводов в основных режимах электрических машин, в том числе и многоскоростных, с обеспечением плавной регулировки и создания импульсно-переменной нагрузки на валу испытываемого электродвигателя, снижение потерь мощности, затрачиваемой при испытаниях, а также обеспечение возможности фиксации и записи измеряемых параметров и характеристик. 9 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к испытательной технике и электрооборудованию, в частности к электроприводам.

Известна станция для испытания электрических машин, содержащая блок управления с измерительными приборами и датчиками, связанными с ПЭВМ, а также основание для крепления испытуемых электрических машин с блоками питания и нагрузки (см. патент РФ 2354984 по МПК G01K 31/34, 2009, БИ 13). Основными контролируемыми параметрами испытуемых электродвигателей являются ток, напряжение и частота вращения, а также температура обмоток электрических машин при различной нагрузке.

Недостатком стенда является малая функциональная возможность для исследования и испытания электроприводов с системой защиты и невозможность регистрации измеряемых параметров и характеристик.

Известен также стенд для испытания и исследования характеристик асинхронного двигателя методом непосредственной нагрузки, содержащий испытуемый электродвигатель, электромагнитный тормоз и систему электроизмерительных приборов (см. Кацман М.М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам. - М., 2008 г.).

Недостатком стенда является недостаточная функциональная возможность при проведении исследования характеристик электроприводов и невозможность измерения и регистрации отдельных параметров, потери мощности при испытаниях, затрачиваемой на генератор, отсутствие возможности плавного регулирования и создания импульсно- переменной нагрузки на двигатель.

Известен стенд с электромагнитным нагрузочным модулем для измерения и исследования приводных характеристик электродвигателей (см. патент №242995, МПК G01R 31/34, опубликован 10.08.2011, БИ №22, прототип).

Известный стенд для исследования и испытания электроприводов содержит испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения и температуры, соединенный механически с электромагнитным нагрузочным модулем, состоящим из тормозящего диска с электромагнитами, датчика угла поворота электромагнитного нагрузочного модуля и установленный совместно с системой нагрузки на одной раме, пускозащитной и измерительной аппаратурой. Моделирование различных возможных режимов питающей сети производится с помощью регулятора напряжения.

Недостатком стенда является малая функциональная возможность при проведении исследования характеристик электроприводов и невозможность измерения и регистрации отдельных параметров на разной частоте питающего тока и напряжения, так как при снижении напряжения момент асинхронного двигателя снижается пропорционально квадрату напряжения, отсутствие возможности плавного регулирования частоты вращения вала исследуемого двигателя в широком диапазоне и создания импульсно- переменной нагрузки на валу двигателя для основных режимов работы электрических машин.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей стенда для исследования и испытания электроприводов в основных режимах электрических машин, в том числе и многоскоростных, с обеспечением плавной регулировки и создания импульсно-переменной нагрузки на валу испытываемого электродвигателя, снижение потерь мощности, затрачиваемой при испытаниях, а также обеспечение возможности фиксации и записи измеряемых параметров и характеристик.

Технический результат изобретения достигается тем, что стенд для исследования и испытания электроприводов, содержащий испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения и температуры, соединенный механически с электромагнитным нагрузочным модулем, состоящим из тормозящего диска с электромагнитами, датчика угла поворота электромагнитного нагрузочного модуля и установленный совместно с системой нагрузки на одной раме, пускозащитной и измерительной аппаратурой, согласно изобретению имеет программируемый контроллер с пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) регулятором, преобразователь частоты, измерительный комплект и испытуемый электродвигатель, соединенный обмотками статора с сетью через измерительный комплект, автоматический выключатель и преобразователь частоты с двумя входами, соединенными с одной стороны с датчиком температуры, установленном на корпусе электродвигателя, а с другой стороны с программируемым контроллером, имеющим панель ввода данных режима питания электромагнитов нагрузочного модуля и режима управления преобразователем частоты, при этом измерительный комплект, например, «Ресурс- 2М», включен между выходом преобразователя частоты и обмотками статора испытуемого электродвигателя, а программируемый контроллер с ПИД-регулятором двумя входами соединен с датчиком частоты вращения испытуемого электродвигателя и с датчиком угла поворота вторичного поворотного вала электромагнитного нагрузочного модуля и двумя выходами, первый из них соединен с преобразователем частоты для управления его режимом работы, а второй с электромагнитами электромагнитного нагрузочного модуля для имитации нагрузки стандартных режимов работы электроприводов и формирования нагрузочных диаграмм: S1 - продолжительного режима, S2 - кратковременного режима, S3 - повторно- кратковременного периодического режима, S4 - повторно-кратковременного периодического режима с пусками, S5 - повторно-кратковременного периодического режима с электрическим торможением, S6 - непрерывного периодического режима с кратковременной нагрузкой, S7 - непрерывного периодического режима с электрическим торможением, S8 - непрерывного периодического режима с взаимозависимыми изменениями нагрузки и частоты.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что стенд для исследования и испытания электроприводов имеет программируемый контроллер с пропорционально-интегрально-дифференциальным (ПИД) регулятором, преобразователь частоты, измерительный комплект и испытуемый электродвигатель, соединенный обмотками статора с сетью через измерительный комплект, автоматический выключатель и преобразователь частоты с двумя входами, соединенными с одной стороны с датчиком температуры, установленном на корпусе электродвигателя, а с другой стороны с программируемым контроллером, имеющим панель ввода данных режима питания электромагнитов нагрузочного модуля и режима управления преобразователем частоты, при этом измерительный комплект, например, «Ресурс-2М», включен между выходом преобразователя частоты и обмотками статора испытуемого электродвигателя, а программируемый контроллер с ПИД-регулятором двумя входами соединен с датчиком частоты вращения испытуемого электродвигателя и с датчиком угла поворота вторичного поворотного вала электромагнитного нагрузочного модуля и двумя выходами, первый из них соединен с преобразователем частоты для управления его режимом работы, а второй с электромагнитами электромагнитного нагрузочного модуля для имитации нагрузки стандартных режимов работы электроприводов и формирования нагрузочных диаграмм.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод, о соответствии решения уровню изобретения.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо. Опытный образец стенда испытан в лаборатории кафедры ЭМ и ЭП Куб ГАУ.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена функциональная схема стенда для исследования и испытания электроприводов; на фиг.2 - нагрузочная диаграмма для продолжительного режима работы S1; на фиг.3 - нагрузочная диаграмма для кратковременного режима работы S2; на фиг.4 - нагрузочная диаграмма для повторно- кратковременного периодического режима работы S3; на фиг.5 - нагрузочная диаграмма для повторно-кратковременного периодического режима работы с пусками S4; на фиг.6 - нагрузочная диаграмма для повторно-кратковременного периодического режима работы с электрическим торможением S5; на фиг.7 - нагрузочная диаграмма для непрерывного периодического режима работы с кратковременной нагрузкой S6; на фиг.8 - нагрузочная диаграмма для непрерывного периодического режима работы с электрическим торможением S7; на фиг.9 - нагрузочная диаграмма для непрерывного периодического режима работы с взаимозависимыми изменениями нагрузки и частоты вращения S8.

На фиг.2-9: tn - время пуска привода, tp - время работы, tm - время торможения, to - время отключенного состояния, Tц - время цикла.

Стенд (фиг.1) содержит испытуемый электродвигатель 1, вал которого через соединительную муфту 2 соединен с первичным валом 3 электромагнитного нагрузочного модуля 4, на котором закреплен плоский стальной диск 5, являющийся составной частью общего магнитопровода 6 нагрузочного модуля 4, на вторичном поворотном валу 7 закреплен тормозящий диск 8 с электромагнитной системой, содержащей восемь электромагнитов 9 с сердечниками 10, расположенными и закрепленными симметрично по окружности тормозящего диска 8 и получающими питание от программируемого контроллера 11 с двумя входами и двумя выходами, имеющего панель 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователем частоты.

На вторичном поворотном валу 7, установленном на первой стойке 13 электромагнитного нагрузочного модуля 4, закреплен откалиброванный противовес 14 с тарированной шкалой 15 и указателем момента сопротивления 16, а также датчик угла поворота 17 вторичного поворотного вала 7, соединенный со вторым входом программируемого контроллера 11. Датчик 18 частоты вращения вала электродвигателя 1 и первичного вала 3 установлен на второй стойке 19 электромагнитного нагрузочного модуля 4 и соединен с первым входом программируемого контроллера 11.

Испытуемый электродвигатель 1 закрепляют на платформе 20, а для контроля температуры нагрева в гнездо рым-болта электродвигателя 1 ввинчивают полый болт 21, имеющий в торце нижней части термодатчик 22, который соединен с первым входом преобразователя частоты 23, второй вход которого соединен с выходом программируемого контроллера 11.

Испытуемый электродвигатель 1 получает питание от сети переменного тока 380/220 В через автоматический выключатель 24, выполняющий функции защиты от перегрузки и токов короткого замыкания, преобразователь частоты 23, управляемый сигналом от программируемого контроллера 11, измерительный комплект 25. Программируемый контроллер 11 и через него катушки электромагнитов 9 также получают питание от сети переменного тока 380/220 В через автоматический выключатель 24.

Стенд позволяет проводить испытание асинхронных двигателей на стандартную частоту тока 50 или 60 Гц, многоскоростных электродвигателей и их испытание при регулируемой частоте и регулируемому напряжению.

Измерительный комплект 25, входящий в состав стенда, например, «Ресурс - 2М» или аналогичный анализатор AR-5, позволяет измерять и записывать на внутреннем или внешнем накопителе информацию электрических параметров испытуемого электродвигателя: напряжение питания, потребляемый ток по фазам, мощность активную, реактивную и полную, коэффициент мощности, частоту тока, гармонические составляющие напряжения и тока. Эти данные копируются на компьютер, хранятся и обрабатываются в соответствии с задачами исследования.

Датчик угла поворота 17 вторичного поворотного вала 7 преобразует величину тормозного момента, создаваемого противовесом 14 посредством тормозного диска 8 с электромагнитной системой, в электрический сигнал, пропорциональный этому моменту. Причем этот сигнал может быть аналоговым или дискретным в зависимости от конструкции датчика 17.

Программируемый контроллер 11 с панелью 12 ввода данных имеет встроенный пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) регулятор с выходным током нагрузки, достаточным для управления электромагнитами 9 электромагнитного нагрузочного модуля 4 и два входа для реализации обратной связи по частоте вращения вала двигателя от датчика частоты вращения 18 и обратной связи по тормозному моменту от датчика угла поворота 17.

Преобразователь частоты 23 с векторным управлением, встроенной системой динамического торможения и входом для подключения температурного датчика 22 и реализации защиты от превышения температуры.

Стенд работает следующим образом.

Испытуемый электродвигатель 1 закрепляют на платформе 20, а затем при помощи муфты 2 соединяют вал электродвигателя 1 с первичным валом 3 электромагнитного нагрузочного модуля 4.

На испытуемом электродвигателе 1 устанавливают съемный датчик температуры 22, ввинчивая полый болт 21 в гнездо рым-болта корпуса электродвигателя. В соответствии с программой испытания и методикой программируют контроллер 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима работы преобразователя частоты 23. Настраивают преобразователь частоты 23 на мощность испытуемого электродвигателя и частоту тока 50 или 60 Гц, температуру срабатывания защиты, и выбирают пределы измерения по току, напряжению, мощности на измерительном комплексе 25 в зависимости от мощности испытуемого двигателя.

После установки, проверки соединения всех элементов схемы испытуемого электрооборудования и измерительных средств приступают к проведению испытаний.

Испытание для режима S1 - продолжительный режим работы (режим работы электрических машин с нагрузкой и продолжительностью, достаточной для достижения практически установившегося теплового состояния, фиг.2).

На программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23 задается ток электромагнитов, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента для испытуемого электродвигателя и время его работы. Номинальный момент электродвигателя (ЭД) определяется по паспортным данным

МнРнн, н·м,

где Рн - номинальная мощность ЭД, Вт;

ω=π·nн/30 с-1 - номинальная частота вращения вала ЭД.

Время работы ЭД для режима 57 составляет t=(2÷3)ТН, где TН - постоянная времени нагрева ЭД.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер (ПК) 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты (ПЧ) 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения вала ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, при этом увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД (в каждой фазе: напряжение, частоту тока, мощность, ток, cosφ, гармонический состав тока и напряжения).

При достижении заданного программируемым контроллером времени ПК 11 уменьшает ток в электромагнитах 9, при этом снижается тормозной момент и подается сигнал на отключение преобразователя частоты 23. Данные измерительного комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S2 - кратковременный режим работы (режим работы при постоянной нагрузке в течение определенного времени, недостаточного для достижения практически установившегося теплового состояния, за которым следует состояние покоя длительностью, достаточной для того, чтобы температура машины сравнялась с температурой охлаждающей среды, фиг.3).

Нормируемая длительность периодов работы в данном режиме: 10, 30, 60 и 90 мин. В соответствии с графиком нагрузки (фиг.3) на программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23 задается ток электромагнитов 9, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента для испытуемого электродвигателя и время его работы, например 30 минут.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД.

При достижении заданного программируемым контроллером 11 времени (30 мин) он уменьшает ток в электромагнитах 9, при этом снижается тормозной момент, и ПК 11 подает сигнал на отключение преобразователя частоты 23. Данные измерительного комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S3 - повторно-кратковременный периодический режим работы (последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых включает в себя время работы при постоянной нагрузке и время покоя, фиг.4). В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает существенного влияния на превышение температуры ЭД.

Продолжительность включения (ПВ) устанавливается в процентах продолжительности одного цикла работы. ПВ равняется 15, 25, 40 и 60% продолжительности одного цикла, который равен 10 мин.

В соответствии с графиком нагрузки (фиг.4), на программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23, задается ток электромагнитов, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента для испытуемого ЭД. Выбираем, например, ПВ=25% (4 минуты работы ЭД и 6 минут отключенного состояния) и 6 циклов работы, т.е. 60 минут идет процесс испытания.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 10, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД 1.

При достижении заданного программируемым контроллером 11 времени (4 мин), ПК 11 уменьшает ток в электромагнитах 9, при этом снижается тормозной момент, и подается сигнал на отключение преобразователя частоты 23. Через 6 минут процесс пуска повторится. Такой процесс - 4 минуты работы и 6 минут паузы - повторяется 6 раз. Данные измерительного комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S4 - повторно-кратковременный периодический режим работы с пусками (последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых содержит относительно длинный пуск, время работы с постоянной нагрузкой и время покоя, фиг.5).

Режим S4 определяет эксплуатацию ЭД с частыми пусками, при которых длительность одного цикла определяется числом включений в час: 30, 60, 120 или 240 при определенном коэффициенте инерции, равном 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 4,0; 6,3 или 10 и ПВ, равном 15, 25, 40 и 60%.

Под коэффициентом инерции kj понимается отношение суммы момента инерции двигателя Jдв и приведенного к валу двигателя момента инерции механизма J пр. мех к моменту инерции двигателя

k j = J д в + J п р . м е х J д в + J Σ J д в .

В данном случае момент инерции механизма Jпр.мех будет складываться из суммы моментов инерции соединительной муфты 2 и момента инерции стального диска 5. Совместно с моментом инерции ротора электродвигателя они создадут динамический момент, влияющий на пуск электропривода.

Из-за малой длительности каждого цикла, время пуска ЭД соизмеримо со временем работы, поэтому потери в пусковом режиме оказывают существенное влияние на нагрев ЭД. Для защиты ЭД от перегрева используется датчик температуры 22, установленный на корпусе ЭД 1.

Определяем длительность одного цикла, при ПВ=40%, например, при числе включений в час равном 60

tц=3600/z=3600/60=60 с=1 мин

В этом случае время пуска и время работы составляет 40%, т.е. 24 с, а время паузы 36 с.

В соответствии с графиком нагрузки (фиг.5), на программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23, задаем ток электромагнитов 9, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента для испытуемого электродвигателя и время его работы. Задаем время пуска и работы 24 с, время отключенного состояния 36 с, время испытаний 1 час, т.е. 60 циклов нагрузки.

Включаем автоматический выключатель 24, и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД.

При достижении заданного программируемым контроллером 11 времени (24 с), ПК 11 уменьшает ток в электромагнитах 9, при этом снижается тормозной момент, и ПК 11 подает сигнал на отключение преобразователя частоты 23. Через 36 секунд ПК 11 подает сигнал опять на включение преобразователя частоты 23. Так по заданной программе будет продолжаться 60 циклов нагрузки. Данные измерительного комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S5 - повторно-кратковременный периодический режим с электрическим торможением (последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из времени пуска, времени работы с постоянной нагрузкой, времени электрического торможения и времени покоя, фиг.6). Для режима работы S5 определяются следующие значения величин: ПВ=15, 25, 40 и 60%; z=30, 60, 90, 120, 180 и 240 включений/ч; kj - 1,2; 1,6; 2; 2,5 и 4.

На программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23, задаем ток электромагнитов 9, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента для испытуемого электродвигателя и время его работы в соответствии с графиком моментов, времени пуска и торможения, показанных на фигуре 6.

Например, выбираем время пуска tn=1 с, время работы tp=58 с, время торможения tm=1 секунду, при котором преобразователь частоты 23 переводит ЭД 1 в режим динамического торможения на тормозной резистор (входит в конструкцию преобразователя частоты) и время отключенного состояния to=60 с. Тогда z=30, а время цикла 2 минуты.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД.

При достижении заданного программируемым контроллером 11 времени (1+58=59 с), ПК 11 уменьшает ток в электромагнитах 9, при этом снижается тормозной момент до нуля, и подает сигнал на отключение преобразователя частоты 23 и для включения режима динамического торможения. Через 1 секунду после процесса динамического торможения ПЧ 23 отключается, и наступает период отключенного состояния. Через 60 секунд паузы, процесс включения ПЧ 23 повторяется. Так по заданной программе будет продолжаться 30 циклов нагрузки. Данные комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S6 - непрерывный периодический режим с кратковременной нагрузкой (последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из времени работы при постоянной нагрузке и времени работы на холостом ходу. Время покоя отсутствует, фиг.7).

Характеризующей величиной является продолжительность нагрузки

П Н = t p t p + t x x 100 % = t p T ц 100 % ,

где txx - период работы на холостом ходу механизма.

Продолжительность работы с неизменной нагрузкой определяется в процентах длительности одного цикла - 15, 25, 40 или 60%. Продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимается равной 10 мин.

На программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23, задаем ток электромагнитов 9, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента для испытуемого электродвигателя и время его работы в соответствии с графиком моментов, времени работы с нагрузкой и времени работы на холостом ходу, показанных на фигуре 7. Задаем время создание нагрузки, например, 6 минут, время снятия нагрузки (холостого хода) 4 минуты.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД 1.

Через 6 минут работы ПК 11 снижает напряжение на электромагнитах 9 до нуля, при этом тормозной момент не создается и ЭД 1 работает на холостом ходу. Через 4 минуты ПК 11 увеличивает напряжение на электромагнитах 9 и создается тормозной момент, что соответствует новому циклу работы. Данные измерительного комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S7 - непрерывный периодический режим с электрическим торможением (последовательность одинаковых рабочих циклов, каждый из которых состоит из времени пуска, времени работы при постоянной нагрузке и времени электрического торможения, фиг.8).

Для режима работы S7 характеризующими величинами являются: число включений в час, коэффициент инерции и постоянная кинетической энергии. Определяются следующие значения величин: z=30, 60, 90, 120, 180, 240 и 360 вкл./ч; kj - 1,2; 1,6; 2; 2,5; 4.

Из-за малой длительности неизменной нагрузки потери в пусковые периоды и во время торможения оказывают существенное влияние на нагрев частей двигателя.

На программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23, задаем ток электромагнитов 9, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 номинального (или необходимого для исследования) тормозного момента в соответствии с графиком моментов, времени пуска, работы и торможения, показанных на фигуре 8.

Устанавливаем время пуска, работы и торможения для каждого участка графика. Например, время пуска tn=1 с, время работы tp=58 с, время торможения tm=1 с. Тогда z=60, а время цикла 1 минута.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ подает заданное напряжение и заданную частоту тока на обмотку статора испытуемого ЭД 1. Частота вращения ЭД возрастает, при достижении заданной частоты вращения датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК увеличивает напряжение на электромагнитах 9, увеличивается тормозной момент. При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется и происходит процесс испытания ЭД 1. Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры ЭД.

При достижении заданного программируемым контроллером 11 времени (1+58=59 с), ПК 11 уменьшает ток в электромагнитах 9, при этом снижается тормозной момент до нуля, подается сигнал на преобразователь частоты 23 для включения режима динамического торможения. Через 1 секунду заканчивается процесс динамического торможения, и отключается ПЧ 23. При снижении частоты вращения вала ЭД 1 до нуля, ПК 11 подает сигнал на новый пуск преобразователя частоты 23. Цикл работы повторяется. Количество циклов определяют задачи исследования. Данные измерительного комплекта 25 и программируемого контроллера 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Испытание для режима S8 - непрерывный периодический режим с взаимозависимыми изменениями нагрузки и частоты вращения (последовательность одинаковых рабочих циклов, где каждый цикл состоит из времени работы при постоянной нагрузке, соответствующей заданной частоте вращения, за которым следуют один или более периодов работы при других постоянных нагрузках, соответствующих различным частотам вращения. Время покоя отсутствует, фиг.9).

Для режима работы S8 характеризующими величинами являются число включений в час, относительная продолжительность работы (ПР) для каждой внешней нагрузки и соответствующей ей частоты вращения, а также коэффициент инерции и постоянная кинетической энергии. Относительная продолжительность работы каждой из нагрузок определяется конкретно в каждом случае.

На программируемом контроллере 11 с помощью панели 12 ввода данных режима питания электромагнитов 9 и режима управления преобразователя частоты 23 задаем ток электромагнитов 9, соответствующий созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 тормозных моментов в соответствии с графиком моментов и частот вращения, показанных на фигуре 9. Устанавливаем время работы, ускорения и замедления на каждом участке диаграммы. Например, время ускорения ЭД на первом участке диаграммы ty=2 с. Время работы ЭД на втором участке диаграммы с первым постоянным моментом и первой частотой вращения ЭД tp1=118 с. Время замедления ЭД на третьем участке диаграммы tэ1=2 с. Время работы ЭД на четвертом участке диаграммы со вторым постоянным моментом и второй частотой вращения ЭД tp2=88 с. Время замедления на пятом участке диаграммы tэ2=2 с. Время работы ЭД на шестом участке диаграммы с третьим постоянным моментом и третьей частотой вращения ЭД tp3=178 с. Общее время цикла 6,5 минуты. Далее процесс повторяется.

Включаем автоматический выключатель 24 и подаем сигнал пуска на панели 12. Программируемый контроллер 11 по заданному на фигуре 9 алгоритму подает сигнал на запуск преобразователя частоты 23. ПЧ 23 в течение 2 секунд увеличивает заданное напряжение и частоту на обмотках статора испытуемого ЭД 1. Одновременно ПК 11 увеличивает напряжение на электромагнитах 9, при этом увеличивается тормозной момент (участок ty диаграммы на фиг.9). В момент пуска, кроме статического момента, создаваемого тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4, присутствует и динамический момент инерционных масс соединительной муфты 2 и стального диска 5.

При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1 на втором участке диаграммы с первым постоянным моментом и первой постоянной частотой вращения ЭД tp1=118 с.

На третьем участке диаграммы {tэ1=2 с, фиг.9) ПК 11 подает сигнал на ПЧ 23 для снижения напряжения и частоты тока на обмотках статора испытуемого ЭД 1. При этом частота вращения первичного вала 3 снижается, о чем датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК 11 снижает напряжение и ток электромагнитов 9 до уровня, соответствующего созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 тормозных моментов в соответствии с графиком нагрузки.

При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД на четвертом участке диаграммы со вторым постоянным моментом и второй постоянной частотой вращения ЭД tpl=88 с.

На пятом участке диаграммы (tэ1=2 с, фиг.9) ПК 11 подает сигнал на ПЧ 23 для снижения напряжения и частоты тока на обмотках статора испытуемого ЭД 1. При этом частота вращения первичного вала 3 снижается, о чем датчик частоты вращения 18 подает сигнал на ПК 11. ПК 11 снижает напряжение и ток электромагнитов 9 до уровня, соответствующего созданию тормозящим диском 8 электромагнитного нагрузочного модуля 4 тормозных моментов в соответствии с графиком нагрузки.

При достижении заданного тормозного момента датчик угла поворота 17 подает сигнал на ПК 11, напряжение на электромагнитах 9 стабилизируется, и происходит процесс испытания ЭД 1 на шестом участке диаграммы с третьим постоянным моментом и третьей постоянной частотой вращения ЭД tp3 - 178 с.

Измерительный комплект 25 регистрирует электрические параметры испытуемого ЭД 1 на всех режимах работы. На этом цикл испытаний 6,5 минуты заканчивается, и далее процесс повторяется, согласно диаграммы на фигуре 9.

После исследования данные измерительного комплекта 25 и ПК 11 переносятся на компьютер, где обрабатываются по алгоритмам исследователя.

Достоинство предлагаемого стенда

1. Испытание асинхронных электродвигателей возможно на стандартных частотах тока 50 и 60 Гц и на регулируемой частоте в этих пределах.

2. Предлагаемый стенд для исследования и испытания электроприводов можно применять в учебных лабораторных и на производстве для испытания новых электрических двигателей и после их ремонта в режимах S1-S8.

3. Снижаются потери в испытуемых двигателях по сравнению с известным стендом, где регулирование частоты вращения вала осуществляется изменением напряжения. При таком регулировании возрастают потери в роторе АД пропорционально скольжению.

4. Обеспечивается плавная регулировка момента за счет ПИД-регулятора и он позволяет создавать импульсную и переменную нагрузку.

5. Запись результатов исследования на компьютер позволяет создавать базу данных электрических параметров асинхронных двигателей, прогнозировать и продлевать время их работы.

Стенд для исследования и испытания электроприводов, содержащий испытуемый электродвигатель с датчиками частоты вращения и температуры, соединенный механически с электромагнитным нагрузочным модулем, состоящим из тормозящего диска с электромагнитами, датчика угла поворота электромагнитного нагрузочного модуля и установленный совместно с системой нагрузки на одной раме, пускозащитной и измерительной аппаратурой, отличающийся тем , что имеет программируемый контроллер с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором, преобразователь частоты, измерительный комплект и испытуемый электродвигатель, соединенный обмотками статора с сетью через измерительный комплект, автоматический выключатель и преобразователь частоты с двумя входами, соединенными с одной стороны с датчиком температуры, установленном на корпусе электродвигателя, а с другой стороны с программируемым контроллером, имеющим панель ввода данных режима питания электромагнитов нагрузочного модуля и режима управления преобразователем частоты, при этом измерительный комплект, например, «Ресурс-2М», включен между выходом преобразователя частоты и обмотками статора испытуемого электродвигателя, а программируемый контроллер с пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором двумя входами соединен с датчиком частоты вращения испытуемого электродвигателя и с датчиком угла поворота вторичного поворотного вала электромагнитного нагрузочного модуля и двумя выходами, первый из них соединен с преобразователем частоты для управления его режимом работы, а второй с электромагнитами электромагнитного нагрузочного модуля для имитации нагрузки стандартных режимов работы электроприводов и формирования нагрузочных диаграмм: S1 - продолжительного режима, S2 - кратковременного режима, S3 - повторно-кратковременного периодического режима, S4 - повторно-кратковременного периодического режима с пусками, S5 - повторно-кратковременного периодического режима с электрическим торможением, S6 - непрерывного периодического режима с кратковременной нагрузкой, S7 - непрерывного периодического режима с электрическим торможением, S8 - непрерывного периодического режима с взаимозависимыми изменениями нагрузки и частоты вращения.



 

Похожие патенты:

Заявленная группа изобретений относится к измерительной технике и, в частности, предназначена для мониторинга вала вращающейся машины. Способ мониторинга сигналов, имеющих отношение к валу вращающейся машины, содержит этапы, на которых принимают сигналы напряжения, имеющие отношение к валу, принимают сигналы тока, имеющие отношение к валу, вычисляют и анализируют тенденцию максимальных значений напряжения и тока по валу, вычисляют и анализируют тенденцию средних значений напряжения и тока по валу, вычисляют и анализируют тенденцию коэффициента гармоник напряжения по валу, принимают сигнал синхронизации, позволяющий синхронизировать принятый сигнал тока с колебательным сигналом возбуждения, разрешают по времени сигнал тока, связывают группу разрешенных по времени сигналов тока с неисправным состоянием, определяют неисправное состояние, используя максимальные значения напряжения и тока по валу, средние значения напряжения и тока по валу, коэффициент гармоник напряжения по валу и группу разрешенных по времени сигналов тока, и если имеется неисправное состояние, уведомляют пользователя о его наличии.

Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин и преобразователей угла. Предлагаемое устройство контроля содержит регулируемый стабилизированной источник постоянного тока (1), ключ (2), регулируемый резистор (3), первый усилитель (4), второй усилитель (5), компаратор (6), инвертор (7), первую схему И (8), мультивибратор (9), вторую схему И (10), первый счетчик (11), второй счетчик (12), первый регистр (13), второй регистр (14), компьютер (15), измеритель сопротивления (16), проверяемую электрическую машину (17), датчик углового положения (ДУП) (18), редуктор (19), электродвигатель (20), блок управления (БУ) (21), состоящий из следующих элементов: Т-триггера (22), третьей схемы И (23), реле (24) с его обмоткой (25) и с нормально замкнутым контактом (26), второго источника питания (27) и тумблера (28) СТАРТ.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться, в частности, для контроля качества пропитки изоляционным составом обмоток электродвигателей, катушек трансформаторов и дросселей.

Изобретение относится к электротехнике. В течение пуска и торможения выбегом электродвигателя одновременно проводят измерение мгновенных величин токов и напряжений на двух фазах статора и частоты вращения вала электродвигателя, определяют модуль вектора тока статора, преобразуют напряжения из естественной координатной системы в прямоугольную стационарную систему координат.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в судовых системах электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем при проведении приемосдаточных испытаний гребного электродвигателя (ГЭД) и системы электродвижения (СЭД) в условиях стенда.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к способам согласования магнитопроводов ротора и статора в двухмерных электрических машинах, и может быть использовано для технико-экономической и конструктивной совместимости концентрически расположенных магнитопроводов (внешнего ротора и внутреннего якоря с коллектором) двухмерных электрических машин-генераторов (ДЭМ-Г).

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для закрывания, затемнения защиты от солнца или для экранирования в здании. .

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к электрифицированному инструменту, бытовым и промышленным электроприборам, приборам специального назначения.
Изобретение относится к области управления стрелочными электроприводами и получения информации о предполагаемом остаточном ресурсе работоспособности стрелочного привода в целом или его отдельных узлов и деталей.

Изобретение относится к области испытаний обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока. Сущность: создают режим ударного импульсного возбуждения одновременно всех параллельных ветвей обмотки вращающегося якоря путем посылки импульсов напряжения возбуждения от генератора импульсных напряжений ГИН с частотой следования, например, 50 импульсов в секунду на коллектор относительно корпуса. Фиксируют наличие дефекта витковой изоляции с помощью индукционного датчика астатической конструкции с ферромагнитным сердечником, имеющим воздушный зазор-щель, ориентированный вдоль выводов витков у петушков коллектора секций с максимальными испытательными междувитковыми напряжениями в середине каждой параллельной ветви в силу симметрии обмоток якорей относительно места возбуждения, и измерителя импульсных магнитных полей с электронной ячейкой памяти по максимальным уровням импульсного магнитного поля, которые измеряют бесконтактным способом индукционным датчиком ИД с измерителем импульсных магнитных полей и фиксируют при срабатывании его электронной ячейки памяти в автоматическом режиме испытаний при каждом прохождении под датчиком ИД выводов витков дефектной секции и секций, непосредственно соединенных с ней уравнителями, и которые создаются только током в короткозамкнутом витке, возникающем под действием центробежных сил на обмотку и коллектор и вибрации только на вращающемся якоре. Технический результат: фиксация наличия дефекта витковой изоляции, приводящего к образованию короткозамкнутого витка, возникающего под действием центробежных сил на обмотку и коллектор и вибрации только на вращающемся якоре. 11 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Устройство включает помещенные в корпус фильтры частот и соответствующие им интеграторы, блок обработки сигналов, порт с выводами на средства индикации и визуализации. Дополнительно в устройство введены преобразователь тока и преобразователь напряжения, выполненные на основе датчиков Холла и установленные дистанционно с возможностью подключения их к шине питания электродвигателя постоянного тока. В корпус устройства также дополнительно введены усилитель, амплитудный селектор, источник опорного напряжения, блок измерения разности фаз и блок допускового контроля разности фаз, порт с клеммами для передачи информационных сигналов, порт с клеммами для дополнительного питания дистанционных элементов. В качестве фильтров частот использованы фильтр нижних частот и полосовой фильтр, каждый из которых образует с соответствующим ему интегратором параллельные электрические цепи. Вышеназванные блоки и элементы устройства соединены следующим образом: амплитудный селектор - с усилителем, с источником опорного напряжения и посредством вышеуказанных параллельных электрических цепей - с блоком обработки сигналов, который подключен к источнику опорного напряжения, к порту с выводами на средства индикации и визуализации, к блоку допускового контроля разности фаз, связанному с блоком измерения угла разности фаз. Последний соединен с портом с клеммами для передачи информационных сигналов, который подключен к усилителю. Порт с клеммами для подключения питания дистанционных элементов соединен с источником опорного напряжения. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства и повышении точности измерения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах переменного тока. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и области применения, повышение чувствительности. Способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока основан на измерении параметров внешнего магнитного поля машины и формировании сигнала на отключение. Сигнал с измеренными параметрами магнитного поля машины переменного тока преобразуют в однополярный, выделяют из него гармонические составляющие с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p). Если величина хотя бы одной из частот превысит первую пороговую величину, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора. Если величина хотя бы одной из частот превысит вторую пороговую величину, то формируют сигнал на отключение машины от сети, где ν принимает значения 0, 1, 2…; p - число полюсов, fc - частота основной гармонической сети Использование способа защиты позволяет своевременно определить критическую величину эксцентриситета ротора и отключить электрическую машину от сети, а следовательно, сократить время и стоимость послеаварийного ремонта на таких машинах с любым числом полюсов. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытания синхронных машин на электромашиностроительных заводах, ремонтных предприятиях и при эксплуатации. Техническим результатом является повышение точности измерения КПД, расширение функциональных возможностей по величине передаваемой мощности. В способе нагрузки синхронной машины в качестве нагрузочной машины используют асинхронную машину с фазным ротором. Возбуждение ротора осуществляют от источника трехфазного тока с независимо задаваемой нулевой частотой, с поворотом поля ротора на любой заданный угол и возможностью нагрузки испытываемой машины в двигательном и генераторном режимах, в том числе и при углах нагрузки больше критического. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к диагностике технического состояния силового электрооборудования. Осуществляют запись зависимостей от времени напряжения и тока, потребляемых электродвигателем, выполняемую с помощью датчиков напряжения. Обрабатывают сигналы фильтром низких частот. Определяют расхождение амплитуд сигналов токов, напряжений и мощности каждой фазы. Рассчитывают коэффициенты несимметрии тока, напряжений, мощности и коэффициенты гармонических колебаний, используя фильтр низких частот. Отфильтровывают спектр исследуемых частот от общего сигнала. Затем определяют уровень влияния качества питающего напряжения в части наличия несимметрии, импульсов перенапряжения и высших гармонических составляющих и на основе получаемых данных с учетом текущего задания выходной координаты определяют техническое состояние электропривода и оценивают остаточный ресурс. Технический результат заключается в повышении эффективности обнаружении неисправности на ранней стадии возникновения. 1 ил.

Изобретение относится к области диагностики межвитковых замыканий и снижения сопротивления обмотки статора асинхронного электродвигателя относительно корпуса в сетях с глухозаземленной нейтралью. Способ заключается в измерении полных сопротивлений обмоток статора электродвигателя при номинальной частоте вращения ротора электродвигателя, а также в измерении тока утечки на корпус асинхронного электродвигателя совместно с измерением напряжения на корпусе электродвигателя относительно искусственной нулевой точки, образованной подключением фильтра напряжения нулевой последовательности к фазам питающей сети. Измерения сопротивлений производятся косвенным путем при помощи действующих значений токов и напряжений на обмотках статора электродвигателя. Измерение частоты вращения ротора электродвигателя производится с помощью датчика частоты вращения. Технический результат заключается в диагностировании межвитковых повреждений и снижения сопротивления изоляции относительно корпуса электродвигателя на ранней стадии развития, а также осуществления контроля целостности защитного проводника РЕ в системах TN-S, TN-C-S, или совмещенного нулевого защитного и нулевого рабочего проводников PEN в системе TN-C, или РЕ проводника в системе заземления ТТ. 1 ил.

Изобретение относится к диагностике обмоток электрических машин. Сущность: способ обнаружения короткого замыкания на землю во вращающейся электрической машине содержит подачу тестового сигнала на заданной частоте на обмотку, измерение электрического параметра сигнала отклика в обмотке, являющегося результатом поданного тестового сигнала, и обнаружение короткого замыкания на землю на основании измеренного значения электрического параметра. При этом непрерывно определяют частоту сигнала отклика и сбрасывают измеренное значение, соответствующее определенной частоте, когда эта частота отклоняется от заданной частоты при первом пороговом значении. Технический результат: повышение надежности обнаружения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при разработке электроприводов для систем автоматического управления летательными аппаратами. Техническим результатом является повышение точности формирования требуемой механической характеристики электропривода. В способе формирования механической характеристики электропривода передаточным числом редуктора формируют отношение пускового момента к скорости холостого хода требуемой механической характеристики, а их абсолютные значения обеспечивают напряжением питания электродвигателя. Фактором, оптимизирующим электропривод, является то, что требуемая механическая характеристика электропривода обеспечивается минимальными значениями передаточного числа редуктора и напряжения питания электродвигателя. 1 ил.

Предложенное изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностирования статических и динамических эксцентриситетов в электрических машинах автономных объектов, как в процессе эксплуатации, так и в процессе испытаний, например авиационных генераторов. Согласно предложенному способу диагностирования электрической машины измеряют электродвижущую силу в момент холостого хода электрической машины на номинальной частоте вращения ротора, сравнивают ее с эталонной величиной, характеризующей исправное состояние электрической машины, и при расхождении измеренной электродвижущей силы и эталонной по величине измеренной электродвижущей силы рассчитывают величины статических и динамических эксцентриситетов. По разложению осциллограммы измеренной электродвижущей силы в ряд Фурье рассчитывают уровень колебаний. Кроме того, по величинам статических и динамических эксцентриситетов, а также по уровню колебаний судят о техническом состоянии электрической машины в режиме реального времени. Технический результат: повышение точности диагностики электрической машины, введение возможности определения не только количественных, но и качественных характеристик дефекта (например, типа эксцентриситета - статический или динамический), упрощение технической реализации диагностики, а также возможность диагностики в режиме реального времени. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах для анализа и контроля метрологических характеристик измерительных трактов систем, построенных на базе асинхронного двигателя с преобразователем частоты. Сущность: в двух фазах электродвигателя с помощью бесконтактных датчиков тока производят измерение и запись мгновенных значений токов статора асинхронного двигателя. Осуществляют преобразование записанных сигналов в цифровую форму. Данные обрабатывают и строят расчетно-экспериментальный годограф пространственного вектора тока статора. По геометрическим характеристикам, к которым относят площадь, форму, значения углов между базовыми векторами, коэффициент эллиптичности, проводят определение и анализ метрологических характеристик каналов контроля и управления системы «преобразователь частоты - асинхронный двигатель», а также проверяют питающую сеть по показателям качества электроэнергии. Технический результат: упрощение контроля метрологических характеристик систем управления асинхронных электроприводов, упрощение процедуры оценки погрешностей без отключения от производственного цикла, повышение достоверности прогнозирования времени появления отказов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к испытательной технике и электрооборудованию, в частности может быть использовано для испытания электроприводов с асинхронными двигателями. Стенд содержит программируемый контроллер с ПИД-регулятором, преобразователь частоты, измерительный комплект и испытуемый электродвигатель соединенный обмотками статора с сетью через измерительный комплект, автоматический выключатель и преобразователь частоты с двумя входами, соединенными с одной стороны с датчиком температуры, установленном на корпусе электродвигателя, а с другой стороны с программируемым контроллером, имеющим панель ввода данных режима питания электромагнитов нагрузочного модуля и режима управления преобразователем частоты, при этом измерительный комплект, например, «Ресурс-2М», включен между выходом преобразователя частоты и обмотками статора испытуемого электродвигателя, а программируемый контроллер с ПИД-регулятором двумя входами соединен с датчиком частоты вращения испытуемого электродвигателя и с датчиком угла поворота вторичного поворотного вала электромагнитного нагрузочного модуля и двумя выходами, первый из них соединен с преобразователем частоты для управления его режимом работы, а второй с электромагнитами электромагнитного нагрузочного модуля для имитации нагрузки стандартных режимов работы электроприводов и формирования нагрузочных диаграмм. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда для исследования и испытания электроприводов в основных режимах электрических машин, в том числе и многоскоростных, с обеспечением плавной регулировки и создания импульсно-переменной нагрузки на валу испытываемого электродвигателя, снижение потерь мощности, затрачиваемой при испытаниях, а также обеспечение возможности фиксации и записи измеряемых параметров и характеристик. 9 ил.

Наверх