Устройство для диагностики индуктивных обмоток

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Устройство для диагностики индуктивных обмоток содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник, один из выводов которой с помощью линейного проводника подключен к вспомогательной цепи, содержащей последовательно соединенные амперметр с конденсатором с переменной емкостью, шунтируемый с помощью ключа, и подключен к первому из трех выводов индуктивной обмотки, при этом второй вывод индуктивной обмотки непосредственно подключен ко второму выводу вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Технический результат - упрощение электрической схемы, сохранение функциональных возможностей устройства. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения неисправного состояния (диагностики) индуктивных обмоток электрических машин, а также трансформаторов, пускозащитной аппаратуры, обмоток устройств автоматики и электроники.

Диагностика электротехнических устройств, содержащих индуктивные обмотки, заключается в измерении и расчете электрических параметров - полного, активного и реактивного сопротивлений, индуктивности и добротности.

Эти параметры можно рассчитать на основе измерений напряжения U, тока I и активной мощности тока Р с помощью широко известного в практике устройства для электрических измерений, измерительного комплекта К-505 и его модификаций по формулам:

Z=U/I, Ом - полное сопротивление;

R=Р/l2=Z cos φ, Ом - активное сопротивление;

Х=Z sin φ, Ом - реактивное сопротивление;

Cos φ=P/S - коэффициент мощности тока;

φ=arcos φ - угол сдвига фаз между током и напряжением.

Определение неисправного состояния индуктивных обмоток электротехнических устройств различного назначения с помощью измерительного комплекта типа К-505 в натурных условиях не является оперативной с достаточной разрешающей способностью. Измерительный комплект не является прибором сравнительной оценки непосредственно электрических параметров заведомо исправной индуктивной обмотки и аналогичной испытуемой. Этим устройством возможна оценка состояния, например, обмоток электродвигателя при их значительных (ощутимых) нарушениях не на начальных стадиях.

Необходимость раннего выявления неисправного состояния индуктивных обмоток электродвигателей, используемых в приводах компрессоров, размещенных в неразборных корпусах бытовых и торговых холодильных агрегатах, связана, прежде всего, с их длительной безаварийной эксплуатацией. Поэтому в условиях цеха перед установкой ремонтного или нового электродвигателя в корпус герметичного холодильного компрессора проводится их диагностика.

Натурная (внецеховая) диагностика обмоток электропривода бытовых и торговых холодильных агрегатов и кондиционеров выполняется малыми предприятиями сервиса по заявкам заказчиков. Разнообразие электроприводов холодильной техники достаточно велико. Их основные электрические параметры значительно отличаются: по напряжению от 127 до 380 В, по мощности тока от 0,18 кВт до 5,5 кВт, по номинальной силе тока от 1,3 А до 7 А, по коэффициенту мощности тока от 0,65 до 0,86, что соответствует углу сдвига фаз между током и напряжением, не превышающему 60°.

При таком разнообразии электроприводов холодильных агрегатов оперативная их диагностика в натурных условиях (у заказчика) может быть выполнена прибором (устройством) сравнения, в котором используется легко перестраиваемая по сопротивлению электрическая цепь сравнения.

Наиболее распространенными приборами сравнения, предназначенными для измерения параметров элементов электрических цепей, являются электрические мосты постоянного и переменного тока. Мосты имеют диагональ питания и диагональ нагрузки, в которую включают сравнивающее устройство (СУ) или показывающий прибор. В зависимости от режима работы диагонали нагрузки различают электрические мосты уравновешенные, неуравновешенные и квазиуравновешенные. В последних уравновешивание моста осуществляется по одной из составляющих комплексного полного сопротивления - модулю, фазе, активной или реактивной. Достигается это путем применения специальных сравнивающих устройств - детекторов частотных фазовых, амплитудных (Электротехнический справочник, в 3-х т., Т1, под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. - М.: Энергия, 1980, - 520 с., стр.183-186).

Большая часть мостов переменного тока, предназначенных для измерения параметров индуктивных обмоток, работает при малых величинах токов (мосты Р50-1, УМ-3, Р556, ИИН-4). Мост ИИН-ЗМ предназначен для лабораторных и цеховых измерений параметров индуктивных обмоток с магнитопроводом и без него. Токи небольшой величины в измерительных схемах мостов делают их малоприемлемыми для раннего выявления неисправного состояния обмоток в электроприводах компрессоров. Кроме этого, мосты имеют большой вес от 20 до 60 кг и высокую цену.

Наиболее близким по своей сути устройством для определения неисправного состояния индуктивных обмоток, принятым за прототип, и с помощью которого выполняется сравнение полных сопротивлений индуктивных обмоток, является схема трехфазной электрической цепи, показанная на фиг.1 (Патент на изобретение RU 2388004 C1, МПК G01 31/06, 27.04.2010, бюл. №12).

Электрическая схема устройства прототипа, фиг.1 содержит индуктивную обмотку трехфазного электродвигателя 1, которую подключают с помощью трех вспомогательных электрических цепей и линейных проводников 8, 9, 10 к вторичной обмотке трехфазного трансформатора 11. Эта обмотка с регулируемым напряжением соединена по схеме треугольник. Каждая вспомогательная электрическая цепь содержит последовательное соединение вывода 2 с амперметром 13 и конденсатора 5, вывода 3 с амперметром 14 и конденсатора 6, вывода 4 с амперметром 15 и конденсатора 7. Каждый из конденсаторов 5, 6, 7 вместе или по отдельности могут шунтироваться с помощью ключей 12.

Измерение устройством прототипа выполняется следующим образом. В схеме устройства в режиме холостого хода устанавливают регулятор напряжения вторичных обмоток трехфазного трансформатора в положение, при котором далее подключают обмотки заведомо исправного трехфазного электродвигателя, например, компрессора холодильного агрегата. Отключают трехфазный трансформатор от сети. Подключают к его вторичным обмоткам с помощью вспомогательных электрических цепей, в которых конденсаторы 5, 6, 7 зашунтированы ключами 12, обмотки трехфазного электродвигателя. Подключают схему устройства к трехфазной сети, регулятором напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора устанавливают номинальную силу тока в заведомо исправных обмотках электродвигателя 1, отсчитываемую по амперметрам 13, 14, 15. Далее ключи 12 переводят в разомкнутое положение, подбирают емкости конденсаторов 5, 6, 7 такой величины, при которой при замкнутых и разомкнутых положениях ключей 12 показания амперметров 14, 14, 15 не изменяются. Это явление основано на использовании состояния электрической цепи, содержащей последовательно соединенные реальную индуктивную катушку и конденсатор с таким значением емкости, при которой выполняется равенство его реактивного сопротивления удвоенному значению реактивного сопротивления индуктивной катушки, т.е. ХC=2ХL,

Неизменность показаний амперметров от положения ключей является признаком исправного состояния всех индуктивных обмоток. Полученные значения емкости конденсаторов 5, 6, 7 записывают в базу данных конкретных электродвигателей.

База данных используется в условиях заказчика при диагностике электродвигателей, работающих при номинальном напряжении и номинальной силе тока.

К недостаткам устройства прототипа следует отнести обязательное наличие в трех экземплярах конденсаторов переменной емкости с возможностью шунтироваться ключом и трех амперметров.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение электрической схемы путем уменьшения количества необходимых при измерениях конденсаторов переменной емкости, ключей и амперметров, с сохранением и расширением функциональных возможностей использования его для оценки исправного состояния различных индуктивных обмоток.

Поставленная задача решается тем, что электрическая схема предлагаемого устройства, показанная на фиг.2, содержит: испытуемую индуктивную обмотку трехфазного электродвигателя 1, выводы обмотки 2, 3, 4.

Вывод 2 с амперметром 13 с помощью вспомогательной электрической цепи, содержащей конденсатор 5, подключен к выводу 8 вторичной обмотки трехфазного трансформатора 11. Вывод 3 индуктивной обмотки непосредственно подключен к выводу 9 вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Вывод 4 индуктивной обмотки и вывод 10 вторичной обмотки трехфазного трансформатора свободны. Вторичная обмотка с регулируемым напряжением трехфазного трансформатора соединена по схеме треугольник. Вспомогательная цепь содержит вывод 2 с амперметром 13, конденсатор с переменной емкостью 5, коммутированный параллельно подключенным конденсатору кличем 12.

Измерение предлагаемым устройством осуществляется следующим образом. В схеме устройства в режиме холостого хода устанавливают регулятор напряжения вторичных обмоток в положение, при котором на их выводах возникает напряжение, при котором далее подключают обмотки заведомо исправного одно- или трехфазного электродвигателя, например, компрессора холодильного агрегата. Отключают трехфазный трансформатор от сети. Подключают к его выводу 8 вторичной обмотки с помощью вспомогательной электрической цепи, содержащей конденсатор 5 вывода 2 с амперметром 13 и электродвигателя 1, а вывод 9 вторичной обмотки трехфазного трансформатора с помощью проводника соединяют с выводом 3 электродвигателя. Емкость конденсатора 5 вспомогательной электрической цепи выбирается из базы данных, при которой выполняется условие - равенство реактивного сопротивления конденсатора удвоенному значению реактивного сопротивления индуктивной обмотки, т.е. ХC=2XL, для диагностики состояния индуктивных обмоток конкретного электродвигателя. Подключают схему устройства к трехфазной сети, регулятором вторичного напряжения трехфазного трансформатора устанавливают номинальную силу тока, отсчитываемую по амперметру 13, в заведомо исправной индуктивной обмотке, подключенной к выводам 2 и 3 электродвигателя 1. Ключ 12 в исходном положении из замкнутого состояния переводят в разомкнутое состояние. Показание амперметра 13 при исправной индуктивной обмотке не должно изменится. Далее отключают трехфазный трансформатор от сети, вывод его 10 проводником соединяют к выводу 4 электродвигателя и повторяют такие операции, которые описаны выше.

Таким образом, в новой совокупности признаков предлагаемого технического решения возникает новый технический результат: сохранение функциональных возможностей использования его для оценки исправного состояния различных индуктивных обмоток за счет упрощения электрической схемы путем уменьшения количества конденсаторов с переменной емкостью, ключей и амперметров.

Устройство для диагностики индуктивных обмоток, содержащее трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник, один из выводов которой с помощью линейного проводника подключен к вспомогательной цепи, содержащей последовательно соединенные амперметр с конденсатором с переменной емкостью, шунтируемый с помощью ключа, и подключен к первому из трех выводов индуктивной обмотки, отличающейся тем, что второй вывод индуктивной обмотки непосредственно подключен ко второму выводу вторичной обмотки трехфазного трансформатора.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к технике электрических измерений и предназначено для определения качества компаундирования обмоток электрических машин на этапах испытания изоляции обмоток при изготовлении и эксплуатации, в частности обмоток статора маслонаполненных погружных асинхронных электродвигателей.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Сущность изобретения заключается в том, что вспомогательная трехфазная электрическая цепь содержит в первой фазе конденсатор с переменной величиной емкости и последовательно подключенным к нему первым амперметром, во второй фазе резистор с переменной величиной сопротивления, а в третьей фазе диагностируемую индуктивную обмотку с последовательно подключенным к ней вторым амперметром.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для контроля электрических катушек в процессе производства. .

Изобретение относится к технике эксплуатации турбогенераторов, предназначено для технического контроля состояния турбогенераторов (ТГ) и оборудования систем ТГ и может быть использовано для диагностирования турбогенераторов любой мощности с любой системой возбуждения.

Изобретение относится к электроэнергетике, в честности к контролю вторичной цепи измерительного трансформатора, соединен с компонентом электроэнергетической системы.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения группы и схемы соединения силовых двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов.

Изобретение относится к диагностированию изоляции токопроводников электрооборудования, в частности, электрической обмотки тягового двигателя. .

Изобретение относится к области испытаний обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока. .

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначено для вычисления и индикации относительной интенсивности износа изоляции обмоток трансформатора, а также может найти применение в качестве счетчика-регистратора использованного ресурса срока службы изоляции обмоток трансформатора за каждый час, сутки, месяц. Сущность: счетчик содержит датчики тока фаз сети "А", "В", "С", микроконтроллер, датчик температуры окружающей среды, генератор прямоугольных импульсов, регистр, цифровой индикатор, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, компьютер. Технический результат: повышение точности за счет учета зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева и учета влияния изменений температуры окружающей среды, а также расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности точного определения износа изоляции обмоток при несимметричной нагрузке фаз. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: диагностирование межвитковых повреждений на ранней стадии развития. Сущность: измеряют амплитуды фазных напряжений на выбеге и периоды колебания этих напряжений. Эти значения сравниваются со значениями, записанными ранее, на исправном электродвигателе. По выходу измеренных величин из допустимого диапазона, обусловленного погрешностью измерений и допустимым отклонением измеряемых параметров, от начальных значений судят о наличии межвитковых повреждений. 5 ил.

Предлагаемые способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления относятся к электротехнике и могут быть использованы для расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. Техническим результатом является повышение точности реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов. Устройство содержит регулируемый источник питания для изменения напряжения на одной обмотке трансформатора при разомкнутой второй обмотке. Для достижения заявленного результата в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения. Выходное напряжение генератора ступенчато регулируют в пределах 70-110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль». Переключение осуществляется трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: возможность диагностирования межвитковых повреждений на ранней стадии развития. Сущность: измеряют ток через две последовательно соединенные обмотки и конденсатор постоянной емкости при подключении их к источнику напряжения повышенной частоты. Замер производится при всех возможных сочетаниях обмоток. Далее по результатам измерений делается вывод о наличии межвитковых замыканий. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Технический результат: расширение арсенала технических средств. Сущность: устройство содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник и имеющей три линейных проводника, заведомо исправную индуктивную обмотку, соединенную одним из выводов с первым линейным проводником, цепь сравнения, содержащую конденсатор и резистор с переменными величинами сопротивлений, имеющую возможность подключения одним из выводов ко второму линейному проводнику и второму выводу заведомо исправной обмотки, и амперметр, подключенный к третьему линейному проводнику. Устройство выполнено с возможностью измерения посредством амперметра тока в цепи заведомо исправной обмотки при отключенной цепи сравнения и испытуемой обмотке, с возможностью измерения тока при подключении цепи сравнения одним выводом ко второму линейному проводнику, а вторым выводом - ко второму выводу заведомо исправной обмотки, с возможностью измерения тока при подключении испытуемой обмотки в цепь третьего линейного проводника к узлу соединения заведомо исправной обмотки последовательно с амперметром. По величине тока в третьем линейном проводнике судят об исправном состоянии испытуемой индуктивной обмотки. 2 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 способу адаптации обнаружения короткого замыкания на землю к изменению состояния электрической машины. Сущность: электрическая машина находится в первом состоянии машины, первое опорное значение определяется для измеряемых значений электрической величины. Обнаружение короткого замыкания на землю содержит непрерывное измерение электрической величины в обмотке и обнаружение короткого замыкания на землю на основе измеряемых значений электрической величины и первого опорного значения. Способ содержит прием сигнала (101, 102), обнаружение изменения состояния машины на основе принятого сигнала (120) и изменение на второе опорное значение для измеряемых значений электрической величины, когда обнаруживается изменение состояния машины, причем второе опорное значение отличается от первого опорного значения (100). Технический результат: повышение точности обнаружения короткого замыкания на землю при изменении рабочего состояния машины. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для диагностирования межвиткового замыкания в обмотках электрических машин с монолитными металлическими сердечниками. Сущность: при различных значениях частоты измеряют действительную и мнимую компоненты импеданса обмотки, строят годограф импеданса, проводят его сравнение с реперным годографом и затем на основе критерия констатируют возникновение дефекта в обмотке, вызванного межвитковым замыканием. В качестве реперного используют годограф предыдущего измерения. Сравнение проводят по почастотно построенному годографу векторных разностей импедансов годографов. В качестве критерия принимают увеличение площади годографа векторных разностей. Технический результат: повышение точности, надежности результатов испытаний. 4 ил.

Изобретение относится к области испытаний витковой изоляции обмоток статоров электрических машин переменного тока при массовом серийном производстве. Сущность: создают режим ударного импульсного возбуждения одновременно всех параллельно включенных фаз импульсными токами i от генератора импульсных напряжений ГИН путем возбуждения при этом испытательных импульсных междувитковых напряжений, равных ЭДС самоиндукции секций e=-Ldi/dt. Автоматически меняют направления токов в каждой фазе таким образом, чтобы они совпадали в верхнем и нижнем слое каждого паза два раза при трех схемах соединения фаз. Фиксируют все пазы с максимальным уровнем импульсного магнитного поля, созданным неизменным вдоль каждой фазы сквозным (основным) импульсным током по срабатыванию электронных ячеек памяти этих пазов. Обнаруживают два паза с минимальными уровнями импульсного магнитного поля, в которых лежат верхняя и нижняя стороны дефектной секции с витковым замыканием, по отсутствию срабатывания двух электронных ячеек памяти соответствующих пазов. Технический результат: повышение производительности труда при проведении испытаний и точное обнаружение витковых замыканий в обмотках статора, расширение области применения. 9 ил.

Изобретение относится к электромашиностроению. Способ заключается в том, что регистрируют затухающее напряжение статора, индуктированного затухающим полем ротора, при отключении из состояния холостого хода холодной и горячей машины. Определяют постоянные времени То хол и То гор когда напряжение статора затухает до величины 0,368 начального напряжения Uо перед отключением и затем определяют среднюю температуру короткозамкнутой обмотки для меди по формуле: , где tхол - температура ротора при первом измерении в холодном состоянии, tохл - температура охлаждающей среды при измерении в горячем состоянии. Технический результат заключается в возможности измерения средней температуры короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя по изменению сопротивления при постоянном токе. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Устройство для диагностики индуктивных обмоток содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник, один из выводов которой с помощью линейного проводника подключен к вспомогательной цепи, содержащей последовательно соединенные амперметр с конденсатором с переменной емкостью, шунтируемый с помощью ключа, и подключен к первому из трех выводов индуктивной обмотки, при этом второй вывод индуктивной обмотки непосредственно подключен ко второму выводу вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Технический результат - упрощение электрической схемы, сохранение функциональных возможностей устройства. 2 ил.

Наверх