Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя

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.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя.

Известен способ функциональной диагностики, контролирующий отношения полных сопротивлений обмоток для каждой пары обмоток электродвигателя, т.е. несимметрию обмоток (см. патент РФ №2351048, МПК H02H 7/08, опубл. 27.03.2009).

Недостатком данного способа является низкая чувствительность к межвитковым замыканиям, т.к. они не вызывают ощутимых изменений потребляемых электродвигателем токов.

Известен также способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий, при котором производится вычисление мгновенных значений тока и их сравнение с зарегистрированными значениями при измеренном значении скольжения (см. патент РФ №2297704, МПК H02H 7/08, опубл. 20.04.2007). При расчете используется метод последовательных приближений, расчет ведут до тех пор, пока вычисленный ток не будет, с допустимой погрешностью, близок к измеренному значению, так, последовательно, подбираются значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности (при измеренном значении скольжения) и по ним судят о состоянии электродвигателя.

Недостатком данного способа является сниженная точность из-за отсутствия учета возможного перекоса фаз.

Известен способ диагностики технического состояния электродвигателя по его электрическим параметрам (см. патент РФ №2425391, МПК G01R 31/34, опубл. 27.07.2011). Сущность способа заключается в сравнении спектрограмм потерь мощностей по измеренным параметрам и аналогичных спектрограмм на заведомо исправном двигателе.

Недостатком данного способа является сниженная точность из-за влияния сетевых помех.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ диагностики электродвигателя, взятый за прототип (см. патент РФ №2193270, МПК H02K 15/00, G01R 31/34, опубл. 20.11.2002). Сущность способа заключается в контроле ЭДС, генерируемой электрической машиной при вращении по инерции при отключенном питающем напряжении.

Недостатком данного способа является низкая точность из-за отсутствия учета частоты генерируемой электродвигателем ЭДС.

Техническим результатом изобретения является создание эффективного и простого способа диагностирования технического состояния асинхронных электродвигателей, в том числе и в труднодоступных условиях.

Результат достигается тем, что способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя, включающий измерение ЭДС обмотки электродвигателя при вращении вала по инерции после отключения питающего напряжения, отличается тем, что дополнительно измеряют частоту колебаний ЭДС, сравнивают эти значения со значениями, измеренными на исправном электродвигателе, и по результатам сравнения делают вывод о наличии межвитковых замыканий.

Сущность способа в том, что в определенные моменты, после начала выбега электродвигателя, на его выводах измеряют амплитудные значения затухающих колебаний напряжения, а также текущие значения периода, далее эти значения сравниваются со значениями, зарегистрированными на заведомо исправном электродвигателе. При разнице в значениях выше допустимого уровня формируется сигнал о наличии межвиткового замыкания и его масштаба в зависимости от того, насколько превышен порог. Осциллограмма на фиг.2 показывает переходной процесс выбега электродвигателя при повреждении 20% обмотки, на фиг.3 - 40% обмотки. Анализ процессов на выбеге производят по значениям, отображенным на диаграммах: фиг.4 - зависимости амплитуды фазного напряжения одной обмотки асинхронного электродвигателя от времени с начала выбега, фиг.5 - изменение периода напряжения (пересчитан на частоту) в зависимости от масштаба повреждения обмотки.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит сеть трехфазного напряжения 220/380 - 1, контактор - 2, три датчика напряжения - 3, асинхронный электродвигатель - 4, микроконтроллер - 5, кнопочную клавиатуру - 6, преобразователь напряжения - 7, дисплей - 8.

Асинхронный электродвигатель 4 питается от сети трехфазного напряжения 1, подключение электродвигателя к сети обеспечивается контактором 2, после которого на линию питания двигателя подключаются три датчика напряжения 3, дополнительно от сети 1 питаются микроконтроллер 5 и дисплей 8 через преобразователь напряжения 7, микроконтроллер 5 в свою очередь принимает данные с кнопочной клавиатуры ввода данных 6, с датчиков напряжения 3 и осуществляет двустороннюю, сигнально-блокировочную связь с контактором, а также выводит данные на дисплей 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед запуском устройства с помощью кнопочной клавиатуры 6 вводят в микроконтроллер 5 уставки числа регистрируемых замеров напряжения и диапазона допустимого отклонения фазного напряжения.

При работе электродвигателя 4 устройство работает в режиме ожидания. При отключении электродвигателя 4 контактором 2 от источника питания 1 размыкается дополнительный контакт контактора, этот сигнал принимает микроконтроллер 5 по сигнально-блокировочной связи, с этого момента микроконтроллер 5 начинает отсчет времени и в моменты прохождения фазного напряжения через максимум (что определяется путем постоянных измерений напряжения аналого-цифровым преобразователем микроконтроллера 5 и сравнения с предыдущими значениями), микроконтроллер 5 регистрирует значения напряжения, полученные от блока датчиков напряжения 3, а также регистрирует время от начала предыдущего максимума (интервал времени между максимумами считается текущим значением периода - колебаний). Число замеров максимумов напряжения диктуется точностью, достаточной для сравнения со значениями, записанными на заранее исправном электродвигателе. После регистрации заданного числа значений микроконтроллер 5 производит сравнение измеренных напряжений и текущих периодов с показателями исправного электродвигателя. По отклонению модуля разности измеренных величин напряжения и периодов колебаний от допустимого диапазона, введенного до начала работы устройства, пользователь принимает решение о проведении профилактических работ по ограничению или ликвидации причин развития межвитковых повреждений. В случае выхода модуля разности измеренных величин из заданного диапазона микроконтроллер 5 по сигнально-блокировочной связи блокирует включение контактора, размыкая цепь питания катушки контактора, и выводит на дисплей 8 сообщение о блокировке.

Предложенный способ позволяет выявлять межвитковые замыкания, при этом на результат диагностики не влияют сетевые помехи и искажения, т.к. все замеры производятся на электродвигателе, отключенном от сети (источника помех) и вращающемся по инерции. Способ позволяет также диагностировать труднодоступные электродвигатели без их демонтажа, т.к. для диагностики достаточно иметь доступ к выводам электродвигателя, которые располагаются вместе с коммутационной аппаратурой в распределительном щите.

Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя, включающий измерение ЭДС обмотки электродвигателя при вращении вала по инерции после отключения питающего напряжения, отличающийся тем, что дополнительно измеряют частоту колебаний ЭДС, сравнивают эти значения со значениями, измеренными на исправном электродвигателе, и по результатам сравнения делают вывод о наличии межвитковых замыканий.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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. Технический результат - повышение устойчивости испытаний. Для испытаний резонансным методом реактора 5 в схеме используются кроме основного резонансного конденсатора 4 два разделительных конденсатора 6, 7, общая точка которых заземлена. Выпрямитель подмагничивания 9 подключен через сглаживающий дроссель 8. Испытания проводятся от статического преобразователя частоты 1, снабженного входами управления по частоте и напряжению. Использован также измеритель 12 фазы тока. 1 ил.
Наверх