Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя

Авторы патента:

Суворов Иван Флегонтович (RU)

Горбунов Роман Викторович (RU)

Палкин Георгий Александрович (RU)

Коряков Денис Валентинович (RU)

G01R31/06 - электрических обмоток, например на полярность (измерение числа витков, коэффициента трансформации или коэффициента связи в обмотках G01R 29/20)

Владельцы патента RU 2537518:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)

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 предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя.

Известен способ определения короткозамкнутых витков в электрических обмотках, взятый за прототип, заключающийся в том, что подают напряжение изменяющейся частоты, измеряют параметры резонансного контура обмоток и судят о наличии коротких замыканий по частотному максимуму измеряемого параметра. При этом напряжение изменяющейся частоты подают на одну из обмоток, резонансный контур образуют между двумя обмотками посредством создания магнитной связи между ними и соединения с заземлением двух выводов обмоток, а в качестве измеряемого параметра резонансного контура используют добротность (см. патент РФ №2305291, МПК G01R 31/06, опубл. 27.08.2007).

Недостатком данного способа является необходимость заземления обмоток, т.к. в случае наличия трех выводов с электродвигателя (соединение обмоток - звезда) становится невозможным диагностировать труднодоступные электродвигатели.

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, при котором на обмотки подают напряжение и измеряют параметр, отличается тем, что напряжение подают повышенной частоты, а в качестве измеряемого параметра используют силу тока в цепи, включающей две последовательно соединенные обмотки электродвигателя и конденсатор, при этом измерение силы тока производят для всех возможных сочетаний обмоток и конденсатора и по соотношению значений измеренных параметров силы тока судят о наличии межвитковых замыканий.

Сущность изобретения в том, что на две последовательно соединенные обмотки асинхронного электродвигателя и конденсатор постоянной емкости подается напряжение повышенной частоты, далее, с помощью датчика тока измеряется ток в цепи. После регистрации значения тока, происходит смена сочетания обмоток (фигура 2, фигура 3, фигура 4), повторный замер и регистрация тока.

На фигуре 2 представлена схема соединения при испытании обмоток A и B, на фигуре 3 представлена схема соединения при испытании обмоток B и C, на фигуре 4 представлена схема соединения при испытании обмоток C и A.

После замера тока при трех возможных сочетаниях (соединение обмоток - звезда, двигатель имеет три вывода) производится сравнение значений токов и по их соотношениям делается вывод о наличии межвитковых замыканий. Анализ межвитковых замыканий проводится путем сравнения значений тока при разных сочетаниях обмоток, так, при повреждении обмотки A результаты замеров будут отличны от нормальных (но примерно равны) при двух сочетаниях обмоток A-B, C-A.

На фигуре 1 представлена схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит силовые ключи 1-6, контактор 7, микроконтроллер с встроенным аналого-цифровым преобразователем 8, источник напряжения повышенной частоты 9, датчик тока 10, сеть трехфазного напряжения 220/380В 11, асинхронный электродвигатель 12.

К фазам асинхронного электродвигателя 12, который питается от сети трехфазного напряжения 11, подключаются сдвоенные ключи 1-6, при этом ключи 1, 3, 5 подключены к источнику напряжения повышенной частоты, а ключи 2, 4, 6 заземлены через конденсатор постоянной емкости. Управляются все ключи микроконтроллером 8. Микроконтроллер, помимо управления ключами 1-6, управляет источником питания повышенной частоты 9, а также осуществляет блокировку контактора 7 во время цикла диагностики.

Работает устройство следующим образом.

После отключения асинхронного электродвигателя 12 от сети 11 контактором 7 микроконтроллер 8 запускает цикл диагностики, на время которого контактор 7 блокируется (путем дублирующего размыкания цепи питания катушки контактора), после этого микроконтроллер включает источник питания повышенной частоты 9 и замыкает ключи 1 и 6, при этом через обмотки A и B и конденсатор протекает ток, который измеряется датчиком тока 10, сигнал датчика 10 поступает в аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера 8, после этого размыкаются ключи 1 и 6, но замыкаются 5 и 4, что приводит к протеканию тока через обмотки B и C, производится второй замер с помощью датчика тока 10. После обработки сигнала датчика 10 аналого-цифровым преобразователем ключи 5 и 4 размыкаются, но ключи 3 и 2 замыкаются, что приводит к протеканию тока через обмотки C и A, ток снова измеряется датчиком тока 10 и сигнал поступает в аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера 8. После трех замеров микроконтроллер 8 производит сравнение значений тока. Если ток при двух сочетаниях обмоток значительно больше третьего, то микроконтроллер 8 делает вывод о наличии межвиткового замыкания на обмотке.

При этом микроконтроллер 8 не снимает блокировку с контактора 7, пока питание микроконтроллера не будет выключено и снова включено.

Предложенный способ позволяет диагностировать асинхронные электродвигатели с высокой точностью и при расположении в труднодоступных условиях, так как не требует доступа непосредственно к электродвигателю, причем для реализации не требует сложных вычислительных систем.

Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя, при котором на обмотки подают напряжение и измеряют параметр, отличающийся тем, что напряжение подают повышенной частоты, а в качестве измеряемого параметра используют силу тока в цепи, включающей две последовательно соединенные обмотки электродвигателя и конденсатор, при этом измерение силы тока производят для всех возможных сочетаний обмоток и конденсатора и по соотношению значений измеренных параметров силы тока судят о наличии межвитковых замыканий.

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.

Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя // 2529596

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: диагностирование межвитковых повреждений на ранней стадии развития.

Счетчик ресурса трансформатора при несимметричной нагрузке фаз // 2526498

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.

Устройство для диагностики индуктивных обмоток // 2523762

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.

Способ обнаружения витковых замыканий в обмотке вращающегося якоря коллекторной электрической машины с уравнительными соединениями // 2523730

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.

Способ определения качества компаундирования обмоток электрических машин // 2522177

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.

Способ диагностики индуктивных обмоток // 2504791

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.

Устройство для обнаружения короткозамкнутых витков в электрических катушках // 2492492

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

Способ контроля под рабочими токами и напряжениями деформации обмоток понижающего трехфазного двухобмоточного трехстержневого силового трансформатора // 2478977

Изобретение относится к электротехнике. .

Способ раннего обнаружения витковых замыканий и диагностирования технического состояния обмотки ротора турбогенератора с определением тока ротора по параметрам статора // 2472168

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.

Устройство для диагностики индуктивных обмоток // 2538077

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.

Способ и устройство для повышения надежности обнаружения короткого замыкания на землю генератора на вращающейся электрической машине // 2539098

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.

Способ адаптации обнаружения короткого замыкания на землю // 2544267

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.

Способ контроля состояния обмоток с монолитными металлическими сердечниками // 2563777

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.

Автоматический способ испытания витковой изоляции и точного обнаружения секции обмотки статора с витковым замыканием электрической машины переменного тока // 2564695

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.

Способ определения средней температуры короткозамкнутой обмотки асинхронного двигателя // 2589453

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.

Устройство для испытания управляемого шунтирующего реактора // 2592253

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.

Способ и устройство для выполнения диагностики приводного механизма, и приводной механизм, содержащий одно такое устройство // 2594648

Изобретение относится к средствам диагностики силового электрооборудования. Способ диагностики приводного механизма (2, 2'), содержащего катушку (211, 212) и устройство (22, 22') управления энергоснабжением катушки, включает следующие этапы: управляют энергоснабжением приводного механизма посредством устройства диагностики (3), управляют энергоснабжением катушки посредством устройства управления, отслеживают на уровне устройства диагностики электрической характеристики электрического сигнала, в частности электрического сигнала, питающего приводной механизм, и диагностируют приводной механизм с использованием результатов этапа отслеживания. Технический результат заключается в упрощении диагностики электрооборудования. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трёхфазных трансформаторах и четырёхпроводных линиях электропередачи // 2599280

Изобретение относится к области электротехники, в частности к определению потерь мощности в системах электропередачи. Способ измерения потерь мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях заключается в том, что измеряют при несимметричной нагрузке коэффициенты обратной и нулевой последовательности токов в трехфазном трансформаторе (четырехпроводной линии) и по результатам измерения определяют коэффициент потерь мощности от несимметричных токов. Технический результат заключается в возможности определять отдельные потери мощности от несимметричных токов в трехфазных трансформаторах и четырехпроводных линиях электропередачи. 1 табл.

Способ диагностики электротехнического устройства с обмотками и магнитопроводом // 2606701

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к диагностике механической прочности электротехнического устройства. Сущность: способ заключается в том, что создают вибрационные процессы путем механических воздействий на устройство, измеряют напряжение, наведенное в обмотках устройства в результате механического воздействия, определяют частотные характеристики G(f) отклика на эти воздействия. Производят оценку модуля электромагнитных частотных характеристик по соотношению , где Uг(ƒ) – спектральная плотность мощности (СПМ) случайного процесса напряжения с генератора тестовых сигналов типа «белый шум», подаваемых на обмотку; UR(ƒ) - СПМ случайного процесса после измерительного сопротивления. Определяют частоту максимума спектральной плотности мощности нормированного напряжения согласно выражению: . Определяют усилие прессовки по соответствующему соотношению , где - постоянная величина, характеризующая степень прессовки обмоток данного устройства; ƒi - частота максимума СПМ напряжения, наведенного в обмотке; n - постоянная величина; Pi0 и ƒi0 - известные или ранее определенные усилие прессовки и частота максимума СПМ напряжения данного устройства. Устанавливают диагноз по вычисленному усилию прессовки. Технический результат: повышение достоверности диагностики механической прочности электротехнического устройства. 4 ил.