Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса



Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса
Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса

 

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

Владельцы патента RU 2635824:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса относится к области диагностики технических систем и может быть использовано для диагностирования промышленного оборудования и технических систем, к которым могут быть отнесены подшипники электродвигателей, ленточные конвейеры, промышленные вентиляторы и т.п. Устройство содержит: датчики - измерения электромагнитного поля, температуры обмоток электродвигателя и подшипниковых узлов и учета выработки часов, определения величины сопротивления изоляции электродвигателя, микроконтроллер, источник опорного питания, регистр результата, причем выходы датчиков и преобразователя подключены к входам микроконтроллера; выход источника опорного питания - к аналоговому входу микроконтроллера, а выход микроконтроллера - к регистру результата и системе управления. Технический результат заключается в том, что в предлагаемом устройстве диагностики дополнительно осуществляется диагностирование его механической прочности с помощью преобразователя акустической эмиссии. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, к диагностике технических систем для диагностирования промышленного оборудования и технических систем, к которым могут быть отнесены подшипники электродвигателей, ленточные конвейеры, промышленные вентиляторы и т.п., и может быть использовано для диагностирования технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса.

Известно изобретение, позволяющее производить контроль и диагностику электромашин по состоянию электромагнитного поля [1]. Достоинством данного изобретения является высокая чувствительность и возможность диагностики в условиях непосредственной эксплуатации электромашин. Недостатком изобретения является малое число регистрируемых прямым способом параметров электромашин, что в свою очередь влияет на достоверность и точность диагностики.

Известен способ контроля нагрева и защиты электродвигателей [2]. Данным способом измеряют температуру обмоток электродвигателя и получают управляющий сигнал для защиты электродвигателя.

Недостатками данного способа являются конструктивная сложность его реализации, диагностика технического состояния электродвигателя по малому числу параметров и недостаточная точность результатов диагностики по причине косвенного измерения температуры нагрева обмотки статора.

Известно устройство для диагностики технического состояния асинхронного двигателя, содержащее датчики температуры, электромагнитного поля, вибрации электромашины, датчик выработки часов, микрокомпьютер для обработки данных, поступающих от датчиков, с буфером для хранения результатов, источник опорного питания [3]. Аналогичное устройство раскрыто в [4].

Устройства, раскрытые в приведенных источниках информации [5, 6], не содержат датчика определения величины сопротивления изоляции, датчика температуры подшипниковых узлов, а датчик вибрации не обеспечивает точность и достоверность диагностики электромашины.

Известно использование датчиков температуры подшипниковых узлов наряду с датчиками вибрации подшипниковых узлов для диагностики устройств с подшипниковыми узлами роторных агрегатов и турбин [7].

Известны устройства измерения сопротивления изоляции при диагностике асинхронного двигателя [8, 9]. Известна также архитектура устройства контроля технического состояния сложных технических систем, например дизельных электрических станций, в котором выходы всех датчиков подключены к входам микроконтроллера, выход источника опорного питания - к аналоговому входу микроконтроллера, а выход микроконтроллера - к регистру результата [9].

Однако все рассмотренные устройства [1-8] не предусматривают оценку технического состояния по полной совокупности контролируемых параметров с достаточной точностью и достоверностью диагностики.

Наиболее близким по технической сущности является устройство [5], использующее датчики вибрации подшипниковых узлов, но в нем датчик вибрации не обеспечивает точность и достоверность диагностики электромашины. Кроме того, в нем не применяется преобразователь акустической эмиссии.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса с использованием преобразователя акустической эмиссии и полной совокупности контролируемых параметров электродвигателя роботизированного комплекса.

Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство диагностики технического состояния электродвигателя роботизированного комплекса содержит датчик электромагнитного поля электромашины, датчик температуры обмоток электромашины, датчики температуры подшипниковых узлов, датчик определения величины сопротивления изоляции электромашины, датчик выработки часов, преобразователь акустической эмиссии определения прочности системы, реализованный на основе метода акустико-эмиссионного контроля, причем выходы всех датчиков подключены к входам микроконтроллера; выход источника опорного питания - к аналоговому входу микроконтроллера, а выход микроконтроллера - к регистру результата и системе управления.

На фиг. 1 представлено устройство диагностики технического состояния электродвигателя роботизированного комплекса, где обозначено:

1 - подвижный роботизированный комплекс;

2 - электродвигатель;

3 - датчик электромагнитного поля обратимой синхронной электромашины;

4 - датчики температуры подшипниковых узлов электродвигателя;

5 - датчик температуры обмоток электромашины;

6 - датчик сопротивления изоляции обратной синхронной электромашины;

7 - преобразователь акустической эмиссии системы «обратимая синхронная электромашина - маховик»;

8 - датчик выработки часов;

9 - микроконтроллер;

10 - источник опорного питания;

11 - регистр результата;

12 - система управления.

Наличие вышеперечисленных датчиков и преобразователя в устройстве позволяет осуществлять достоверную диагностику технического состояния по наиболее полной совокупности контролируемых параметров электродвигателя роботизированного комплекса, а применение преобразователя акустической эмиссии повышает точность контроля механической прочности этой системы.

Устройство диагностики технического состояния электродвигателя роботизированного комплекса работает следующим образом.

При включении устройства диагностики (сигнал поступает с системы управления 12) подается питание с источника опорного питания 10, сигналы с блоков 3-8 поступают на входы микроконтроллера 9, после обработки полученные сигналы поступают на регистр результата 11.

В памяти регистра результата содержатся нормируемые параметры контроля электродвигателя роботизированного комплекса, которые сравниваются с измеряемыми параметрами, по результатам сравнения делается вывод о техническом состоянии системы.

Заявляемое решение отличается от прототипа введением преобразователя акустической эмиссии электродвигателя подвижного роботизированного комплекса, выход которого связан с входом микроконтроллера.

Следует отметить, что электродвигатель подвижного роботизированного комплекса может работать как постоянно, так и с перерывами.

Метод акустической эмиссии относится к акустическим методам неразрушающего контроля и технической диагностике, в основе которых лежит физическое явление излучения волн напряжении при быстрой локальной перестройке структуры материала [10]. Источником акустико-эмиссионной энергии служит переменное поле упругих напряжений от развивающихся дефектов вращающегося электродвигателя при нагружении его механическим или тепловым способом. Этот метод обеспечивает обнаружение собственно разрушения и фазовых переходов, дает возможность формировать классификацию дефектов и критерии оценки технического состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на прочность и работоспособность объекта. Первым звеном в системах акустико-эмиссионного контроля и диагностики является преобразователь акустической эмиссии.

Как показали практические исследования, с ухудшением технического состояния обмоток и подшипниковых узлов электродвигателя ухудшаются его выходные параметры, количественно увеличивается состояние механического износа системы в результате постоянного длительного режима работы, понижается надежность ее работы.

По показаниям датчиков электромагнитного поля, температуры обмоток и подшипниковых узлов, сопротивления изоляции, измерений преобразователя акустической эмиссии, с учетом наработки системы на отказ можно судить о значениях контролируемых параметров, состоянии подшипниковых узлов и механической прочности системы. Показания преобразователя акустической эмиссии позволяют судить о развивающихся скрытых дефектах электродвигателя. Применение всех датчиков и преобразователя в комплексе позволит также выявить особенности и взаимосвязи контролируемых параметров, влекущие за собой потенциальную неисправность электродвигателя подвижного роботизированного комплекса.

Источники информации

1. RU 273088, 2008.

2. RU 2409884, 2010.

3. US 6297742 В1, 02.10.2001.

4. US 5841255, 24.11.1998.

5. RU 2376564, 2009.

6. RU 2178229, 2002.

7. RU 2428707, 2010.

8. RU 2334208, 2008.

9. ГОСТ P 52727-2007. Акустико-эмиссионная диагностика.

10. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. - М.: Изд. Стандартов, 1976. - 272 с.

Устройство диагностики технического состояния электродвигателя подвижного роботизированного комплекса, содержащее датчик измерения электромагнитного поля, датчик температуры обмоток электродвигателя и подшипниковых узлов и учета выработки часов, датчик определения величины сопротивления изоляции электродвигателя, микроконтроллер, источник опорного питания, регистр результатов, систему управления, причем выходы всех датчиков подключены к входам микроконтроллера; выход источника опорного питания - к аналоговому входу микроконтроллера, а выход микроконтроллера - к регистру результата и системе управления, отличающееся тем, что в него введен преобразователь акустической эмиссии электродвигателя подвижного роботизированного комплекса, причем выход преобразователя акустической эмиссии подшипникового узла подключен к входу микроконтроллера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области диагностики технического состояния электромеханического оборудования, позволяющей производить диагностику и оценку остаточного ресурса асинхронного двигателя (АД), работающего в различных условиях эксплуатации, путем записи электрических и вибрационных параметров, с помощью датчиков вибрации, тока и напряжения, и использование искусственной нейронной сети (ИНС) для комплексного анализа электрических, вибрационных и косвенных параметров с дальнейшей оценкой технического состояния и прогнозирования вероятности безотказной работы электродвигателя (ЭД).

Изобретение относится к области эксплуатации асинхронных электродвигателей и может быть использовано для определения величины скольжения ротора электродвигателя.

Изобретение относится к испытаниям электрических машин, а именно к способам и устройствам измерения тока ротора мощных синхронных генераторов с бесщеточным возбуждением, в том числе сверхпроводниковых.

Изобретение относится к устройству нагрузочного тестирования, выполненного с несколькими блоками сопротивления. Сущность: устройство нагрузочного тестирования содержит по меньшей мере два блока сопротивления, каждый из которых выполнен с несколькими группами резисторов, расположенными ступенями вдоль z направления, которое является вертикальным направлением, и содержит рамку, выполненную из изолирующего материала и закрывающую боковую поверхность групп резисторов.

Изобретение относится к устройству нагрузочного тестирования, содержащему массив резисторов. Технический результат: эффективное выполнение внутренних соединений.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к автоматизированным системам контроля работы установок электроцентробежных насосов (УЭЦН). Сущность: Система контроля включает автоматизированные рабочие места (АРМ), блок ручного ввода данных, базу данных оперативного контроля (БД ОР), базу данных нормативно-справочной информации (БД НСИ), блок визуализации и формирования отчетов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок администрирования, блок форматирования данных, базу данных (БД) телеметрии, блок сбора данных телеметрии, модуль ведения объектов учета и нормативно-справочной информации (НСИ), блок ведения объектов учета, блок ведения НСИ, модуль исследования вязкости, блок исследований вязкости по пласту, блок исследований вязкости по скважине, модуль расчетов напорно-расходных характеристик (НРХ), блок расчета на основе данных телеметрии, блок анализа режима работы погружного насосного оборудования (ПНО), блок прогнозирования.

Изобретение относится к выявлению в онлайн-режиме ухудшения состояния изоляции электродвигателя. Сущность: с помощью преобразователя на обмотку (обмотки) двигателя накладывают каскадное напряжение.

Изобретение относится к области испытаний и контроля изоляции коллекторов машин постоянного тока при серийном производстве. Сущность: подают импульсное испытательное напряжение микросекундного диапазона с частотой следования импульсов, равной промышленной частоте, на нерабочую необрабатываемую внутреннюю цилиндрическую часть коллектора на каждые две смежные коллекторные пластины.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стендам для проведения приемо-сдаточных испытаний частотно-управляемых гребных электродвигателей системы электродвижения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения эксцентриситета ротора электрических машин, в частности асинхронного электродвигателя.

Изобретение относится к области тестирования дискретных объектов большой размерности. Технический результат заключается в повышении кратности неисправностей при их локализации.

Изобретение относится к устройствам для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, и может быть использовано для оценки стойкости крупногабаритных морских объектов (кораблей, судов, буровых платформ) к преднамеренному силовому электромагнитному воздействию.

Изобретение относится к способу диагностирования механизма несвоевременных отключений источника питания компьютера моторного транспортного средства, который запрограммирован для исполнения подпрограммы запуска при активизации и подпрограммы выключения перед переходом в ждущий режим.

Изобретение относится к моделированию электромагнитного переходного процесса линии электропередач при ударе молнии. Сущность: в испытательной системе динамического моделирования электромагнитного переходного процесса гроз линии электропередачи на основе моделей линии электропередачи и заземляющего троса, моделей опоры и очага заземления опоры и модели изолятора опора делится на отрезок косого материала, отрезок траверсы и отрезок главной части.

Изобретение относится к области электрических испытаний, а именно к испытаниям оборудования при имитации отклонений параметров качества электроэнергии. Технический результат: обеспечение возможности проведения комплексной проверки различных типов оборудования на одном стенде, возможности проведения параллельных испытаний, повышение гибкости и оперативности изменения режимов работы оборудования при проведении испытаний, возможность обеспечить минимальное запаздывание преобразования электроэнергии с момента передачи соответствующей команды, а также обеспечить визуализацию измерений и результатов испытаний в режиме реального времени.

Изобретение относится метрологии, в частности к технике измерения тепловых параметров светодиодов. Через светодиод пропускают последовательность импульсов греющего тока Iгр, широтно-импульсно модулированную по гармоническому закону, с частотой модуляции Ω и глубиной модуляции а; во время действия импульсов греющего тока измеряют напряжение на светодиоде и центральную длину волны излучения светодиода с известным температурным коэффициентом ΚТλ, по результатам измерения определяют амплитуду первой гармоники греющей мощности Рm1(Ω), потребляемой светодиодом, и амплитуду первой гармоники центральной длины волны излучения светодиода , а также сдвиг фазы между ними ϕ(Ω) на частоте модуляции греющей мощности, измеряют среднюю за период модуляции мощность оптического излучения светодиода, и модуль теплового импеданса находят по формуле ,а фазу ϕT(Ω) теплового импеданса светодиода определяют как разность фаз между первой гармоникой центральной длины волны излучения светодиода и первой гармоникой греющей мощности.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть применено для оперативного получения сведений о грозовой обстановке и интенсивности грозовой деятельности на трассах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ).

Изобретение относится к обслуживанию электрической установки, содержащей по меньшей мере один блок электрооборудования. Сущность: способ включает ввод и сохранение данных, представляющих контролируемую электрическую установку, и данных, представляющих настройки и параметры электрооборудования, в базе данных, сохранение данных, представляющих события, в базе данных для того, чтобы составить историю событий, детектирование нарушений в виде неисправности, анализ причин неисправности электрической установки, управление восстановлением работы части установки.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к способам высокоточной (менее 1 мс) синхронизации измерений в интеллектуальных электронных устройствах, векторных регистраторах, объединяющих устройствах, оптических трансформаторах напряжения, интеллектуальных счетчиках электроэнергии и других измерительных устройствах, присоединенных к общей электрической сети и имеющих канал измерения напряжения в точке присоединения к сети, внутренние часы, электронные или микропроцессорные вычислительные устройства, реализующие алгоритм синхронизации и возможность двухстороннего обмена информацией с интегрирующими их системами верхнего уровня или между собой.

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике, и может быть использовано для построения дифференциально-фазных защит. Способ идентификации переменного тока в проводнике с помощью замыкающего геркона, заключающийся в том, что геркон устанавливают вблизи проводника, настраивают его так, чтобы он срабатывал и замыкал контакты при токе Iср в проводнике, возвращался в исходное положение и размыкал контакты при токе Iв.

Изобретение относится к измерительной технике, а в частности для проведения оптико-акустических и газодинамических измерений в помещении, для создания свободного звукового поля в помещении, при продувке моделей элементов авиационных ГТД и позволяет повысить надежность и достоверность получаемой при измерении информации.
Наверх