Способ диагностики повреждения обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя

(51) 02 7/08 (2006.01) 02 11/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя. Технический результат обеспечение селективности. Технический результат достигается тем, что во внешнем магнитном поле контролируют появление двух наиболее информативных боковых гармонических с частотами 00, каждую из них сравнивают с эталонной величиной и если они превысят установленную для каждой из них эталонную величину, то формируют сигнал о повреждения обмотки короткозамкнутого ротора, где 0 с /- частота несущей гармонической,скольжение короткозамкнутого ротора, р - число полюсов асинхронного двигателя,- частота основной гармонической сети, а 0 р.(72) Андреева Оксана Александровна Новожилов Александр Николаевич Новожилов Тимофей Александрович Пфлюг Лариса Олеговна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЯ ОБМОТКИ КОРОТКОЗАМКНУТОГО РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики повреждения 21246 Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для диагностики повреждения обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя. Известен способ диагностики повреждения обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя основанный на контроле появления во внешнем магнитном поле асинхронного двигателя магнитного диполя и формировании сигнала о результате диагностики 2. Однако этот способ не может быть реализован на асинхронных двигателях с числом полюсов 2 р 2,так как в их внешнем магнитном поле магнитный диполь присутствует и при неповрежденном короткозамкнутом роторе. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ диагностики повреждения обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя основанный на контроле параметров внешнего магнитного поля и формировании сигнала о результате диагностики 1. Этот способ основан на выделении из внешнего магнитного поля асинхронного двигателя одной гармонических составляющих с частотой 0 - с / р, возникающей при повреждении обмотки короткозамкнутого ротора, гдескольжение короткозамкнутого ротора,- частота основной гармонической сети. Однако этот способ также не обладает достаточной селективностью. Что может привести к ложным результатам диагностики при достаточной величине зубцовых и иных,зависящих от скольжения, гармонических ротора в режиме пуска асинхронного двигателя. Технический результат обеспечение селективности. Технический результат достигается тем, что во внешнем магнитном поле контролируют появление двух наиболее информативных боковых гармонических с частотами 00, каждую из них сравнивают с эталонной величиной и если они превысят установленную для каждой из них эталонную величину, то формируют сигнал о повреждения обмотки короткозамкнутого ротора,где 0 с / р( р) - частота несущей гармонической,- скольжение короткозамкнутого ротора, р - число полюсов асинхронного двигателя,с - частота основной гармонической сети, а 0 р. Способ основан на том, при повреждения обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя в ней появляются токи обратной последовательности. В результате интеренференции полей от токов в обмотке статора, полей от токов прямой и обратной последовательностей в обмотке ротора во внешнем магнитном поле машины возникают две несущие гармонические с частотой 0 с / р( р), каждая из которых имеет по две боковые гармонические с частотойс / р( р 1) р. Для диагностики используют только две наиболее информативные из них. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение 2 отличается от известного технического решения числом и последовательностью операций. Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что такие операции известны. Однако использование их в указанной связи проявляет в заявляемом способе новые свойства. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства,реализующего предлагаемый способ, где накладной датчик 1 магнитного поля на время диагностики помещают на внешней поверхности асинхронного двигателя 2 и подключают к первому входу 3 блока 4 выделения дополнительных гармонических с частотами 00. Работой блока 4 управляет блок 5 определения скольжения короткозамкнутого ротора,сигнал с которого подается на второй вход 6 блока 4. Выходы блока 4 через первый 7 и второй 8 пороговые элементы сигналов частот 00 и 0 0 присоединяется на вход блока 9 индикации. Включение и отключение машины от сети осуществляется выключателем 10. На фиг. 2 приведены полученные экспериментально зависимости частоты от скольжения короткозамкнутого ротора несущей гармонической (кривая 1) 0 с / р и ее двух боковых гармонических (кривые 2 и 3). А на фиг. 3 показаны полученные экспериментально зависимости амплитуды этих гармонических(кривые 1, а также 2 и 3) от скольжения короткозамкнутого ротора. Датчик 1 магнитного поля может выполняться,например, в виде катушки индуктивности с Побразным ферромагнитным сердечником или без него, а блок 5 - является перестраиваемым в зависимости от скольжения короткозамкнутого ротора фильтром. Он из электрического сигнала датчика 1 выделяет электрические сигналы с частотами 00 и 0 - 0. Блок 5 определения скольжения короткозамкнутого ротора содержит прикрепляемый на время диагностики к валу 11 асинхронного двигателя 2 постоянный магнит 12 и геркон 13. Контакты геркона замыкаются под действием постоянного магнита 12 при каждом полном повороте вала 11, а по времени между такими замыканиями контактов геркона 13 судят о скольжении короткозамкнутого ротора. Блоки 7 и 8 представляют собой пороговые элементы для электрических сигналов с частотами 00 и 0 - 0. Блок 9 выполняется в виде логического элемента И со светодиодом на выходе, который светится при наличии на логическом элементе И одновременно двух сигналов. Во время работы по обмоткам асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором протекают токи, которые формируют на его поверхности магнитное поле. Его параметры в известной степени зависят от несимметрии, вызванной повреждением обмотки короткозамкнутого ротора. Это магнитное поле индуцирует в датчике магнитного поля электродвижущую силу, из которой в блоке 5 по показаниям блока 3 выделяются две наиболее информативные гармонические с частотамис / р( р) р. Величины выделенных 21246 гармонических в блоках 7 и 8 сравнивается с эталонными величинами, являющимися порогом срабатывания порогового элемента. И если величина гармонической с частотой 00 или 0 0 превысит порог срабатывания блока 7 или 8, то на их выходах и соответствующих входах блока 9 индикации появится сигнал. Одновременное появление этих сигналов вызывает срабатывание логического элемента И и свечение светодиода. Что указывает на повреждения короткозамкнутого ротора. Если обмотка короткозамкнутого ротора цела, то при включении асинхронного двигателя в сеть боковые гармонические с частотамис / р( р 1) р в электродвижущей силе датчика 1 отсутствуют. Зубцовая гармоническая ротора в период разгона или торможения в блоках 7 и 8 с частотами равнымипоявляется поочередно. Поэтому сигнал на входах блока 9 в первом случае отсутствует, а во втором появляется также поочередно. Блок 9 индикации покажет отсутствие повреждения обмотки короткозамкнутого ротора. При повреждении обмотки короткозамкнутого ротора в асинхронном двигателе, находящемся в работе, в электродвижущей силе датчика 1 гармонические с частотамис / р( р) р появятся одновременно. Они выделяться блоком 5 и попадают на вход блоков 7 и 8. И если их величины превысят порог срабатывания пороговых элементов блоков 7 и 8, то блок 9 сформирует сигнал о наличии повреждения обмотки короткозамкнутого ротора. Свечение светодиода блока индикации 9 укажет на наличие повреждения короткозамкнутого ротора. Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в возможности определения повреждения обмотки короткозамкнутого ротора. Что позволит сократит расхода потребляемой асинхронным двигателем электроэнергии на 37 путем замены или ремонта поврежденного короткозамкнутого ротора. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1.4761703. ., ., ., -1987.-.31. (027/08,02 11/00). 2. Волохов С.А., Добродеев П.Н., Кильдышев А.В. Диагностирование обрыва стержня клетки ротора асинхронного двигателя. // Электротехника. 1998.-2.-с.1315). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ диагностики повреждения обмотки короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя основанный на контроле параметров внешнего магнитного поля и формировании сигнала о результате диагностики, отличающийся тем, что во внешнем магнитном поле контролируют появление двух наиболее информативных боковых гармонических с частотами 00, каждую из них сравнивают с эталонной величиной и если они превысят установленную для каждой из них эталонную величину, то формируют сигнал о повреждения обмотки короткозамкнутого ротора, где 0 с / - частота несущей гармонической,- скольжение короткозамкнутого ротора,- число полюсов асинхронного двигателя, с