Спосіб діагностики асинхронного двигуна

Спосіб діагностики асинхронного двигуна, який полягає в тому, що асинхронний двигун (АД) підключають до джерела промислової частоти, вимірюють миттєві значення струмів і напруг статора, миттєві значення електромагнітного моменту розраховують, використовуючи рівняння балансу потужностей, який відрізняється тим, що обчис 3 магнітного моменту АД, додатково обчислюється похідна електромагнітного моменту, здійснюється корекція спектра віброприскорення, шляхом виключення складових, які викликані неякісною напругою живлення. Корекція здійснюється на підставі перерахунку спектру струмів, при представленні АД на вищих гармоніках лінійною залежністю, та використанням математичної моделі, що пов'язує похідну електромагнітного моменту та віброприскореня. Завдяки цьому досягається підвищення точності вібродіагностики АД, шляхом відділення від спектра віброприскореня гармонійних складових, що викликані неякісністю напруги мережі живлення. Тобто при подальшому аналізі, використовується сигнал, що містить інформацію лише про пошкодження в самому АД та електромеханічному обладнанні. Запропонований спосіб ілюстрований фігурами: Фіг.1, на якій представлена структурна схема підключення датчиків, в якій прийняті позначення: 1 - блок датчиків струму, 2 - блок датчиків напруг, 3 - блок датчиків вібрацій, 4 - аналогово-цифровий перетворювач, 5 - персональний комп'ютер, 6 - АД; Фіг.2, на якій представлений графік, відхилення залежностей повних комплексних опорів від номеру вищих гармонік у режимі короткого замкнення. Запропонований спосіб здійснюється наступним чином: при роботі двигуна здійснюється вимірювання струмів статора та лінійних напруг на статорі АД. Миттєві значення електромагнітного моменту розраховуються на основі рівняння балансу потужностей. Шукане рівняння електромагнітного моменту має вигляд: 1 M(t) = (p(t) - Dp1(t)), w0 (1) де p(t) - потужність, що споживається з мережі, p(t)=uA(t).iA(t)+uB(t).iB(t)+UC(t).iC(t), (2) Dp1(t) - втрати потужності на активних опорах обмоток статора, Dp1(t)=iA2(t)RA+iB2(t)RB+iC2(t)RC (3) де uA(t), uB(t), uC(t) - миттєві значення фазної напруги на статорі АД, iA(t),іB(t),іC(t) - миттєві значення фазних струмів на статорі АД, RA, RB, RC фазні опори статора АД. Обчислюється похідна електромагнітного моменту, вимірюється віброприскорення Va(t), проводиться ідентифікація математичної моделі, на підставі спостережень за вхідним сигналом похід 43930 4 dM( t ) і вихідним dt сигналом вібрації Va(t) на певному інтервалі часу визначається вид оператора, що пов'язує вхідний і теоретичний вихідний сигнали, ним є передатна функція, входом якої є похідна електромагнітного моменту, а виходом сигнал віброприскорення. Виконується перетворення Фур'є струмів і лінійних напруг статора АД . На основі перетворення Фур'є виконується перерахунок гармонік струму, починаючи з другої, на основі гармонік напруги та лінійної залежності опору АД (Zk). Гармоніки струму розраховуються за формулою: U ¢ Ik = Ik - k , Zk (4) де Ik - амплітуда k-ї гармоніки струму, Uk - амплітуда k-ї гармоніки напруги, Zk - значення повного комплексного опору двигуна на k-й гармоніці, k=2..K - номер гармоніки. Виконується перерахунок миттєвих значень струмів, згідно формули (4): ¢ i¢A ( t ) = 2[å Re(I¢ ) cos(kwt ) - å Im(IkA ) sin(k wt )] + kA ; (5) ¢ ) cos(kwt ) - å Im(I¢ ) sin(kwt )] + 2[ å Re(IlA lA ної електромагнітного моменту ¢ ¢ iB ( t ) = 2[ å Re(I¢ ) cos(kwt ) - å Im(IkB ) sin(kwt )] + kB + 2[ å Re(I¢ ) cos(kwt ) - å Im(I¢ ) sin(kwt )] lB lB ; (6) ¢ i¢ ( t ) = 2[ å Re(I¢ ) cos(kwt ) - å Im(IkC ) sin(kwt )] + C kC , (7) + 2[ å Re(I¢ ) cos(kwt ) - å Im(I¢ ) sin(kwt )] lC lC напруга задається у вигляді першої гармоніки: u¢A ( t ) = 2[å Re(UlA ) cos(kwt ) - å Im(UlA ) sin(wt )]; (8) ¢ uB ( t ) = 2[å Re(UlB ) cos(kwt ) - å Im(UlB ) sin(wt )]; (9) u¢ ( t ) = 2[ å Re(UlC ) cos(kwt ) - å Im(UlC ) sin(wt )], (10) C ¢ де: i¢A ( t ),iB ( t ), i¢ ( t ) - перераховані миттєві знаC чення струму, згідно (4), u¢A ( t ),u¢ ( t ), u¢ ( t ) - ідеальні B C напруги живлення з виключенням вищих гармонік, w - кутова швидкість, t - час. На основі (5) - (10) виконується перерахунок електромагнітного моменту АД, обчислюється похідна електромагнітного моменту і, використовуючи модель ідентифікації, отримуємо скорегований сигнал віброприскорення. Гармонічний сигнал віброприскорення уже не містить складових, що викликані неякісною напругою мережі живлення, отже при операціях діагностики виявляються пошкодження та дефекти, що містяться лише в самому двигуні та електромеханічному обладнанні. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 43930 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601