Пристрій для діагностування стану обмоток електричних двигунів

Реферат: Пристрій для діагностування стану обмоток електричних двигунів містить джерело живлення, два ключі, датчики струму та напруги, мікропроцесорну систему керування, причому до одного виводу генератора живлення включений перший вивід ключа, другий вивід ключа послідовно з'єднаний зі струмовою обмоткою і паралельно з обмоткою напруги датчика зсуву фаз; струмова обмотка датчика зсуву фаз з'єднана послідовно з однією клемою датчика струму, інша клема якого послідовно підключена до об'єкта діагностики, а паралельно до нього включений датчик напруги з високим вхідним опором; з іншого боку об'єкт діагностики за допомогою ключа підключено до другого виводу генератора живлення, сигнали з датчиків зсуву фаз, струму та напруги подаються на вхід мікропроцесорної системи керування, яка управляє роботою генератора живлення та двох ключів. UA 119408 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ДІАГНОСТУВАННЯ СТАНУ ОБМОТОК ЕЛЕКТРИЧНИХ ДВИГУНІВ UA 119408 U UA 119408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, до пристроїв діагностування стану ізоляції обмоток електричних машин та трансформаторів. Досвід експлуатації систем залізничної автоматики і телемеханіки показує, що існуючі методи визначення стану електродвигунів не відповідають вимогам, що пред'являються до сучасних систем залізничної автоматики, та є досить тривалими процесами. Тому актуальною є розробка пристрою автоматизованого технічного діагностування і контролю стану електродвигунів, що прискорить пошук відмов, а також допоможе не тільки виявляти, але й заздалегідь прогнозувати можливі відмови. Корисна модель направлена на скорочення часу, необхідного для визначення поточного стану електродвигуна, а так само часу, необхідного для пошуку та усунення несправностей в машині. Відома інструкція "Випробування електричних машин рухомого складу на залізничному транспорті" (див. Інструкція Міністерства шляхів сполучення департаментів вагонного господарства і локомотивів ЦТВР № 4099) - для визначення опору обмоток без відключення машини від мережі, що передбачає використання спеціально розроблених стендів. На стендовому обладнанні виконуються наступні електротехнічні випробування машин: вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу машин; вимір активного і реактивного опору обмоток; перевірка електричної міцності міжвиткової ізоляції обмоток. Недолік полягає в низькому рівні контролю параметрів електричної машини. Істотним недоліком є необхідність зняття з рухомого складу або з обладнання електричної машини для оцінки технічного стану. Крім цього для випробувань машин потрібне виготовлення і використання спеціальних стендів. Найбільш близьким по технічній суті аналогом корисної моделі, що заявляється, "Пристрій для контролю міжвиткової ізоляції обмоток електричних машин" (авторське свідоцтво СРСР № 1255965, опубліковано 07.09.1986 p.). Це пристрій містить з'єднані послідовно джерело змінного струму, контрольовану обмотку, діод, два баластних резистора, а також підключені паралельно до відповідних баластних резисторів генератор імпульсів і пороговий блок. Недоліком цього пристрою є низька достовірність результатів вимірювання, обумовлена наявністю баластних резисторів, що обмежують струм намагнічування в контрольованій обмотці до значення, далекого від реального робочого режиму. Технічна задача, яка вирішується корисною моделлю, що заявляється, полягає в зменшенні часу, необхідного для пошуку і усунення несправностей, що виникають в електродвигунах в процесі експлуатації, а також зменшенні експлуатаційних витрат обслуговуючого персоналу на профілактику. Одночасно з цим, використання такого пристрою дозволить заздалегідь прогнозувати можливі відмови та планувати профілактичні роботи в найбільш підходящий час. Пристрій для діагностування стану обмоток електричних двигунів, який містить джерело живлення, два ключі, об'єкт, що діагностується, датчики струму та напруги, мікропроцесорну систему керування, відрізняється тим, що до одного виводу генератора живлення включений перший вивід ключа, другий вивід ключа послідовно з'єднаний зі струмовою обмоткою і паралельно з обмоткою напруги датчика зсуву фаз; струмова обмотка датчика зсуву фаз з'єднана послідовно з однією клемою датчика струму, інша клема якого послідовно підключена до об'єкта діагностики, а паралельно до нього включений датчик напруги з високим вхідним опором; з іншого боку об'єкт діагностики за допомогою ключа підключено до другого виводугенератора живлення, сигнали з датчиків зсуву фаз, струму та напруги подаються на вхід мікропроцесорної системи керування, яка управляє роботою генератора живлення та двох ключів. На кресленні наведено структурну схему пристрою для діагностування стану обмоток електричних двигунів. Пристрій для діагностування стану обмоток електричних двигунів складається з генератора живлення 1, до одного виводу якого включений перший вивід ключа 2, другий вивід ключа 2 з'єднаний послідовно зі струмовою обмоткою і паралельно з обмоткою напруги датчика зсуву фаз 3. Струмова обмотка датчика зсуву фаз 3 з'єднана послідовно з однією клемою датчика струму 4, інша клема якого послідовно підключена до об'єкта діагностики 5, а паралельно до нього включений датчик напруги 6 з високим вхідним опором. З іншого боку об'єкт діагностики 5 за допомогою ключа 7 підключено до другого виводу генератора живлення 1. Сигнали з датчиків зсуву фаз 3, струму 4 та напруги 6 подаються на вхід мікропроцесорної системи керування 8, яка управляє роботою генератора живлення 1, ключа 2 та ключа 7. Пристрій працює наступним чином: на першому етапі система керування 8 включає генератор живлення 1 з частотами 0…200000 Гц та ключ 2, при цьому на об'єкт, що діагностується 5, подається випробувальна напруга і струм. Напруга на об'єкті 5 в режимі 1 UA 119408 U 5 10 15 20 короткого замикання UK та струм, що протікає скрізь нього ІК, вимірюються відповідно датчиками напруги 6 та струму 4 і фіксуються системою керування 8. Одночасно з цим датчик 3 фіксує кут зсуву фаз φК між струмом та напругою об'єкта дослідження 5. На другому етапі система керування 8 перемикає ключ 7 із положення а (до вимірювальної схеми підключені два виводи обмоток об'єкта дослідження 5) в положення б (до схеми підключено один вивід обмотки і корпус об'єкта дослідження 5). І відбувається вимір параметрів Ux, Ix, φх. для режиму холостого ходу. На останньому етапі система керування 8 вимикає генератор живлення 1 та ключ 2, ключ 7 повертає у положення а і розраховує вхідний опір обмоток об'єкта дослідження ZK і Zx на кожній з частот генератора живлення. Далі система керування 8 визначає екстремуми та мінімуми цього опору і за відомими формулами розраховує вторинні параметри обмоток. Після цього починається процес розрахунку первинних параметрів обмоток електродвигуна - активній опір R, індуктивність L, електропровідність G та ємність С. Після завершення останнього етапу, на основі визначених діагностичних параметрів активного опору R, індуктивності L, електропровідності G та ємності С обмоток електродвигуна та їх порівняння з попередніми експериментально отриманими критеріями, для даного типу електричних двигунів, оцінюють стан ізоляції та прогнозують її залишковий ресурс. Запропонований пристрій для діагностування стану ізоляції обмоток електричних двигунів дозволяє підвищити достовірність та точність оцінки остаточного ресурсу безвідмовної роботи двигунів, а також зменшити кількість обслуговуючого персоналу, витрати на його утримання та вплив людського фактору на процес обслуговування машин. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Пристрій для діагностування стану обмоток електричних двигунів, який містить джерело живлення, два ключі, датчики струму та напруги, мікропроцесорну систему керування, який відрізняється тим, що до одного виводу генератора живлення включений перший вивід ключа, другий вивід ключа послідовно з'єднаний зі струмовою обмоткою і паралельно з обмоткою напруги датчика зсуву фаз; струмова обмотка датчика зсуву фаз з'єднана послідовно з однією клемою датчика струму, інша клема якого послідовно підключена до об'єкта діагностики, а паралельно до нього включений датчик напруги з високим вхідним опором; з іншого боку об'єкт діагностики за допомогою ключа підключено до другого виводу генератора живлення, сигнали з датчиків зсуву фаз, струму та напруги подаються на вхід мікропроцесорної системи керування, яка управляє роботою генератора живлення та двох ключів. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2