Спосіб розрахунку коливальної потужності асинхронного двигуна

Реферат: Спосіб розрахунку коливальної потужності асинхронного двигуна включає вимірювання одного вібропараметра. Для розрахунку використовується гармонійний склад сигналу віброприскорення, розрахунок гармонік віброшвидкості проводиться за гармоніками віброприскорення, для розрахунку миттєвої коливальної потужності на базі ортогональних гармонічних складових віброшвидкості і віброприскорення використовується алгоритм, в основі якого лежить теорема про згортку дискретних рядів. UA 88490 U (54) СПОСІБ РОЗРАХУНКУ КОЛИВАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА UA 88490 U UA 88490 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі електротехніки, зокрема до класу систем "Способи цифрових обчислень або оброблення даних". Корисна модель може бути використана в умовах промислових підприємств для експлуатаційного моніторингу електродвигунів з метою визначення ступеня їх зношеності та ресурсу працездатності. Відомий спосіб визначення коливальної потужності [Григорьев Н. В. Вибрация энергетических машин: Справочное пособие / Н. В. Григорьев - Л.: Машиностроение, 1974, 413 с.], за яким використовується датчик сили та прискорення. Сигнали з датчиків підсилюються і автоматично аналізуються 2-канальним третьоктавним фільтром, завдяки якому аналіз сигналів сили та швидкості відтворюється без спотворювань по фазним характеристикам. Отримані сигнали заводяться на помножувач, на виході якого отримуємо сигнал коливальної потужності. Суттєві ознаки, що збігаються із способом, що заявляється: для розрахунку коливальної потужності використовується віброшвидкість уздовж трьох осей (х, у, z). Недоліком даного методу вимірювання коливальної потужності є одночасне використання двох датчиків, що призводить до підвищення складності налаштування і вартості обладнання. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є технічне рішення для вимірювання миттєвої потужності механічних коливань [Устройство для измерения мгновенной мощности механических колебаний: пат. № 2189566, Рос: МПК G01H1/00/ Мартынов В.И.; Федяев В.Л.; Иванов Д.Ю./ Южно-Уральский государственный университет/заявка № 2000119330/28/опуб. 20.09.2002], за яким розрахунок коливальної потужності різних механічних систем зокрема, що містять "слабкі" вузли у вигляді підшипників кочення і ковзання на гідродинамічному мастилі. Спосіб реалізується шляхом використання одного сигналу, віброприскорення чи віброшвидкості, який подається на помножувач двома шляхами: через масштабний підсилювач, котрий помножує сигнал на приведену масу, та через інтегратор (при використанні датчика віброприскорення) чи диференціатор (при використанні датчика віброшвидкості). При перемноженні сигналів на виході отримуємо коливальну потужність. Суттєві ознаки, що збігаються із способом, що заявляється: розрахунок коливальної потужності при використанні тільки одного вібропараметра безпосередньо. Недоліком даного методу є: поява значної похибки при розрахунку коливальної потужності через миттєві значення віброшвидкості та віброприскорення, а також наявність похибки при операції інтегрування. Наведений спосіб приймається за прототип. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення точності виміру миттєвої коливальної потужності в необхідних точках об'єкта діагностики в 3-х напрямках зі зменшенням числа каналів вимірювання та кількості датчиків. Поставлена задача вирішується шляхом використання тільки одного вібропараметра безпосередньо. Похибка розрахунку усувається завдяки використанню гармонійних складових сигналу віброприскорення. Операція інтегрування замінюється розрахунком гармонік віброшвидкості за гармоніками віброприскорення. Для розрахунку миттєвої вібропотужності використовується алгоритм, в основі якого лежить теорема про згортку дискретних рядів. При використанні даного способу розрахунку миттєвої коливальної потужності зникає необхідність в використанні датчика сили, усувається похибка операції інтегрування. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де показана структурна схема розрахунку, на якій прийняті позначення: 1 - блок введення сигналів віброприскорення; 2 - блок розрахунку віброшвидкості через гармонічні складові віброприскорення; 3 - приведена маса; 4 - алгоритм дискретної згортки; a( t ) - сигнал віброприскорення; A k - віброприскорення; Vk - віброшвидкість; m - маса; P - миттєва коливальна потужність. Запропонований спосіб здійснюється наступним чином. При роботі асинхронного двигуна здійснюється вимірювання віброприскорення 50 сигнали подаються на блок 1 (креслення). Для уникнення похибок інтегрування, замість миттєвих значень використовується гармонічний склад сигналу віброприскорення, блок 2 (креслення). Операція інтегрування заміняється розрахунком гармонік віброшвидкості Vk за гармоніками віброприскорення A k : Vk  55 a( t ) , Ak , м/с, (k / T )  2 де T - інтервал часу, на якому аналізується сигнал, с; k - номер гармоніки при розкладанні сигналу віброприскорення в ряд Фур'є. Для розрахунку миттєвої коливальної потужності на базі ортогональних гармонійних складових віброшвидкості і віброприскорення використовуємо алгоритм, блок 4 (креслення), в 1 UA 88490 U основі якого лежить теорема про згортку дискретних рядів. Алгоритм реалізований в математичному пакеті за допомогою підсистеми символьних обчислень: for m  0,1..M Pm  0 Re(Pm ) : for k  0..N Pm  Pm  (Re Ik  Re Um  k  Im Ik  Im Um  k ) if m  k  0 Pm  Pm  Re I m  k  Re Uk  Re Ik  Re Uk  m  Im Ik  Im Uk  m  Im I m  k  Im Uk otherwise P for m  0,1..M Pm  0 Im(Pm ) : for k  0..N , Pm  Pm  Im Vk  Re A m  k  Re Vk  Im A m  k if m  k  0 Pm  Pm  Im Vk  Re A k  m   Im V m  k  Re A k  Re A m  k  Im A k   Re Vk  Im A k  m otherwise P 5 10 де Pa - косинусна складова миттєвої коливальної потужності; Pb - синусна складова миттєвої коливальної потужності; Re Ak , Re Vk - косину сні складові віброприскорення і віброшвидкості; Im A k , Im Vk - синусні складові віброприскорення і віброшвидкості; N , M кількість гармонік віброприскорення і віброшвидкості відповідно; m , n - номери гармоніка віброприскорення і віброшвидкості. Коливальна потужність розраховується за вирізом: Pv  Pa2  Pb2 . ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб розрахунку коливальної потужності асинхронного двигуна, який полягає в тому, що при роботі асинхронного двигуна здійснюється вимірювання одного вібропараметра, який відрізняється тим, що для розрахунку використовується гармонійний склад сигналу віброприскорення, розрахунок гармонік віброшвидкості проводиться за гармоніками віброприскорення, для розрахунку миттєвої коливальної потужності на базі ортогональних гармонічних складових віброшвидкості і віброприскорення використовується алгоритм, в основі якого лежить теорема про згортку дискретних рядів. 2 UA 88490 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3