Спосіб діагностики асинхронного двигуна в пусковому режимі

Реферат: Спосіб діагностики асинхронного двигуна в пусковому режимі полягає у тому, що досліджуваний двигун підключають до мережі живлення з можливістю керуванням режиму підключення (одночасне/неодночасне). Вимірюють значення струмів та напруг в пусковому режимі, розкладають криві напруги та струму в ряд Фур'є. Визначають гармонічні складові миттєвої потужності фаз. Складають системи ідентифікаційних рівнянь на основі рівнянь балансу гармонік потужності елементів схеми заміщення двигуна. Визначають електромагнітні параметри асинхронного двигуна шляхом вирішення системи ідентифікаційних рівнянь. Додатково вводять блок управління комутації, який задає режими роботи. Виділяють змінну складову миттєвого моменту. Отриманий сигнал подають на блок комутаційної апаратури, який формує сигнали для фаз, двигун запускається у заданому режим. UA 96507 U (54) СПОСІБ ДІАГНОСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА В ПУСКОВОМУ РЕЖИМІ UA 96507 U UA 96507 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, а саме до електроприводу і систем діагностики електричних машин при післяремонтних або інших випробуваннях. Корисна модель може бути використана при післяремонтних випробуваннях асинхронних двигунів у практиці електроремонтних підприємств, при приймально-здавальних випробуваннях в умовах заводіввиробників та для експлуатаційного моніторингу в умовах промислових підприємств. Відомий аналог є спосіб визначення активних та індуктивних опорів ротора [Способ определения активных и индуктивных сопротивлений рассеяния обмотки статора асинхронного двигателя: А.С. СССР 1372259: G01R31/34 / Г.Г. Рогозин, Ю.И. Печуркин, В.И. Алексеев], за яким нерухомий асинхронний двигун (АД) підключають до однофазного джерела промислової частоти, вимірюють значення напруги, струму статора та кута між ними, відключають джерело у момент переходу струму через нуль, вимірюють миттєві значення напруги, що загасає. За отриманими даними розраховують активні та індуктивні опори ротора. Суттєві ознаки, які збігаються з корисною моделлю: - підключення нерухомого АД до однофазного джерела промислової частоти, вимірювання значень напруги, струму статора та кута між ними, розрахунок активних та індуктивних опорів ротора. Недоліками аналога є: - низька точність результатів, що обумовлюється неврахуванням опорів, еквівалентних втратам в сталі ротора та статора, ефекту витіснення струму в роторі; - необхідність у розбиранні АД для визначення індуктивного опору розсіювання статора; - розділення операцій по визначенню параметрів двигуна (статора за однією схемою, а ротора - за іншою), що робить зазначений спосіб малопридатним для практичного визначення параметрів АД. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі є спосіб ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів [Спосіб визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів: Патент України № 58766: G01R27/08 / Д.Й. Родькін, Ю.В. Ромашихін, А.П. Калінов, Ж.І. Ухань, В.О. Мельников; заява № 201011459; опубліковано 26.04.2011, бюл. № 8/2011] за Тподібною схемою заміщення з використанням рівнянь балансу складових миттєвої потужності. Спосіб полягає у підключенні АД до джерела живлення, вимірюванні сигналів напруги та струму статора протягом періоду змінної напруги Т, формуванні системи рівнянь балансу складових миттєвої потужності, порядок якої визначається кількістю невідомих, розрахунку системи рівнянь, визначенні електромагнітних параметрів асинхронного двигуна. До суттєвих ознак, які збігаються, належать: - підведення напруги до двигуна; - запис, у цифровому вигляді, напруги та струмів фаз; - математична обробка отриманих результатів шляхом розкладу кривих напруги та струму в ряд Фур'є; - визначення гармонічних складових миттєвої потужності фаз; - складання системи ідентифікаційних рівнянь на основі рівнянь балансу гармонік потужності елементів схеми заміщення двигуна; - визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів шляхом вирішення системи ідентифікаційних рівнянь. Недоліками найближчого аналога є: - залежність точності визначення електромагнітних параметрів АД при розв'язанні систем рівнянь від кута керування тиристорами і, як наслідок, від співвідношення рівнів гармонік у кривих напруги та струму; - необхідність у полігармонійному джерелі напруги, за яке використаний тиристорний регулятор напруги, що призводить до появи високочастотних складових напруги та струму та збільшення собівартості всього комплексу для ідентифікації електромагнітних параметрів АД. В основу корисної моделі поставлена задача підвищити точність та достовірність ідентифікації електромагнітних параметрів асинхронних двигунів шляхом використання рівнянь балансу складових миттєвої потужності при живленні від джерела синусоїдної напруги в пусковому режимі роботи. Поставлена задача вирішується тим, що підключають АД через датчики напруги та струму до мережі з синусоїдною напругою, цифрового запису напруги та струму протягом пуску, визначення складових миттєвої потужності, складанням системи ідентифікаційних рівнянь для визначення електромагнітних параметрів АД, ідентифікацією електромагнітних параметрів АД, що забезпечує точність визначення параметрів електричних машин. Використання способу діагностики асинхронного двигуна в пусковому режимі дозволить підвищити точність визначення параметрів електричних машин, збільшити надійність машин, 1 UA 96507 U 5 10 15 20 продовжити їх службу та виключити непродуктивні витрати на виправлення дефектів в технологічному процесі при ремонті. Корисна модель пояснюється кресленням, де зображена блок-схема діагностичного комплексу, на якій прийняті наступні позначення: ПК - персональний комп'ютер; БДСН - блок датчиків струму та напруги; u(t) - миттєві значення напруги; i(t) - миттєві значення струмів; БПОС - блок первинної обробки сигналів; АЦП - аналогово-цифровий перетворювач, ЦАП - цифроаналоговий перетворювач; БК - блок комутації; БВНМ - блок виміру напруги мережі; ДВ - датчик вібрації; ДШ - датчик швидкості; АД - асинхронний двигун. Корисну модель виконують наступним чином. Випробовуваний АД підключається до мережі живлення. На основі даних з БВНМ (креслення) та заданого режиму роботи (одночасне і неодночасне підключення обмотки статора) ПК задає керуючі сигнали на ЦАП для керування роботою БК. БДСН фіксує миттєві значення струмів і напруг ланцюга статора АД. Дані з БДТН надходять до БПОС, а потім на АЦП, з якого за допомогою інтерфейсу USB надходять на ПК, де відбувається їх подальша обробка шляхом розкладу кривих напруги та струму в ряд Фур'є, визначення гармонічних складових миттєвої потужності фаз, складання системи ідентифікаційних рівнянь на основі рівнянь балансу гармонік потужності елементів схеми заміщення двигуна, визначення електромагнітних параметрів асинхронних двигунів шляхом вирішення системи ідентифікаційних рівнянь. Корисна модель дозволяє підвищити надійність використання асинхронних двигунів за рахунок підвищення точності визначення електромагнітних параметрів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб діагностики асинхронного двигуна в пусковому режимі, який полягає у тому, що досліджуваний двигун підключають до мережі живлення з можливістю керуванням режиму підключення (одночасне/неодночасне), вимірюють значення струмів та напруг в пусковому режимі, розкладають криві напруги та струму в ряд Фур'є, визначають гармонічні складові миттєвої потужності фаз, складають системи ідентифікаційних рівнянь на основі рівнянь балансу гармонік потужності елементів схеми заміщення двигуна, визначають електромагнітні параметри асинхронного двигуна шляхом вирішення системи ідентифікаційних рівнянь, який відрізняється тим, що додатково вводять блок управління комутації, який задає режими роботи, виділяють змінну складову миттєвого моменту, отриманий сигнал подають на блок комутаційної апаратури, який формує сигнали для фаз, двигун запускається у заданому режимі. 2 UA 96507 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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