Способ контроля дисбаланса ротора электродвигателя

Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно авиационным, и может быть использовано при контроле дисбаланса собранных электродвигателей в процессе произаодства и эксплуатации. 5Известны способы измерения дисбаланса, основанные на использовании даТчика неуравновешенности, преобраауецего механические колебания ротора в электрический сигнал 111. 10Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб контроля дисбаланса ротора элект родвигателя, установленного на шарииоподшипниках, основнный на непрерывном изменении частоты вращения ро тора ы и процессе ее плавного увели чения, Фиксации значения частоты вра цения, при котором центробежная сила Ът дисбаланса равна весу ротора, и на оценке величины дисбаланса из условия равенства этих сил.Способ заключается в следующем: постепенно увеличивая скорость враще ния электрической машины, наблюдают возникновение эксцентриситета, напри. мер из-за смещения оси вращения за счет .радиального зазора в подшипниках, смещение измеряется с помощью датчика, закрепленного вблизи поверх ности ротора, при равенстве центробежной силы и веса ротора происходит выбор радиального зазора в подшипни" ках, что фиксируется датчиком; это позволяет определять дисбаланс ротора машины 21, 35Недостатком известного способа яв. ляется необходимость установки на электрическую машину датчика для фиксации момента выбора зазора в подшипниках вращающегося ротора, когда нас" 40 тупает равенство центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, усложняет реализацию способа,Цель изобретения - упрощение и расширение области применения. 45Поставленная цель достигается согласно способу контроля дисбаланса ротора электродвигателя, установленного на шарикоподшипниках, основанному на непрерывном измерении частоты вра щения ротора ш в процессе ее плавного увеличения, Фиксации значения частоты вращения, при котором центробеж-. ная сила от дисбаланса ротора равна весу ротора, и на оценке величины дисбаланса из условия равенства этих сил, измеряют ток двигателя, выделяют из него составляющую с частотой вращения шариков%О604"-ЕюОгде 2 - число шариков подшипника; Рдиаметр подшипника по центрам тел качения 65 й - диаметр шариков )д - угол контакта,а Фиксацию искомойчастоты вращенияротора производят в момент скачкообразного уменьшения амплитуды составляющей тока с частотой ы,На фиг. 1 приведено схематичноеизображение зазора в подшипнике электрической машины горизонтального исполнения на фиг. 2 - структурнаясхема устройства для реализации способа.При вращении ротора электрическоймашины с угловой частотой М под действием силы Н, являющейся результиру.ющей сил веса ротора Р и центробежной Р, от его неуравновешенности про.исходит движение ротора по траектории, зависящей от соотношения междуэтими силами. Центробежная сила Г,создаваемая неуравновешенной массойш, расположенной на расстоянии г отоси вращения, определяется по ФОрмуле Р= псы ,При частоте вращения ротора, когда центробежная сила Р меньше силы1 веса ротора Р, ротор совершает качательное движение, перекатываясь понижним шарикам подшипников. Ьмплиту"да колебательного движения ротора за"висит от зазоров в подшипнике,а частота равна частоте прокатйвания ротора по шарикам и,.Колебания ротора модулируют магнитный поток в электрической машине, что приводит к наведению ЭДС данной частоты, а следовательно, обуславливает присутствие в спектре пульсаций тока электродвигателя составляющей, соответствующей частоты.В случае, когда центробежная сила становится больше силы веса ротора, ротор совершает обкатывание всех шариков в подшипнике. Теперь частота колебаний ротора, обусловленная его прокатыванием по шарикам, определяется по формуле+ЗсозЫ,и -7 оЭоТаким образом, при плавном увеличении частоты вращения электродвигателя в момент равенства центробежной силы и силы веса ротора происходит смена режимов движения ротора в подшипнике, а в связи с этим в спектре пульсаций тока электродвигателя вместо одной составляющей о, появляется другая м, что можно определить по резкому уменьшению амплитуды спектральной составляющей с шариковой частотой ь (частотой прокатывания по шарикам в режиме качания ротора) .Это дает возможность косвенным путемконтролировать дисбаланс ротора электродвигателя без использования специального датчика, что упрощает процесс контроля и расширяет область примвне, 1.О 341 П4 лВНИИПИ Заказ 5639/56 Тираж 687 11 одпйсно иал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектяа ния, поскольку для некоторых машин, главным образом авиационных, невоз.можно установить этот датчик. Из условия равенства вышеупомянутых сил ;величина дисбаланса определяется по Формуле5й =,И)где одр " частота вращения ротора,при которой наступает равенство сил. центробежной и веса,ротора..Устройство для реализации способасодержит датчик 1 пульсаци 1, режекторный фильтр 2, два избирательных автоматически перестраиваемых Фильтра 3и 4, частотомер 5 и регистратор 6.Датчиком 1 пульсаций является самэлектродвигатель, а точнее его обмотка, например якорная. РежекторныйФильтр 2 прюразначен для подавления 20основной: гармоники питающего напряжения двигателей переменного тока, адля электродвигателей постоянного тока .он не нужен. Избирательные автоматически перестраиваемые фильтры 3 и 254 служат для выцеления из спектрапульсаций тока электродвигателя соответственно составлякицих с частотой.кратной частоте вращения., ротора иг и1 о офэфс частотой.шК, где К о - Автоматическая перестройка фильтров может быть осуществлена с помощью, напри.мер фазовой автоподстройкой частоты.Частотомер 5 служит для измерения час тоты обратной составляющей и выдачн.одновременно регистрирует информациюо частоте спектральной составляющейкратной частоте. вращения ротора и 40об амплитуде составляющей с частотойвращвния шариков.Это дает возможностьопределить частоту вращения ротора вмомент резкого уменьшения амплитудысоставляющей с шариковой частотой, .45 т.е, в момент равенства сил центробежной и веса ротора,Способ осуществляют следующим образом.Непрерывно выделяют из спектрапулвсаций тока электродвигателя составляющую, кратную частоте, вращенияротора щ и составляющую с частотойвращения шариков сиц, в процессе плавного увеличения частоты вращенияэлектродвигателя, измеряют частотусоставляющей, кратной частоте вращения ротора, одновременно регистрируют информацию о частоте спектральнойсостав)зияющей, кратной частоте вращения ротора и об амплитуде составляющей с частотой вращения шариков Фик.сируют значение. частоты спектральнойсоставляющей, кратной частоте вращения ротора, в момент резкого уменьше.ния амплитуды спектральной составляющей с частотой вращения шариков определяют величину дисбаланса по Фор".Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет контролировать дисбаланс электродвигателя безприменения специального датчика. Дляреализации достаточно подключитьсялишь к электрической цепи машины.Это позволяет контролировать дисбаланс электродвигателя без разборки .и препарирования,а при необходимос-,ти и не .снимая с места установки, например с рорта самолета для авиацион"ных электродвигателей. В связи с этимпредлагаемый способ дает возможностьупростить процесс контроля дисбалан-са,снизитьтрудозатраты на его выпоМневке,отсутствие датчика позволяетконтролировать дисбаланс электродвигателей,на которые невозможно устано-вить специальный датчик ввиду особенностей их конструкции или отсутствиуРвозможности разборки по ТУ в услови-,ях эксплуатации "(например, для авиационных микродвигателей) .а Г