Устройство контроля подшипников электрической машины

69 (И),СОЮЭ СООЕТСНИХСОЭВЛЕИ ЕСВаРЕОЪБЛИИ ЗЩ Н 02 К 15 00 с" -лОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;,К АВЗОРСНаМУ аиДВтельству ДйОИ НИИПССР пв илАМ МВЮЮВЗЯ й ОВВПЮ(72) В.Н. Потапов и А.А. Смердев (71) Рижский краснознаменный кисти;тут инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 796995, кл. Н 02 К 15/00, 19782. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3259119/24-07, кл. Н 02 К 15/00, 1981.(54)(57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОДШИП ННКОВ ЭЙЕКТРНЧЕСЙОЙ ИЫВИНЫ, содержащее датчик. пульсаций тока, режектор-,:ный и полосовой Фильтры, Фазовый де-тектор и частотомер, о т л и ч а ю-,щ е е с я тем, что, с целью расширения области применейия, в неговведены интеГрирующаяВС-цепочка,вход. которой соединен со входом режекторного фильтра, дифференцирующаяКС-цепочка вход которой соединен свыходом режекторного Фильтра, дваусилителя-ограничителя, входы кото"рых соединены с выходами интегрирующей и дифференцирующей КС-цепочек,а выходысо входами Фазового детектора.510 Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано при ремонте и эксплуатацииэлектрических машин переменного тока, управляемых изменением частотыпитающего напряжения, например, вспециализированных приборах контроляили универсальных диагностическихкомплексах,Известно техническое решение,,заключающееся в том, что при диагностировании подшипников электрической машины для формирования контролируемого параметра выделяют составляющие спектра пульсаций тока электрической машины ( 1). 15Недостатком такого решения является высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью ручной подстройки частоты режекции Фильтра.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является устройство,содержащее датчик пульсаций тока,режекторный Фильтр, Фазосдвигающуюцепочку, фазовый детектор, полосовойперестраиваемый фильтр и частото.-.мер ( 2).Недостатком известного устройстваявляется ограниченная область приме"нения, обусловленная трудностью реализации процесса контроля подшипни- З 0ков электрических машин, управляемыхизменением частоты в широких пределах, а также управляемых по болеесложным законам с одновременным изменением частоты и напряжения питающей сети.При изменении частоты напряженияв широких пределах известные фазосдвигающие цепочки не обеспечиваютточного сдвига 9 о=90 О во всем диапазоне (этот сдвйг является функцией частоты), что приводит к некоторому отклонению начального сдвигаот 90 О, а, следовательно, к неточнойнастройке режекторного фильтра начастоту основной гармоники питающего напряжения. Следствием этого является недостаточное подавление основной гармоники, которое может привести к невозможности реализацииконтроля. Поскольку выходное напряжение фазового детектора, в общемслучае, является функцией не толькоразности фаз входных напряжений, но,в некоторой степени, и их величины,то изменение входных напряжений Фазового детектора, обусловленное изменением режима работы электрическоймашины, также приводит к неточнойнастройке режекторного Фильтра и тому же следствию. 60Целью изобретения является расширеиие области применения.Для достижения поставленной целив устройство контроля подшипниковэлектрической машины, содержащее дат чик пульсаций тока, режекторный и полосовой фильтры, фазовый детектор и частотомер, введены интегрирующая, ВС-цепочка, вход которой соединен с. входом режекторного фильтра, дифференцирующая ВС-цепочка, вход которой соединен с выходом режекторного фильтра, два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с выходами интегрирующей и дифференцирующей ВС-цепочек, а выходы со входами Фа зового детектора.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство контроля подшипников электрической машины.Устройство включает датчик пульсаций тока (напряжения) 1, режекторный фильтр 2, полосовой филЬтр 3, частотомер 4, интегрирующую 5 и дифференцирующую 6 ВС-цепочки, усилите" ли-ограничители 7,8 и фазовый детектор 9.Устройство работает следующим образом.С датчика пульсаций тока (напряжения) электрический сигнал, содержащий различные спектральные составляющие, поступает на перестраиваемый режекторный фильтр, который производит подавление основной гармоники питающего напряжения. Полосовой Фильтр осуществляет выделение информативной составляющей спектра пульсаций, чатоту которой измеряет частотомер.Автоматическая настройка режекторного Фильтра осуществляется с поф мощью фазового детектора, который осуществляет точную настройку режекторного фильтра при условии начального сдвига между входными напряжениями детектора с помощью фазосдвигающих цепей точно 90 при всех рабочих частотах питающего напряжения и постоянного уровня этих входных напряжений. Первое условие выполняется с помощью использования в качестве фазосдвигающих цепей интегрирующей и дифференцирующей ВС-цепочек.При одинаковых параметрах интегрирующей и дифференцирующей ВС-цепочек начальный сдвиг между напряжениями, поступающими на входы Фазового детектора, получается точно 90 ф на любых частотах питающего напряжения, что исключает погрешность настройки режекторного фильтра, обусловленную отклонением начального сдвига Фаз от 90 за счет изменения частоты питающего напряжения.Автоподстройка режекторного фильтра происходит следующим образом.При точной настройке на основную гармонику питающего напряжения режекторный фильтр не изменяет фазу напряжения и на Фазовый детектор родаются напряжения, имеющие начальный сдвиг Фаз 90, в результате чего,Заказ 5850/56 ,Тираж 687 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45филиал ППП ффПатеит 11, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 яа выходе фазового детектора управляющее напряжение равнонулю. При от-клонении частоты основной гармоники сети от частоты настройки режекторного фильтра в ту или иную сторону последний изменяет фазу напряжения в соответствующем напряжении, в результате чего сдвиг Фаз напряжений, подаваемых на фазовый детектор, становится либо больше, либо меньше 90, а на его выходе появляется напряже" ние, пропорциональное величине отклонения разности Фаз от 90 , полярность которого зависит от стороны отклонения разности фаз от 90 ф. Управляющее напряжение с фазового детектора, поступая на управляющий вход режекторного фильтра, произво.- . дит его перестройку.В качестве режекторного Фильтра в устройстве контроля подшипников можно испольэовать, например, двойной П-образный активный ВС-Фильтр, перестраиваемый путем изменения сопротивлений, представляющих собой Фоторезисторы оптроиов. Величина начальной настройки оптронов соответствует настройке режекторного фильтра на среднее значение частоты основной гармоники сети в диапазоне регулирования. При изменении подав ляемой частоты в .ту или другую сторону от,среднего значения диапазона управляющее напряжение изменяет сопротивление Фоторезисторов оптронов, чем и обеспечивается перестройКа режекторного Фильтра. Таким образом, введение новыхэлементовв предлагаемое устройство позволяет качественно улучшить его основные технические характеристики.Использование предлагаемого уст- З ройства контроля подшипников электрической машины в сравнении сизвестныа устройством обеспечивает расширение области применения эа с 1 ет надежного подавления основной гармо ники сети путем, исключения погрешности настройки режекторного Фильтра, обусловленной отклонением начального сдвига Фаз от 90 О при изменении частоты напряжения сети;исключения влия.- 1 ния на выходной сигнал фазового детектора изменения амплитуд подаваемых на него напряжений, возникающего из-за изменения режима работы машины. 2 О Это является особенно важным дляисполнительных электрических машин переменного тока, которые управляют ся либо изменением частоты питающего напряжения в широких пределах, 25 либо одновременным изменением частоты и амплитуды напряжения по определенному закону, что делает устройство контроля пошаипников электрической машины универсальным, применимым для любой электрической машины переменного тока, независимо от того, по какому параметру осуществляется управление ее режимом. Все это в конечном итоге обеспечивает повышение эффективности эксплуатации электрических машин, например авиационных.