Способ определения частот магнитных составляющих вибраций асинхронной машины

(19) И 1)СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУбЛИН 3(51) Й 1 06 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСН АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ опо- ИИЭМ(54)(57) спМАГНИТНЫХ САСИНХРОННОЙв том, чтожим, сравнибаний корпу СОБ ОПРЕДЕЛЕНИ СТАВЛЯЮЩИХ ВИБ МАШИНЫ, заключ е вводят в раб ают спектры ча а, полученные ЧАСТОТ АЦИЙ ющийся чий ретот коле- условиях ибраци ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Днепропетровский ордена Трудового красного Знамени горный институт им. Артема(53) 620.178;5 (088.8)56) 1. И)убов И.Г.Шум и вибрация электрических машин, Л., "Энергия", 19 74.2. Виброакустика, механика и ры электрических машин.-Труды ВН т. М.,37 с. 17 (прототип). учитывающих влияние электромагнитных и механических источников и устраняющих влияние механических источников, и по результатам сравнения определяют принадлежность частот к источникам механического или электромагнитного происхождения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности вибродиагностики для получения спектра частот колебаний в условиях, устраняющих влияние источников механических колебаний, измеряют магнитную индукцию в воздушном зазоре машины и фазный ток ее статора, перемножают их, разлагают результирующий сигнал в .ряд Фурье, совпадающие частоты кото- щС рого и спектра частот с источниками механических кОлебаний представляют собой магнитные составляющиегде Ке КоэфФициент пропорциональности; Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано для вибродиагностики асинхронных машин.Известен способ определения магнитных составляющих вибрации электрической машины, согласно которому) измерение вибраций с помощью вибродатчика и последующий частотный анализ этого сигнала проводят после исключения механических источников 10 вибрации. Последние исключаются заменой подшипников качения на подшипники скольжения, снятием вентилятора, дополнительной балансировкой вращающихся частей и , 15Недостатком этого способа является сложность в реализации и большие затраты времени и средств для проведения испытаний.Наиболее близким технйческим ре-. шением к изобретению является способ определения частот магнитных составляющих вибраций асинхронной машины, заключающийся в том, что ее вводят в рабочий режим, сравнивают спектры частот колебаний корпуса, полученные в условиях, учитывающих влияние электромагнитйых и механи,ческих источников и устраняющих .влияние механических источников, и по результатам сравнения определяют принадлежность частот к источникам механического плн электромагнитного происхождения 2 .Недостатком известного способа является низкая точность и досто верность определения частот магнитных составляющих вибраций асинхронных машин из-за несовершенства методик, учитывающих влияние источников механических вибраций. 40 Цель изобретения - повышение достоверности вибродиагностики для получения спектра частот колебаний в условиях, устраняющих влияние 45 источников механических колебаний.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения частот магнитных. составляющих вибраций асинхронной машины, заключающемуся в том, что ее вводят в рабочий режим, сравнивают спектры частот колебаний корпуса, полученные в условиях учитывающих влияние электромагнитных и механических источников и устраняющих влияние меха иических источников, и по результатам сравнения определяют принадлежность частот к источникам механи,ческого или электромагнитного прохож,дения, измеряют магнитную индукцию 60 в воздушном зазоре машины и Фазный ток ее статора, перемножают их, разлагают результирующий сигнал в ряд фурье, совпадающие частоты которого и спектра частот с источниками ме ханических колебаний представляютсобой магнитные составляющие вибрацииНа чертеже представлена схемаустройства, реализующего способ,Устройство содержит асинхроннуюмашину 1, имеющую о пар полюсови Е пазов ротора. Фаэнце обмотки2.статора машины 1 включены в сетьтрехфазного переменного напряжения.В одну из фаз статора включенапервичная обмотка трансформатора3 тока. На внутренней поверхностистатора асинхронной машины 1 в воздушном зазоре установлен датчик 4Холла, цепь питания которого соединена с вторичной обмоткой тран- .сформатора 3. Коэффициент трансформации трансформатора тока выбран таким, чтобы обеспечить значение токапитания датчика 4 Холла, блиЗкоек яоминальному при выбранном режимеработы машины. Выход датчика Холлаподключен. ко входу частотного анализатора 5 спектра, предназначенногодля разложения выходного сигнала датчика Холла 4 в ряд Фурье.Способ осуществляют следующимобразом,С помощью аппаратуры (на чертеже не показана управления машину 1вводят в рабочий режим при наличииисточников механических колебаний.Такими источниками являются вентилятор, подшипники качения, ротор асинхронной машины 1 и другие подвижныеее элементы. Проводят определениесуммарного, учитывающего влияниеэлектромагнитных и механических источйикьв спектра Ьвкбрации .кОрПУсамашины 1 с повющью вибродатчика (начертеже не показав) и частотного анализатора 5 спектра. Результаты измерений фиксируют. Затем проводят определение спектра частот колебаний машины в условиях, позволяющих исключить влияние источников механических колебаний на процесс измерения, Это .осуществляется за счет измерения параметров вибрации, непосредственно связанных с их электромагнитной приро-дой происхождения. Такими параметрами являютая магнитная индукция в воздушном зазоре машины 1 и Фазный ток ее статора. При испытаниях в канале измерения магнитной индукции в воздушном зазоре Формируется сигнал в соответствии суравнением, 8 -1,2,3 номера гармоник тока питания асинхронной машины, т.е. пред-.полагается, что в общем случае этот .ток ьожет быть несинусоидальным) В - амплитуда гарьюникмагнитной индукцииЗаказ 314/38 Тираж 547 ПодписноеВНИИПИ Государствейного коетета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, Г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Р Р 2+з 1(д 8+91+ 1-5) и, - частотаР гармоник магнитнойиндукции относительно статораО, +1,+2 - целыечисла, определяющие .причины появлениягармоник магнитнойиндукции (насыщениемагнитной цепи ф,зубчатость ротора ,динамический эксцентриситет ь,число паздв ротора,скольжение Ротора йоотношению к основнойгармонике поля) .число пар полюсов основной гармоникимагнитной индукции;угловая частота основной гармоники .токапитания;времяфначальный Фазовый . 35угол гармоник магнитной индукции. В. канале измерения фазного токастатора асинхронной машины Формирует-цся сигнал следующего вида: где К; - коэффициент пропорцнонаЛьности)1- амплитуда гаранин тока питания машины.Поскольку фаэный ток статора асинхронной машины .1 подается в цепь питания датчика 4 Холла, на который воздействует магнитное цоле воздушного зазора, то происходит перемножение двух сигналовМВ и( Такимобразом, выходной сигнал дат- чика 4 Холла .выражает следующУю з ависимость)р Х86 сой)8 "где КК К - коэффициент пропор 9 фцнональности,сдпг - частота результиру-"ющего сигнала,Рз 2 эаав Ьаю . р 0-б,)Й 1+ -Результирующий сигнал Ор (3) разлагают в ряд Фурье анализатором спеюф тра 5 н Фиксируют значения частот этого ряда. Результат раэгожения сигнала (3) в виде спектра.Г) частот сравнивают,с суммарным спектром Г, вибраций для одинаковых режимов работы машины 1. Некоторые частоты спектрови 1 будут сОвпадать, Именно эти частоты являются частотами магнитных составляющих вибрации асинхронной машины 1.Использование предложенного изобретения позволяет сократить затраты времени и технических средств и повысить точность вибродиагностики.эа счет исключения операции балансиров-. ки ротора машины, монтажных и демонтажных работ по замене вентилятора и подшипников в опорах, цикла расчетных операций по определению спектра частот. Это ускоряет цроцесс вибро" диагностики и дает возможность разрабатывать мероприятия по уменьшению уровня вибрации и шума машин.