Способ контроля дисбаланса ротора электродвигателя

(561 Р 392 по з кл. овоа. сО стоты вр скачкоо туды сос ы, адл аланса в отора ис частот сйфиксируют значе ния (оторай в ного уменьшения ющей тока с час оценки величины ве частоты вращ зуют среднее зн ние ч моменампл тотойдисб ения ачени сразавляачес оль- иы г т. - число шариков с диаметром 3 дшипника центрам СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 3551818/24-0707,02.8330,04.84. Бюл. Р 16В.Н.Потапов и А.А.Смердев Рижский Краснознаменный инт инженеров гражданской авиа м.Ленинского комсомола 621. 313 (088. 8)1. Авторское свидетельство С 397, кл, С 01 М 1/22, 1971. Авторское свидетельство ССС явке В 3356594/24-07,02 К 15/16, 1981.(54) 571 СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИСБАЛ СА РОТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, уст ленного на шарикоподшипниках, о ванный на непрерывном измерении частоты вращения роторами в про се ее плавного увеличения, изме нии тока двигателя, непрерывном делении из него составляющей,с тотойа-ав.дашт и 20 э тел качения;Д - диаметр шарикас(, - угол контакта,фиксация значения частоты вращения ротора Ыпри котором происходит скачкообразное уменьшение амплитуды выделенной составляющей, и на оценке величины дисбаланса из условия равенства центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, о т л и - ч а ю щ и,й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, после увеличения частоты вращения ротора ее плавно уменьшают, при этом непрерывно:выделяют составляющую спектра пульсаций тока с частотой1089527 50 Р+ особ мы,.т.и ЗО И =в)рФ ЬИ 35 40 45 5055 60 Изобретение относится к электрическим машинам, преимущественно .авиационным, и может быть использовано при контроле дисбалансасобранных электродвигателей в процессе производства и эксплуатации.Известны способы измерения дис-баланса, основанные на увеличениискорости вращения электрической машины и фиксации с помощью датчикасмещения оси вращения ее ротора вмомент равенства центробежной силы и веса ротора 1 .Недостатком известных способовявляется необходимость использования датчиков, как правило встроенных, и связанные с этим сложностьреализации и ограниченная областьприменения,Наиболее близким к предлагаемомУявляется способ контроля дисбалансаротора электродвигателя, установленного на шарикоподшипииках, основанный на непрерывном измерении часто. -ты вращения ротора и в,процессе ееплавного увеличения, измерениитока двигателя, непрерывном выделении из него составляющей с частотойР ДсоеМа )где Е - число шариков подшипника;П - диаметр подшипника по центрам тел качения,диаметр шариков;ж - угол контакта,фиксации значения частоты вращенияротора и, , при котором происходит скачкообразное уменьшение амплитуды выделенной составляющей, ина оценке величины дисбаланса изусловия равенства центробежной силыот дисбаланса и веса ротора 2 .Недостатком такого способа является невысокая точность определения частоты вращения ротора, прикоторой наступает момент равенствацентробежной силы от дисбалансаротора и веса ротора.Цель изобретения - повышениеточности контроля.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу контролядисбаланса ротора электродвигателя,установленного на шарикоподшипниках,основанному на непрерывном измерении частоты вращения ротора сд впроцессе ее плавного увеличения, измерении тока двигателя, непрерыв. ном выделении из него составляющейс частотой где- число шариков подшипника с диаметром П по центрам тел качения;- диаметр шарика,и, - угол контактафиксации значения частоты вращенияротора Ы, при котором происходитскачкообразное уменьшение амплитуды выделенной составляющей, и наоценке величины дисбаланса,из условия равенства центробежной силы отдисбаланса и веса ротора, послеувеличения частоты вращения ротораее плавно уменьшают, при этом непрерывно выделяют составляющуюспектра пульсаций тока с частотой фиксируют значение частоты враше.ния ротора Ув момент скачкообразного уменьшения амплитуды составляющей тока с частотой Мь а для оценки величины дисбаланса в качествечастоты вращения ротора используют )О среднее значение частот и, и и 2,При увеличении частоты вращения, ротора электрической машины сменарежимов движения ротора в шарикоподшипниках (из качательного дви жения ротор переходит в режим обкатывания всех шариков) происходитне при точном равенстве центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, а при незначительном превышениицентробежной силы над весом ротора,поэтому искомая частота вращения ротора будет несколько завышена где (, - частота вращения ротора при которой происходит смена режимов движения ротора во время плавного увеличения его частоты вращения,Ур - частота вращения ротора, при которой центробежная сила от дисбаланса равна весу ротора,ЬИ - методическая ошибка определения ир при увеличении частоты вращения ротора.Это происходит вследствие инерционности механической системы. По той же самой причине смена режимов движения ротора в шарикоподшипниках при плавном уменьшении частоты вращения ротора происходит не при точном равенстве центробежной силы от дисбаланса и веса ротора, а при некотором отличии, т.е. Г с Р, где Р - центробежная сила от дисбаланса, Р - вес ротора.Тогда измеренная в этом случае частота вращения ротора будет несколько меньше искомой где и - частота вращения ротора,при которой происходит смена режимов движения ротора во время плавного уменьшения первой;Ьи - методическая ошибка опреде 2ления Ы при уменьшении частоты вращения ротора,Найдем теперь среднее значениедвух частот вращения ротора, измеренных при плавном увеличении иуменьшении частоты вращения во время смены режимов движения ротора., 3)Р РИз сравнения соотношенийЦ и 3)видно, что,р-ис М, (др т,е, среднеезначение измеренных частотд,поближек искомому значению ир, соответствующему равенству центробежнойсилы от дисбаланса и веса ротора,чем измеренное н прототипе значение частоты вращения ротора Я приплавном увеличении последнеи.На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ.,устройство содержит датчик 1 пульсаций, Режекторный фильтр 2, два избирательных автоматически перестраиваемых фильтра 3 и 4, частотометр 5 и . регистратор б.датчиком 1 пульсаций является сам электродвигатель, а точнее его обмотка, например, якорная. Режекторный Фильтр 2 предназначен для подавления основной гармоники питающего напряжения двигателей переменного тока, а для электродвигателей постоянного тока он не нужен. Избирательные автоматически перестраиваемые фильтры 3 и 4 служат для выделения из спектра пульсаций тока электродвигателя соответственно составляющей с частотой, кратной частоте вращения ротора, и составляющих с шариковыми .частотамици Иа при увеличении и уменьшении частоты вращения ротора соответственно. Поиск и захват избирательными фильтрами информативных составляющих осуществляется вручную, а последующая автоматическая пере,стройка может быть осуществлена включением, например, в работу цепи фаэовой автоподстройки частоты)Частотомер 5 служит для измерения ,частоты обратной составляющей и выдачи информации на регистратор б, который одновременно регистрирует информацию о частоте спектральной составляющей, кратной частоте вращения ротора, и об амплитуде составляющих с частотами вращения шариков ц и Ысоответственно при увеличении и уменьшении частоты вра" щения ротора. Это дает возможность10 15 кратной частоте вращения ротора иоб амплитуде составляющей с частотой вращения шариков Я,а. Фиксируютзначение частоты и,спектральнойсоставляющей, кратной частоте вращения ротора в момент резкого уменьшения амплитуды спектральной составляющей с частотой вращения шариков(йщ .Иэ спектра пульсаций тока электродвигателя непрерывно выделяютсоставляющую с частотой, кратнойчастоте вращения ротораИ, и составляющую с частотой вращения шариков ЗО,Я в процессе плавного уменьшениячастоты вращения электродвигателя,затем измеряют .частоту составляющей,кратной частоте. вращения ротора. 55 65 их долговечность, чтов конечном 35 40 45 50 определять частоты вращения ротора и,и И в моменты резкого уменьшения амплитуд спектральных составляющих с частотами И и Ыц соответственно. При осуществлении способа из спектра пульсаций тока электродвигателя непрерывно вьщеляют составляющую с частотой, кратной частоте вращения ротора и , и составляющую с частотой вращения шариков У,авпроцессе плавного увеличения частоты вращения, электродвигателя. Затемизмеряют частоту составляющей,кратной .частоте вращения ротора, одновременно регистрируют информациюо частоте спектральной составляющей Одновременно регистрируют инФормацию о частоте спектральной составляющей, кратной частоте вращения ротора, и об амплитуде составляющей с частотой вращения шарикОв И , фиксируют значение частоты Я спектральной составляющей кратной частоте вращения ротора в момент резкого уменьшения амплитуды спектральной составляющей с частотой вращения шариков Иы, Искомое значение частоты вращения роторами определяЬт как среднее значение зафиксирован.- ных частот И,и (а, а величину дисбаланса определяют по известной Формуле. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность контроля дисбаланса ротора электродвигателя без применения специального датчика за счет более точ- ного определения частоты вращения рртора, при которой наступает ра венство центробежной силы от дисбаланса и веса ротора..Повьдаение точности контроля дисбаланса обеспечивает более точное определение динамических нагрузок в шарикоподшипниках и тем самым дает воэможность точнее прогнозировать1089527 Составитель В,НиканоровРедактор Н.Безродная Техред М.Гергель Корректор А.Зимокосов Заказ 2928/43- Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дЕлам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауыская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 итоге, позволяет увеличить периодичнасть контроля. В свою очередь,увеличение периодичности контроля обеспечивает сокращение затрат натехническое обслуживание различныхэлектродвигателей.