Устройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя

(71) Донецкий политут и Институт эле У 17 хнический инстродинамики есса зат ндиа ия нач ог ес 19. ата катором 20 кий сигнал Применение ции двигат рийный вых теграторри эксплу ащает их 4 ил а выходе истройстваей предотв ав зстоя,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБР СКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСВЕННОГО КОНТРОЛЯ НЕРАВНОИЕРНОСТИ ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора. Цельизобретения - повьпнение точности контроляУстройство содержит регулируемый источник постоянного тока 1, подключенный через коммутатор 2, безындукционный шунт 3 и регулируемоебезындукционное сопротивление (РБС) 4к обмоткам асинхронного двигателя 5. С помощью сумматора 9, двухпорогового компаратора 10, реле 4 и следящего регулятора 12 выполняются операции по изменению значения РБС длякомпенсации температурных измененийконтура затухания тока по сравнениюс базовым измерением, Выход на определенную величину магнитной проницаемости основного пути магнитногопотока двигателя осуществляется спомощью делителя напряжений 8,реле 11,13, триггера 15 и одновибраторов 14,17, которые позволяют устанавливатьна выходе регулируемого источникапостоянного тока 1 значение тока предварительного подмагничивания и начального тока. Затухание последнегов контуре, образуемом безындукционным шунтом 3, РБС 4 и обмотками двигателя, происходит при замыканииконтакта коммутатора 2, После окончания интегрирования во времени пр измеряется диагност1 13Изобретение относится к электротехнике, преимущественно промышленной электроэнергетике, и может, быть использовано для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей.Цель изобретения - повышение точности контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя еНа фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - электрические связи коммутатора, безындукционного шунта, регулируемо.го безындукционного сопротивления, четырех реле, делителя напряжЕния и регулируемого источника тока; на фиг. 3 - схема электрических соединений трех одновибраторов и триггера; на фиг, 4 - временная диаграмма работы элементов устройстваУстройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя состоит из регулируемого источника 1 постоянного тока, связанного с первой парой замыкающих контактов коммутатора 2, вторая пара замыкающих контактов которого подключена параллельно первой через диод, при этом выход источника 1 постоянного тока, имеющий положительный потенциал, подключен к аноду диода, Источник 1 тока через последовательно включенные безындукционный измерительный шунт 3 и безындукционное регулируемое сопротивление 4 питает обмотки статора контролируемого двигателя 5, Параллельно безындукционному измерительному шунту 3 и регулируемому безындукционному сопротивлению 4 подключена пара замыкающих контактов второго реле 6Устройство содержит также источ-. ник 7 опорного напряжения, выход которого подключен к входу делителя 8 напряжений, сумматор 9 напряжения, входы которого подключены к второй замыкающей паре коммутатора и перво-. му выходу делителя напряжений, двух- пороговый компаратор 10, вход которого подключен к выходу сумматора 9, а выход - к входу четвертого реле 11, первый выход последнего соединен с входом коммутатора 2, следящий регулятор 12, первый вход которого соединен с вторым выходом четвертого реле 11, второй - с выходом сумматора 9, а выход подключен к входу ре 08957 ггулируемого безындукционного сопротивления 4, третье реле 13, подключающее на вход управления регулируемого источника 1 тока второй илитретий выходы делителя 8 напряжения,первый одновибратор 14, вход запускакоторого и первый выход соответственно связаны с входами БЕТ триггера15 и управления реле 6, а второй вы 10 ход подключен к входу стробированиятриггера 15, при этом информационныйвходтриггера подключен к низкомууровню напряжения, соответствующегонулевому сигналу, второй одновибра 15 тор 16, вход которого подключен квторому выходу первого одновибратора 14, выход соединен с входом третьего одновибратора 17, а выход последнего связан с входом управления вто 20 рого реле 13,В состав устройства также входятчетвертое реле 18, вход которого подключен к выходу триггера 15, а выходсоединен с входом блокировки следя 25 щего регулятора 12 параллельно блокирующим контактами четвертого реле11, интегратор 19, вход которого через нормально разомкнутый контакткоммутатора 2 подключен к измерительЗО ной клемме безындукционного измерительного шунта 3, а выход соединенс входом индикатора 20. Коммутатор2 выполнен в виде реле с тремя парами замыкающих контактов 21, Между35 первой и второй парой замыкающих контактов 21 коммутатора 2 включен диод 22.Измерительный безындукционныйшунт 3 (75 мВ, 1 А) и регулируемое40 безындукционное сопротивление 4(1 Ом, 1 А) выполнены из константана.Второе реле 6 содержит катушку 23реле, два параллельно включенных замыкающих контакта 24 которого допус 45 кают коммутацию тока до 40 А. Реле6 управляется ключом, выполненнымна транзисторах 25 (транзисторы,например, типа КТ 3102) и резисторе 26.50 В качестве индикатора 20 используется вольтметр магнитоэлектрической системы класса точности 0,5,имеющий шкалу, проградуировацную ввольтах и единицах оценки неравномер 5 ности воздушного зазора. На входеустройства включены конденсатор 27и резистор 28,Обозначены также замыкающий контакт 29 четвертого реле 18, потен 3 1308циометры 30-33 делителя напряжений8, кнопка пуска с замыкающим 34 иразмыкающим 35 контактами, замыкающий контакт 36 третьего реле 13,замыкающий контакт 37 и катушка 38первого реле 11, катушка 39 коммута 5тора 2 (фиг. 2),Устройство для косвенного контролянеравномерности воздушного зазораасинхронных двигателей работает следующим образом,При включении питания устройстванизкий уровень напряжения на входеустройства при заряде конденсатора27 через резистор 28 (фиг. 3) обеспечивает установку устройства в исходное состояние, характеризующееся высоким уровнем напряжения на выходетриггера 15. Выход последнего подключен к входу третьего реле 18 ивызывает его срабатывание. Включаясь,третье реле 18 блокирует своими замыкающими контактами 29 работу следящего регулятора 12При этом второереле 13 находится в обесточенном состоянии и подключает средний выводпотенциометра 31 делителя напряжений8 к входу управления регулируемогоисточника 1 тока, вызывая появлениена его выходе значение тока заданнойвеличины.Включается тгрмостат, стабилизирующий температуру безындукционногошунта 3 на заданном рабочем уровне,например 60 С . Затем с помощью ручекпотенциометров 30-33 делителя напряжений 8, снабженных лимбами с градуировкой и вынесенных на переднююпанель устройства, устанавливаютзначения опорных напряжений. С помощьюпотенциометра 30 .(фиг. 2) устанавливается значение падения напряжения на замыкающей паре контактов 21коммутатора 2, соответствующегоусловия проведения базовых измерений. 45Регулируя потенциометр 31, устанавливают значение начального тока в обмоткахделителя 5. Врезая ручку потенциометра 33, задают величину уставки, соответствующей значению тока предварительного подмагничивания в обмотках статора двигателя 5 при перемагничивании железа магнитопровода.Запуск устройства осуществляетсяподачей на Вход пуска инверсного импульса положительной полярности, например, от кнопки 34 (фиг. 3), закорачивающей вход первого одновибратора 14 на массу. Нулевой уровень 957 4напряжения на входе устройства вызывает установку триггера 15 в единичное состояние, которому соответствует высокий уровень напряжения на его выходе, Последнее, поступая на вход четвертого реле 18, вызывает его включение, Замыкающая пара контактов 29 четвертого реле 18, замыкаясь, блокирует работу следящего регулятора 12. При переходе напряжения на входе первого одновибратора 14 из низкого уровня в высокий на его первом выходе появляется высокий уровень напряжения Б на время С -С (например, 15 с), достаточное для проведения операции перемагничивания железа магнитопровода (фиг. 4)Высокий уровень напряжения на выходе первого одновибратора 14, подключенного к входу второго реле 6, вызывает срабатывание последнего, Включаясь, реле 6 своими замыкающими контактами 24 (фиг2) закорачивает безындукционный измерительный шунт 3 и безындукционное регулируемое сопротивление 4 П - напряжение на входе реле 6. Одновременно переход напряжения на выходе первого одновибратора 14 вызывает срабатывание второго одновибратора 16. Напряжение Б на выходе последнего переходит в высокий уровень на время достаточное для срабатывания первого реле 6 (фиг. 4, С -С, = ае; де = 100 мс), При переходе напряжения на выходе второго одновибратора .16 в низкий уровень запУскается третий одновибратор 17, формирующий на своем выходе импульс положительной полярности Б,т длительностью с -г., (например 10 с) и вызывает включение второго реле 13. Переключая контакт 36, реле 13 соединяет средний вывод потенциометра 33 (фиг. 2) на вход регулируемого источника 1 тока и вызывает рост значения тока в обмотках статора до уровня, установленного в соответствии с градуировкой потенциометра 33. По окончании импульса на выходе третьего одновибратора 17 третье реле 13 отключается и на вход управления регулируемого источника тока вновь подключается средний вывод потенциометра 31 делителя напряжений 8, в обмотках статора ток снижается до исходного уровня.В момент времени ; (фиг. 4) на втором выходе первого одновибратора 14 напряжение из низкого уровня в5 13089высокий и вызывает переключение триггера 15 (напряжение 11 ) в состояние,характеризующееся низким уровнемнапряжения на выходе, что приводитк отключению четвертого реле 18. Размыкая контакт 29 (фиг. 2), подключенный к входу блокировки следящегорегулятора 12 параллельно замыкающему контакту 37 четвертого реле 11,четвертое реле 18 разрешает работу 10следящего регулятора 12,При этом напряжение на выходе сумматора равно разности между напряжением, установленным потенциометром 30 делителя 8 напряжений и напряжением на второй замыкающей паре контактов 21 коммутатора 2, Напряжениерассогласования поступает на входследящего регулятора 13, который,изменяя величину регулируемого безындукционного сопротивления 6, уменьшает величину напряжения на выходесумматора 9 до нуля.В момент равенства нуля напряжениярассогласования на выходе сумматора 9 25срабатывает двухпороговый компаратор 10 и включает катушку 37 реле 11,Вторая пара замыкающих контактов 37реле 11, замыкаясь, блокирует работуследящего регулятора 12, Таким образом достигается равенство сопротивления контура затухания постоянноготока, включающего.в себя обмотку статора контролируемого двигателя 5,безындукционное регулируемое сопротив ление 4 и безындукционный измерительный шунт 3, при проведении базовыхи контрольных измерений, Величинасопротивления контура затухания постоянного тока определяется величи- л 0ной напряжения на входе сумматора 9,устанавливаемого потенциометром 30делителя 8 напряжений. Первая паразамыкающих контактов 36 реле 11 замыкает цепь питания катушки 39 коммутатора 2 (фиг. 2) и вызывает еговключение. Замыкаясь, второй контакт26 образует контур затухания постоянного тока, а первый контакт 21 подключает измерительный вывод безындукционного шунта 3 на вход интегратора 19. При замыкании первого контакта 26 напряжение на диоде 22 становится меньше величины отпирающегонапряжения, что приводит к его запиранию, В результате предотвращаетсяпротекание тока регулируемого источника 1 тока через второй контакт 21и устраняется подпитка контура изме 57 6ренин падением напряжения на переходном сопротивлении второго контакта 21 током источника 1.По окончании переходного процесса затухания постоянного тока на выходе интегратора 14 устанавливается величина напряжения, которая измеряется с помощью индикатора 20, Величина неравномерности воздушного зазора оценивается по измеренным значениям интеграла переходной функции тока в базовом и контрольных испытаниях для данного типа асинхронного двигателя. Под базовым испытанием понимается измерение величины интеграла переходной функции тока на асинхронном двигателе с равномерным воздушным зазором,Перевод схемы в исходное состояние и повторный запуск устройства осуществляется кратковременным нажатием кнопки "Пуск" (фиг. 3), которая первой замыкающей парой контактов 34 закорачивает емкость обратной связи интегратора 19, второй парой размыкающих контактов 35 разрывает цепь питания катушки 39 коммутатора 2.Использование предлагаемого устройства контроля неравномерности воздушного зазора асинхронных двигателей обеспечивает повышение точности оценки неравномерности воздушного зазора.Устройство может применяться на предприятиях, эксплуатирующих асинхронные двигатели, для профилактического контроля с целью прогнозирования технического состояния и предотвращения аварийного выхода из строя.Формула изобретенияУстройство для косвенного контроля неравномерности воздушного зазора асинхронного двигателя, содержащее регулируемый источник тока, связан-. ный с коммутатором, первая пара замыкающих контактов которого подключена параллельно измерительному безындукционному шунту, соединенному последовательно с регулируемью беэындукционным сопротивлением и предназначенному для подключения к обмотке статора испытуемого двигателя, индикатор, соединенный с выходом интегратора, вход которого через вторую пару замыкающих контактов коммутатоди; ЛЯ алых бЯ. 17 7 1308 ра соединен с измерительными контактами измерительного безындукционного шунта, источник опорного напряжения, сумматор, второй вход которого соединен с первой парой замыкающих кон 5 тактов коммутатора, при этом выход сумматора подключен к входу двухпорогового компаратора и следящего регулятора, выход последнего связан с входом регулируемого безындукцион р ного сопротивления, выход двухпорогового компаратора подключен к выходу первого реле, блокирующего регулятор и подсоединенного к коммутатору и кнопку Пуск о т л и ч а - 15 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, введены делитель напряжения, второе, третье и четвертое реле, триггер и три од-новибратора, при этом второе реле 2 р подключено своими замыкающими контактами к безындукционному измерительному шунту и безындукционному регулируемому сопротивлению, а его вход подсоединен к выходу первого одновибра 957 8тора, вход запуска которого подключен параллельно установочному входу триггера и кнопке Пуск"Ф при этом второй выход первого одновибратора соединен со стробирующим входом триггера, причем информационный вход последнего заземлен, прямой выход триггера соединен с входом четвертого реле, замыкающая пара контактов которого включена параллельно входу следящего регулятора, первый выход первого одновибратора подключен также на вход второго одновибратора, выход которого соединен с входом третьего одновибратора, выход послед- . него подсоединен к входу третьего реле, которое своими переключающими контактами соединено с первым и вторым выходом делителя напряжения и управляющим входом регулируемого источника питания, при этом третий выход делителя соединен с вторым входом сумматора, а вход делителя напряжения соединен с выходом источника опорного напряжения1308957 фиг, Л ПусФ Фиг. 4Составитель В.НиканоровТехред И.Попович орректор А.Обруч ор М.Блана Тираж 731 НИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Иосква, Жказ 1795/3 ПодписноР ого комитета ССС ий и открытий -35, Раушская наб 4 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная