RU166464U1 - Устройство для определения числа пазов ротора асинхронных двигателей - Google Patents

Abstract

Устройство для определения числа пазов ротора асинхронных двигателей, содержащее датчики напряжения и тока, формирующие сигналы, пропорциональные соответственно напряжению и току одной фазы статора асинхронного двигателя, подключенные последовательно соответственно к первому и второму фильтрам нижних частот, первому и второму аналого-цифровым преобразователям, первому и второму анализатору спектра, первому и второму входам вычислителя пазов ротора; вычислитель частот канонических гармоник, входом и выходом подключенный соответственно к выходу первого анализатора спектра и третьему входу вычислителя пазов ротора, выходом связанного со входом индикатора, отличающийся тем, что дополнительно введен датчик частоты вращения ротора, выходом связанный с четвертым входом вычислителя пазов ротора, причем пятый вход вычислителя пазов ротора выполнен с возможностью подключения к интерфейсу оператора.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для определения числа пазов ротора асинхронных двигателей в системах диагностирования электродвигателей и связанных с ними механических устройств.

Наиболее близким к предложенному решению является метод определения числа пазов ротора (патент США на изобретение US 8131482 В2), в котором получают сигнал трехфазного тока и напряжения статора двигателя, оцифрованный сигнал конвертируется с помощью линейных преобразований в комплексное представление. В процессе получения сигнала комплексное напряжение и ток раскладываются на фундаментальную и остаточную компоненты. Комплексные сигналы тока и напряжения пропускаются через различные фильтры и преобразования, при этом получают необходимые коэффициенты для вычисления скольжения и числа пазов ротора.

Недостатком приведенного решения является большое число математических преобразований и сложность алгоритма, что предъявляет особые требования к вычислительной аппаратуре.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение уровня автоматизации и снижение трудоемкости процесса определения числа пазов ротора асинхронных двигателей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики напряжения и тока, формирующие сигналы, пропорциональные соответственно напряжению и току одной фазы статора асинхронного двигателя, подключенные последовательно соответственно к первому и второму фильтрам нижних частот, первому и второму аналого-цифровым преобразователям, первому и второму анализатору спектра, первому и второму входам вычислителя пазов ротора; вычислитель частот канонических гармоник, входом и выходом подключенный соответственно к выходу первого анализатора спектра и третьему входу вычислителя пазов ротора, выходом связанного со входом индикатора, дополнительно введен датчик частоты вращения ротора, выходом связанный с четвертым входом вычислителя пазов ротора, причем пятый вход вычислителя пазов ротора выполнен с возможностью подключения к интерфейсу оператора.

Структурная схема устройства для определения числа пазов ротора асинхронных двигателей представлена на фиг. 1.

Устройство работает следующим образом. Датчики напряжения и тока 1, 5 формируют сигналы, пропорциональные соответственно току и напряжению одной фазы ротора асинхронного двигателя. Первый и второй фильтры нижних частот 2, 6 (ФНЧ1 и ФНЧ2) выполняют функции антиалайсинговых фильтров, отсекая мешающие высшие гармоники в сигналах, пропорциональных току и напряжению одной фазы статора. Последовательность оцифрованных данных с выходов первого и второго аналого-цифровых преобразователей 3, 7, анализаторы спектра 4, 8, дающие на выходе спектры сигналов напряжения A_u(ƒ) тока A_i(ƒ). Вычислитель канонических гармоник 11 выделяет главную гармонику напряжения ƒ₁. Блок 13 задает известные параметры двигателя - число пар полюсов и номинальную мощность. Введенное значение номинальной мощности используется для выбора коридора поиска пазовых гармоник в блоке 9.

Коридоры поиска частот пазовых гармоник в спектре тока статора вычисляются в боке 9 следующим образом. Существует определенная зависимость количества пазов ротора от мощности двигателя, обусловленная конструкторскими и энергетическими соображениями. Также возможные комбинации чисел пазов ротора зависят от количества полюсов двигателя р. Эта информация используется для выбора диапазона возможного числа пазов ротора R_min, R_max.

Используя измеренную датчиком 12 частоту вращения двигателя n и основную частоту напряжения ƒ₁, полученную в вычислителе канонических гармоник 11, определяется скольжение двигателя:

.

Вычисляется коридор поиска пазовых гармоник по формулам:

,

.

Блок 9 определяет в вычисленном диапазоне пики спектральной характеристики, соответствующие нижней и верхней частоте пазовых гармоник ƒ_{нк_пг} и ƒ_{вк_пг}, с наибольшей амплитудой, которые присутствуют в спектре тока статора, но отсутствуют в спектре напряжения статора, расположенные на частоте 2ƒ₁ друг от друга.

Найденные частоты пазовых гармоник ƒ_{нк_пг} и ƒ_{вк_пг} используются для расчета числа стержней ротора по формуле:

.

Вычисленное значение числа стержней ротора R округляется до ближайшего целого и подается на индикатор 10.

Claims (1)

1. Устройство для определения числа пазов ротора асинхронных двигателей, содержащее датчики напряжения и тока, формирующие сигналы, пропорциональные соответственно напряжению и току одной фазы статора асинхронного двигателя, подключенные последовательно соответственно к первому и второму фильтрам нижних частот, первому и второму аналого-цифровым преобразователям, первому и второму анализатору спектра, первому и второму входам вычислителя пазов ротора; вычислитель частот канонических гармоник, входом и выходом подключенный соответственно к выходу первого анализатора спектра и третьему входу вычислителя пазов ротора, выходом связанного со входом индикатора, отличающийся тем, что дополнительно введен датчик частоты вращения ротора, выходом связанный с четвертым входом вычислителя пазов ротора, причем пятый вход вычислителя пазов ротора выполнен с возможностью подключения к интерфейсу оператора.

   

Images