RU2529596C1 - Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя - Google Patents
Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2529596C1 RU2529596C1 RU2013110594/28A RU2013110594A RU2529596C1 RU 2529596 C1 RU2529596 C1 RU 2529596C1 RU 2013110594/28 A RU2013110594/28 A RU 2013110594/28A RU 2013110594 A RU2013110594 A RU 2013110594A RU 2529596 C1 RU2529596 C1 RU 2529596C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turn
- values
- electric motor
- diagnostics
- motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: диагностирование межвитковых повреждений на ранней стадии развития. Сущность: измеряют амплитуды фазных напряжений на выбеге и периоды колебания этих напряжений. Эти значения сравниваются со значениями, записанными ранее, на исправном электродвигателе. По выходу измеренных величин из допустимого диапазона, обусловленного погрешностью измерений и допустимым отклонением измеряемых параметров, от начальных значений судят о наличии межвитковых повреждений. 5 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя.
Известен способ функциональной диагностики, контролирующий отношения полных сопротивлений обмоток для каждой пары обмоток электродвигателя, т.е. несимметрию обмоток (см. патент РФ №2351048, МПК H02H 7/08, опубл. 27.03.2009).
Недостатком данного способа является низкая чувствительность к межвитковым замыканиям, т.к. они не вызывают ощутимых изменений потребляемых электродвигателем токов.
Известен также способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий, при котором производится вычисление мгновенных значений тока и их сравнение с зарегистрированными значениями при измеренном значении скольжения (см. патент РФ №2297704, МПК H02H 7/08, опубл. 20.04.2007). При расчете используется метод последовательных приближений, расчет ведут до тех пор, пока вычисленный ток не будет, с допустимой погрешностью, близок к измеренному значению, так, последовательно, подбираются значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности (при измеренном значении скольжения) и по ним судят о состоянии электродвигателя.
Недостатком данного способа является сниженная точность из-за отсутствия учета возможного перекоса фаз.
Известен способ диагностики технического состояния электродвигателя по его электрическим параметрам (см. патент РФ №2425391, МПК G01R 31/34, опубл. 27.07.2011). Сущность способа заключается в сравнении спектрограмм потерь мощностей по измеренным параметрам и аналогичных спектрограмм на заведомо исправном двигателе.
Недостатком данного способа является сниженная точность из-за влияния сетевых помех.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ диагностики электродвигателя, взятый за прототип (см. патент РФ №2193270, МПК H02K 15/00, G01R 31/34, опубл. 20.11.2002). Сущность способа заключается в контроле ЭДС, генерируемой электрической машиной при вращении по инерции при отключенном питающем напряжении.
Недостатком данного способа является низкая точность из-за отсутствия учета частоты генерируемой электродвигателем ЭДС.
Техническим результатом изобретения является создание эффективного и простого способа диагностирования технического состояния асинхронных электродвигателей, в том числе и в труднодоступных условиях.
Результат достигается тем, что способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя, включающий измерение ЭДС обмотки электродвигателя при вращении вала по инерции после отключения питающего напряжения, отличается тем, что дополнительно измеряют частоту колебаний ЭДС, сравнивают эти значения со значениями, измеренными на исправном электродвигателе, и по результатам сравнения делают вывод о наличии межвитковых замыканий.
Сущность способа в том, что в определенные моменты, после начала выбега электродвигателя, на его выводах измеряют амплитудные значения затухающих колебаний напряжения, а также текущие значения периода, далее эти значения сравниваются со значениями, зарегистрированными на заведомо исправном электродвигателе. При разнице в значениях выше допустимого уровня формируется сигнал о наличии межвиткового замыкания и его масштаба в зависимости от того, насколько превышен порог. Осциллограмма на фиг.2 показывает переходной процесс выбега электродвигателя при повреждении 20% обмотки, на фиг.3 - 40% обмотки. Анализ процессов на выбеге производят по значениям, отображенным на диаграммах: фиг.4 - зависимости амплитуды фазного напряжения одной обмотки асинхронного электродвигателя от времени с начала выбега, фиг.5 - изменение периода напряжения (пересчитан на частоту) в зависимости от масштаба повреждения обмотки.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ.
Устройство содержит сеть трехфазного напряжения 220/380 - 1, контактор - 2, три датчика напряжения - 3, асинхронный электродвигатель - 4, микроконтроллер - 5, кнопочную клавиатуру - 6, преобразователь напряжения - 7, дисплей - 8.
Асинхронный электродвигатель 4 питается от сети трехфазного напряжения 1, подключение электродвигателя к сети обеспечивается контактором 2, после которого на линию питания двигателя подключаются три датчика напряжения 3, дополнительно от сети 1 питаются микроконтроллер 5 и дисплей 8 через преобразователь напряжения 7, микроконтроллер 5 в свою очередь принимает данные с кнопочной клавиатуры ввода данных 6, с датчиков напряжения 3 и осуществляет двустороннюю, сигнально-блокировочную связь с контактором, а также выводит данные на дисплей 8.
Устройство работает следующим образом.
Перед запуском устройства с помощью кнопочной клавиатуры 6 вводят в микроконтроллер 5 уставки числа регистрируемых замеров напряжения и диапазона допустимого отклонения фазного напряжения.
При работе электродвигателя 4 устройство работает в режиме ожидания. При отключении электродвигателя 4 контактором 2 от источника питания 1 размыкается дополнительный контакт контактора, этот сигнал принимает микроконтроллер 5 по сигнально-блокировочной связи, с этого момента микроконтроллер 5 начинает отсчет времени и в моменты прохождения фазного напряжения через максимум (что определяется путем постоянных измерений напряжения аналого-цифровым преобразователем микроконтроллера 5 и сравнения с предыдущими значениями), микроконтроллер 5 регистрирует значения напряжения, полученные от блока датчиков напряжения 3, а также регистрирует время от начала предыдущего максимума (интервал времени между максимумами считается текущим значением периода - колебаний). Число замеров максимумов напряжения диктуется точностью, достаточной для сравнения со значениями, записанными на заранее исправном электродвигателе. После регистрации заданного числа значений микроконтроллер 5 производит сравнение измеренных напряжений и текущих периодов с показателями исправного электродвигателя. По отклонению модуля разности измеренных величин напряжения и периодов колебаний от допустимого диапазона, введенного до начала работы устройства, пользователь принимает решение о проведении профилактических работ по ограничению или ликвидации причин развития межвитковых повреждений. В случае выхода модуля разности измеренных величин из заданного диапазона микроконтроллер 5 по сигнально-блокировочной связи блокирует включение контактора, размыкая цепь питания катушки контактора, и выводит на дисплей 8 сообщение о блокировке.
Предложенный способ позволяет выявлять межвитковые замыкания, при этом на результат диагностики не влияют сетевые помехи и искажения, т.к. все замеры производятся на электродвигателе, отключенном от сети (источника помех) и вращающемся по инерции. Способ позволяет также диагностировать труднодоступные электродвигатели без их демонтажа, т.к. для диагностики достаточно иметь доступ к выводам электродвигателя, которые располагаются вместе с коммутационной аппаратурой в распределительном щите.
Claims (1)
- Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя, включающий измерение ЭДС обмотки электродвигателя при вращении вала по инерции после отключения питающего напряжения, отличающийся тем, что дополнительно измеряют частоту колебаний ЭДС, сравнивают эти значения со значениями, измеренными на исправном электродвигателе, и по результатам сравнения делают вывод о наличии межвитковых замыканий.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013110594/28A RU2529596C1 (ru) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013110594/28A RU2529596C1 (ru) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013110594A RU2013110594A (ru) | 2014-09-20 |
RU2529596C1 true RU2529596C1 (ru) | 2014-09-27 |
Family
ID=51583351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013110594/28A RU2529596C1 (ru) | 2013-03-11 | 2013-03-11 | Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2529596C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589762C1 (ru) * | 2015-05-29 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра |
RU2650082C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1721552A1 (ru) * | 1989-07-06 | 1992-03-23 | Научно-исследовательский институт точного машиностроения | Способ контрол качества обмотки полого ротора и устройство дл его осуществлени |
RU2192649C2 (ru) * | 2000-11-30 | 2002-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Электросила" | Способ диагностики и контроля витковых замыканий в роторе синхронной машины |
RU2193270C2 (ru) * | 2000-03-28 | 2002-11-20 | Григоренко Дмитрий Владимирович | Способ диагностирования электрической машины |
CN101694508A (zh) * | 2009-10-14 | 2010-04-14 | 华北电力大学(保定) | 一种基于低次谐波轴电压信号的电机转子典型故障诊断方法 |
US20110029271A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Method of inspecting motor condition and device for inspecting motor characteristics |
-
2013
- 2013-03-11 RU RU2013110594/28A patent/RU2529596C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1721552A1 (ru) * | 1989-07-06 | 1992-03-23 | Научно-исследовательский институт точного машиностроения | Способ контрол качества обмотки полого ротора и устройство дл его осуществлени |
RU2193270C2 (ru) * | 2000-03-28 | 2002-11-20 | Григоренко Дмитрий Владимирович | Способ диагностирования электрической машины |
RU2192649C2 (ru) * | 2000-11-30 | 2002-11-10 | Акционерное общество открытого типа "Электросила" | Способ диагностики и контроля витковых замыканий в роторе синхронной машины |
US20110029271A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Method of inspecting motor condition and device for inspecting motor characteristics |
CN101694508A (zh) * | 2009-10-14 | 2010-04-14 | 华北电力大学(保定) | 一种基于低次谐波轴电压信号的电机转子典型故障诊断方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589762C1 (ru) * | 2015-05-29 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ) | Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя с функцией мегомметра |
RU2650082C1 (ru) * | 2017-04-06 | 2018-04-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микропроцессорное устройство диагностики межвитковой изоляции электродвигателя по ЭДС самоиндукции с функцией мегомметра |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013110594A (ru) | 2014-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8396677B2 (en) | Method for monitoring the shaft current and/or the insulation of the shaft of electric machines and device for performing the method | |
Yun et al. | Detection and classification of stator turn faults and high-resistance electrical connections for induction machines | |
US10408879B2 (en) | Method and apparatus for diagnosing a fault condition in an electric machine | |
Irhoumah et al. | Detection of the stator winding inter-turn faults in asynchronous and synchronous machines through the correlation between harmonics of the voltage of two magnetic flux sensors | |
EP2565659B1 (en) | Fault detection system for a generator | |
US7042229B2 (en) | System and method for on line monitoring of insulation condition for DC machines | |
Zhang et al. | A remote and sensorless stator winding resistance estimation method for thermal protection of soft-starter-connected induction machines | |
RU2014103627A (ru) | Система, компьютерный программный продукт и способ обнаружения внутренних неисправностей обмотки синхронного генератора | |
KR101169797B1 (ko) | 3상 유도전동기의 고정자 권선 고장 진단시스템 | |
US20170102425A1 (en) | Method and apparatus for identifying the winding short of bar wound electric machine at standstill condition | |
CN102721903A (zh) | 发电机转子绕组匝间绝缘故障的检测装置及检测方法 | |
WO2014067742A1 (en) | A method for detecting a fault condition in an electrical machine | |
CN113228442A (zh) | 用于确定发电机布置中的短路故障的位置的方法、发电机布置、风力涡轮机、计算机程序和电可读介质 | |
EP2772770B1 (en) | Rotor earth fault protection for an electrical variable speed doubly fed induction machine | |
WO2013136098A1 (en) | Method for rotor winding damage detection in rotating alternating machines by differential measurement of magnetic field by using two measuring coils | |
Gyftakis et al. | Reliable detection of very low severity level stator inter-turn faults in induction motors | |
Melero et al. | Study of an induction motor working under stator winding inter-turn short circuit condition | |
RU2351048C1 (ru) | Способ функциональной диагностики асинхронных электродвигателей | |
RU2529596C1 (ru) | Способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя | |
Hu et al. | PWM ripple currents based turn fault detection for multiphase permanent magnet machines | |
Blanquez et al. | New fault-resistance estimation algorithm for rotor-winding ground-fault online location in synchronous machines with static excitation | |
CN105259483B (zh) | 一种发电机转子绕组对铁芯和轴系的绝缘测量方法 | |
RU2537744C1 (ru) | Способ диагностирования изоляции обмоток статора асинхронного электродвигателя | |
US9075099B2 (en) | Method for adaptation of ground fault detection | |
RU2650821C1 (ru) | Способ обнаружения обрывов стержней короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных электродвигателей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180312 |