RU2727386C1 - Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей - Google Patents
Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727386C1 RU2727386C1 RU2019134080A RU2019134080A RU2727386C1 RU 2727386 C1 RU2727386 C1 RU 2727386C1 RU 2019134080 A RU2019134080 A RU 2019134080A RU 2019134080 A RU2019134080 A RU 2019134080A RU 2727386 C1 RU2727386 C1 RU 2727386C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- diagnostics
- sensors
- outputs
- electric motor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области диагностики электрооборудования и позволяет производить оценку технического состояния и остаточного ресурса электродвигателя и сопряженного с ним механического оборудования путем регистрации мгновенных значений вибраций, шума, температуры посредством датчиков с последующей диагностикой и прогнозированием технического состояния и оценкой остаточного ресурса электродвигателя, реализованной программно с беспроводной передачей диагностических данных на сервер, при этом с установкой устройства на корпус электродвигателя и обеспечением автономности его питания. Устройство диагностирования и оценки остаточного ресурса электродвигателей включает блок функциональной диагностики, блок расчета остаточного ресурса, датчики температуры и датчики вибрации, выходы которых подключены к блоку функциональной диагностики. Устройство дополнительно содержит не менее двух датчиков шума, выходы которых соединены со входами блока функциональной диагностики и блока прогнозирования, выходы которых подключены к входу блоку расчета остаточного ресурса, выход которого соединен со входом передатчика, который соединен по беспроводному каналу связи с сервером и через него с мобильным устройством. Техническим результатом является повышение технологической совместимости системы диагностики за счет возможности производить диагностику электромеханических систем и обеспечение сбора информации о фактическом состоянии электродвигателя и сопряженного с ним механического оборудования, хранения и обработки статистической информации на сервере при минимальной элементной базе и отсутствии силовых и коммуникационных проводов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области диагностики электрооборудования и позволяет производить оценку технического состояния и остаточного ресурса электродвигателя и сопряженного с ним механического оборудования, путем регистрации мгновенных значений вибраций, шума, температуры посредствам датчиков с последующей диагностикой и прогнозированием технического состояния и оценкой остаточного ресурса электродвигателя реализованной программно с беспроводной передачей диагностических данных на сервер при этом с установкой устройства на корпус электродвигателя и обеспечением автономности его питания.
Известно устройство диагностики технического состояния силового электрооборудования (патент РФ №2532762 опубл. 10.11.2014), состоящее из датчиков тока и напряжения, с помощью которых производится запись зависимостей от времени напряжения и тока, потребляемых электродвигателем, так же включающее обработку сигналов с использованием фильтра низких частот и с последующей программной обработкой полученных сигналов для диагностики технического состояния и оценки остаточного ресурса.
Недостатком данного устройства является сложность и отсутствие автономности схемы подключения и питания датчиков и аналогово-цифрового преобразователя.
Известно устройство диагностики электродвигателей переменного тока (патент РФ №2339049 опубл. 20.11.2008.), состоящее из датчиков тока и напряжения, имеющих линейную амплитудно-частотную характеристику с допустимым отклонением от линейности не более ±3 дБ, с помощью которых производят в трех фазах запись зависимостей от времени напряжения и тока, потребляемых электродвигателем; аналого-цифрового преобразователя, с помощью которого полученные сигналы преобразуют из аналоговой в цифровую форму, и формируют с помощью вычислительных средств спектры модуля вектора Парка тока и модуля вектора Парка напряжения.
Недостатками указанного устройства является то, что он не учитывает переменный характер нагрузки электродвигателя, оказывающий влияние на амплитуду обобщенного вектора тока, полигармонический состав питающего напряжения, наблюдаемый при питании электродвигателя от статического силового преобразователя. Также данный способ практически не применим для регулируемого электропривода, так как не учитывает изменение режимов при регулировании выходной координаты (положения, скорости, момента) электропривода.
Известно устройство диагностики механизмов и систем с электрическим приводом (патент РФ №2431152 опубл. 10.10.2011.), включающее запись значений фазных токов и напряжений электродвигателя в течение заданного интервала времени и с заданной периодичностью, измерение амплитуды и фазы гармонических составляющих, фильтрацию гармонических составляющих, преобразование полученного сигнала из аналоговой в цифровую форму, идентификацию технического состояния и прогнозирования ресурса безаварийной работы диагностируемого объекта по совокупности параметров гармонических составляющих фазных токов и напряжений, генерируемых электродвигателем, и динамики их изменения.
Недостатками устройства является то, что при определении остаточного ресурса анализируются только гармонические составляющие напряжения, генерируемые только двигателем электропривода, а составляющие, генерируемые сетью питающего напряжения, отфильтровываются и не рассматриваются. Однако значительные искажения питающего напряжения, которые имеют нерегулярный характер, обусловленный изменением режима работы двигателя, непостоянством нагрузки, наличием статических преобразователей, а также характеристиками питающей сети, негативно сказываются на изоляции диагностируемого оборудования, вызывая ее преждевременное старение, что, в свою очередь, может привести к пробою изоляции и выходу из строя оборудования.
Известно устройство диагностики электродвигателей переменного тока и связанного с ними механического оборудования (патент РФ №90199 опубл. 27.12.2009), состоящее из корпуса с внешними разъемами для датчиков измерения вибрации, излучаемой электродвигателем по трем осям, и размещенными внутри корпуса измерительным блоком с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и персональным компьютером, причем корпус устройства выполнен герметичным, а аналого-цифровой преобразователь соединен с выходами датчиков через мультиплексор.
Недостатками устройства является ограниченное количество измеряемых параметров, что снижает точность процесса диагностирования.
Известно устройство диагностирования и оценки технического состояния мехатронных приводов (патент РФ №2578044 опубл. 20.03.2016.) принятое за прототип, которое содержит мехатронный модуль, включающий в себя узел точной механики с подключенными к нему электрическим двигателем и блоком управления. При этом устройство дополнительно содержит датчики сопротивления и силы тока, входы которых подключены к обмоткам электрического двигателя, а также датчики вибрации и температуры, установленные в корпусе мехатронного модуля. Выход датчика сопротивления подключен к блоку тестовой диагностики, а выходы датчиков силы тока, вибрации и температуры подключены к блоку расчета тренда и блоку функциональной диагностики. Выходы упомянутых блоков подключены к блоку расчета остаточного ресурса, выход которого подключен к блоку индикации. Блок расчета остаточного ресурса может быть выполнен на основе микропроцессорной системы, а блок индикации - на основе матричного LCD-индикатора.
Недостатками данного устройства является отсутствие средств записи и хранения статистических данных по результатам диагностики, что снижает точность прогноза относительно срока службы диагностируемого объекта.
Техническим результатом является повышение технологической совместимости системы диагностики за счет возможности производить диагностику электромеханических систем и обеспечение сбора информации о фактическом состоянии электродвигателя и сопряженного с ним механического оборудования, хранения и обработки статистической информации на сервере при минимальной элементной базе и отсутствия силовых и коммуникационных проводов.
Технический результат достигается тем, что блок обработки информации состоит из блока функциональной диагностики, блока прогнозирования, блока расчета остаточного ресурса и не менее двух дополнительных датчиков шума выходы которых соединены с входами блока функциональной диагностики и блока прогнозирования, выходы которых подключены к входу блоку расчета остаточного ресурса, выход которого соединен со входом передатчика, что соединен по беспроводному каналу связи с сервером и через него с мобильным устройством, блока системы связи, который включает в себя сервер и мобильное устройство, при этом блок обработки информации подключен к блоку системы подачи электроэнергии, через соединительный разъем под кабель питания от аккумуляторной батареи или блока автономного питания, блок обработки информации, блок системы подачи электроэнергии и блок системы связи установлены в корпусе выполненном в форме прямоугольника, который закреплен на электродвигателе при помощи элементов крепления.
Устройство диагностики электродвигателей и передаточных устройств поясняется следующей фигурой: фиг. 1 - общая схема устройства, где:
1 - датчики температуры;
2 - датчики шума;
3 - датчики вибрации;
4 - блок прогнозирования;
5 - блок функциональной диагностики;
6 - блок расчета остаточного ресурса;
7 - блок обработки информации;
8 - аккумуляторная батарея;
9 - соединительный разъем под кабель питания;
10 - блок автономного питания;
11 - блок системы подачи электроэнергии;
12 - передатчик;
13 - сервер;
14 - мобильное устройство;
15 - блок система связи;
16 - корпус;
17 - элемент крепления.
Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей и передаточных устройств (фиг. 1) содержит блок обработки информации 7, состоящий не менее чем двух датчиков температуры 1, датчиков шума 2 и датчиков вибрации 3, подключенных параллельно к блоку функциональной диагностики 5 и блоку прогнозирования 4, а соответственно выходы блоков прогнозирования 4 и функциональной диагностики 5 подключены к блоку расчета остаточного ресурса 6. Блок системы связи 15 включающий передатчик 12, вход которого соединен с выходом блока расчета остаточного ресурса 6, передатчик 12 подключен по беспроводному каналу к серверу 13 и через него с мобильным устройством 14. Блок обработки информации 7 подключен к блоку системы подачи электроэнергии 11, через соединительный разъем под кабель питания 9 от аккумуляторной батареи 8 или блока автономного питания 10.
Блок обработки информации 7, блок системы подачи электроэнергии 11 и блок системы связи 15 установлены в корпусе 16, который выполнен в форме прямоугольника. Корпус 16 закреплен на электродвигателе при помощи элементов крепления 17.
Устройство работает следующим образом. При помощи датчиков температуры 1, датчиков шума 2 и датчиков вибрации 3 измеряются температура и вибрации на корпусе и шумовой эффект работы электродвигателя. На основе данных, полученных от датчиков температуры 1, датчиков шума 2 и датчиков вибрации 3 блок функциональной диагностики 5 определяет фактическое техническое состояние объекта, а блок прогнозирования 4 рассчитывает ожидаемое изменение измеряемых параметров, а затем блок расчета остаточного ресурса 6 производит на основании данных поступивших из блока прогнозирования 4 и блока функциональной диагностики 5 расчет ожидаемого срока службы объекта диагностирования. Блок обработки информации 7, который передает по средствам блока системы связи 15 данные на сервер 13, а через него на мобильное устройство 14 при помощи передатчика 12. Электропитание осуществляется от блока системы подачи электроэнергии 11, через разъем под кабель питания 9, который передает электроэнергиюот аккумуляторной батареи 8 или от блока автономного питания 10.
Таким образом обеспечивается повышение технологической совместимости системы диагностики за счет возможности производить диагностику, как электродвигателя, так и механических систем, а также за счет универсальности блока питания устройства и передатчика исключить коммуникационные и силовые кабели, что позволит сбор информации о фактическом состоянии электродвигателя и сопряженного с ним механического оборудования, хранение и обработку статистической информации на сервере при минимальном элементной базе, но при этом обеспечить высокую точность диагностики и оценки остаточного ресурса.
Claims (1)
- Устройство диагностирования и оценки остаточного ресурса электродвигателей и передаточных устройств, включающее блок функциональной диагностики, блок расчета остаточного ресурса, датчики температуры и датчики вибрации, выходы которых подключены к блоку функциональной диагностики, отличающееся тем, что блок обработки информации состоит из блока функциональной диагностики, блока прогнозирования, блока расчета остаточного ресурса и не менее двух дополнительных датчиков шума, выходы которых соединены с входами блока функциональной диагностики и блока прогнозирования, выходы которых подключены к входу блоку расчета остаточного ресурса, выход которого соединен со входом передатчика, который соединен по беспроводному каналу связи с сервером и через него с мобильным устройством, блока системы связи, который включает в себя сервер и мобильное устройство, при этом блок обработки информации подключен к блоку системы подачи электроэнергии через соединительный разъем под кабель питания от аккумуляторной батареи или блока автономного питания, блок обработки информации, блок системы подачи электроэнергии и блок системы связи установлены в корпусе, выполненном в форме прямоугольника, который закреплен на электродвигателе при помощи элементов крепления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134080A RU2727386C1 (ru) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019134080A RU2727386C1 (ru) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2727386C1 true RU2727386C1 (ru) | 2020-07-21 |
Family
ID=71741290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019134080A RU2727386C1 (ru) | 2019-10-23 | 2019-10-23 | Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2727386C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114089186A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-25 | 国网福建省电力有限公司检修分公司 | 一种电机状态检测分析预警方法及设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297742B1 (en) * | 1996-08-22 | 2001-10-02 | Csi Technology, Inc. | Machine monitor with status indicator |
| RU111684U1 (ru) * | 2011-07-19 | 2011-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Автоматизированная система контроля технического состояния электродвигателя |
| RU2578044C1 (ru) * | 2014-11-14 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Устройство диагностирования и оценки технического состояния мехатронных приводов |
| RU2626231C1 (ru) * | 2016-11-10 | 2017-07-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ диагностики технического состояния и оценки остаточного ресурса электромеханического агрегата с асинхронным двигателем |
| RU193341U1 (ru) * | 2019-02-04 | 2019-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова) | Система управления и диагностики электродвигателя |
-
2019
- 2019-10-23 RU RU2019134080A patent/RU2727386C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297742B1 (en) * | 1996-08-22 | 2001-10-02 | Csi Technology, Inc. | Machine monitor with status indicator |
| RU111684U1 (ru) * | 2011-07-19 | 2011-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (КГЭУ) | Автоматизированная система контроля технического состояния электродвигателя |
| RU2578044C1 (ru) * | 2014-11-14 | 2016-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Устройство диагностирования и оценки технического состояния мехатронных приводов |
| RU2626231C1 (ru) * | 2016-11-10 | 2017-07-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ диагностики технического состояния и оценки остаточного ресурса электромеханического агрегата с асинхронным двигателем |
| RU193341U1 (ru) * | 2019-02-04 | 2019-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова) | Система управления и диагностики электродвигателя |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114089186A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-02-25 | 国网福建省电力有限公司检修分公司 | 一种电机状态检测分析预警方法及设备 |
| CN114089186B (zh) * | 2021-11-10 | 2024-06-04 | 国网福建省电力有限公司检修分公司 | 一种电机状态检测分析预警方法及设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108226777B (zh) | 状态监测装置以及用于监测电机的方法 | |
| KR102046008B1 (ko) | 배터리 모듈을 위한 외부 진단기 및 모듈 상태 변경 장치 | |
| EP2702374B1 (en) | Method for monitoring demagnetization | |
| CN105352588B (zh) | 一种无刷直流电机振动检测***的设计方法 | |
| KR101846195B1 (ko) | 모터 상태 모니터링 시스템 및 그 방법 | |
| US20110106280A1 (en) | Automated battery scanning, repair, and optimization | |
| US11171588B2 (en) | Method for monitoring the operation of an electrical rotating machine | |
| US8310120B2 (en) | System and method for monitoring health of electrical machines | |
| KR102427372B1 (ko) | 이상 진단 장치, 이상 진단 방법 및 이상 진단 시스템 | |
| RU2727386C1 (ru) | Устройство диагностики и оценки остаточного ресурса электродвигателей | |
| JP2019020278A (ja) | 回転機システムの診断装置、電力変換装置、回転機システム、および回転機システムの診断方法 | |
| US20130187389A1 (en) | Method for predictive monitoring of switch contactors and system therefor | |
| KR102133385B1 (ko) | 유도전동기 실시간 진단 서비스를 제공하는 인공지능장치 및 그 동작방법 | |
| EP2936186A2 (en) | Multi-phase power meter configured for monitoring generator battery voltage | |
| JP2007523414A (ja) | 機械における摩耗を検出するための方法 | |
| CN105372537B (zh) | 基于Labview/PDA的变频器智能测试平台 | |
| CN110749810A (zh) | 一种调相机绝缘故障预测方法及*** | |
| RU2283501C1 (ru) | Устройство для оценки и прогнозирования технического состояния изоляции обмоток электродвигателя | |
| CN117783754A (zh) | 一种直流充电桩监测装置及方法 | |
| KR20190044232A (ko) | 음향신호를 이용한 속도제어용 전력변환장치 유/무선 고장 진단 장치 및 방법 | |
| RU147268U1 (ru) | Устройство дистанционной диагностики асинхронных электродвигателей | |
| CN111398812A (zh) | 电机载波频率标定***、方法和装置 | |
| CN111856268A (zh) | 基于谐波法的电动机和发电机故障诊断*** | |
| RU181087U1 (ru) | Устройство диагностики двигателей переменного тока с преобразователем частоты | |
| RU108854U1 (ru) | Стенд проверки преобразователей частоты и числа фаз |