SU1065793A1 - Electric mortor diagnostic device - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ , содержащее датчик коммутационных пульсаций тока , блок формировани  коэффициента усреднени  пульсаций тока, дифференцирукидий блок и индикатор, о т л ич ающе е с  тем, что, с целью упрощени  процесса диагностировани , оно снабжено фильтром нижних частот и усилителем, а датчик коммутационных пульсаций тока выполнен в виде трансформатора с разрезным сердечником , имен дим две вторичные обмотки, причем зажимы одной обмотки соединены с входом усилител , зажимы второй обмотки соединены с выходом усилител , вход фильтра нижних частот соединен с входом блока формирова;ии  коэффициента усреднени  пульса;ций тока и выходом усилител , а вы|ход фильтра нижних частот соединен JC одним из входов дифференцирующего блока. б СП СО соDEVICE FOR DIAGNOSTICATION OF THE ELECTRIC MOTOR, containing a sensor of switching current pulsations, a unit for forming the coefficient of averaging current pulsations, a differentiation unit and an indicator, which is designed to simplify the process of diagnosing, it is equipped with a low-pass filter and an amplifier switching ripple current is made in the form of a split-core transformer, dim two secondary windings, with the terminals of one winding connected to the input of the amplifier, the terminals of the second winding connecting s to the output of low pass filter input coupled to the input of block formirova; ns pulse averaging coefficient; tions and the output current of the amplifier, and you | course a lowpass filter connected JC one input of a differentiating unit. b JV CO

Description

Изобретение относитс  к электрическим машинам и предназначено дл  использовани  в процессе эксплуатации при оценке технического состо ни  электродвигателей, в частности, при диагностировании скольз щего контакта электродвигателей авиационных электромеханизмов. Известно устройство дл  диагности ровани  электродвигателей, содержащее датчик коммутационных пульсаций тока, блок формировани  коэффициента усреднени  пульсаций тока, блок контрол  частоты вращени  и индикатор l Недостатком данного устройства  в л етс  ограниченна  достоверность диагноза и сложность реализации. Известно также устройство контрол  скольз щего контакта электродвигател , содержащее датчик коммутационных пульсаций напр жени  (тока), блок формировани  коэффициента усреднеци  (отношение пикового к средневыпр мленному значению) пульсаций тока, блок контрол  частоты вращени  дифференцирующий блок и индикатор 2j Недостатком указанного устройства  вл етс  сложность процесса диагностировани , обусловленна  необходимостью контрол  частоты вращени  и применением высокостабильных регули руемых источников напр жени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее датчик коммутационных пульсаций тока (напр жени ) датчик тока, блок формировани  коэффициента усреднени  пульсаций тока, дифференцирующий блок и индикатор з . Недостатком известного устройства  вл етс  сложность процесса диагностировани , что обусловлено необходимостью включени  в цепь питани  контролируемого электродвигател  датчиков, например датчика тока в виде шунта в цепи аккумул торной батареи . Кроме того, известное устройство позвол ет контролировать состо ние издели  без доступа к его штепсельному разъему лишь при подключении к сети самолетной одного издели  что исключает возможность исключени  во врем  проверки электродвигател  других изделий. Последнее также усложн ет процесс технического обслужи вани  сложной техники, например авиационной , так как требует значительных временных затрат на проведение диагностировани . Цель изобретени  - упрощение процесса диагностировани . yKasaHHak цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее датчик коммутационных пульсаций тока, блок формировани  коэффициента усреднени  пульсаций тока,дифференцирующий блок и индикатор, снабжено фильтром нижних частот и усилител(эм, а атчик коммутационнь1х пульсаций тока выполнен в виде трансформатора с разрезным сердечником, ийеющим две вторичные обмотки, причем зажимы одной обмотки соединены с входом усилител ;, зажимы второй обмотки соединены с выходом усилител , вход фильтра нижних частот соединен с входом блика формировани  коэффициента усреднени  пульсаций тока и выходом усилител  , а выход фильтра нижних частот соединен с одним из входов блока дифференцирующего блока. На фиг, 1 представлена структурна  схема устройства; на фиг. 2 устройство , общий вид. Устройство дл  диагностировани  электродвигателей содержит датчик коммутационных пульсаций тока, выполненный в виде трансформатора с разрезным сердечником 1 и содержащий две вторичные обмотки 2 и 3. Первичной обмоткой  вл етс  любой участок провода 4 в цепи питани  контролируемого электродвигател . Кроме того, устройство .содержит усилитель 5, блок б формировани  коэффициента усреднени  пульсаций тока, фильтр 7 нижних частот, дифференцирующий блок 8 и индикатор 9. Устройство работает следующим образом . Пульсации тока, генерируемые работающим электродвигателем и несущие информацию о его техническом состо нии , создают вокруг проводов цепи питани  электродвигател  соответст1вующее магнитное поле. Если с помо|щью разрезного сердечника замкнуть |цепь магнитопровода датчика коммутационных пульсаций тока вокруг такого проводника, то в его обмотках 2 и 3 будут трансформироватьс  соответствую- щие напр жени , причем поскольку обмотка 3  вл етс  обмоткой отрицательной обратной св зи, то на выходе усилител  5 (именадего большой коэффициент усилени ) будут содержатьс  практически неискаженные составл ющие спектра: пульсаций в широком частотном диапазоне, в том числе и низкочастотные (пор дка 1 Гц и менее). Это объ сн етс  тем, что предлагаемый датчик коммутационных пульсаций тогка за счет использовани  отрицательной обратной св зи  вл етс  широкополосным трансформатором тока. С выхода усилител  5 выделенный сигнал, п юпорциональный пульсаци м тока в цепи электродвигател  поступает на вход блока 6 (который формирует сигнал, пропорциональный коэффициенту усреднени  пульсаций тока) и на фильтр 7 нижних частот. С помощью фильтра 7 вьадел ютс  инфранизкие и низкие частоты пульсаций тока, которые обусловлены изменением момента нагрузки на валу электродвигател  (например, электродвигател  механизма привода заслонок) и представл ют собой переменную составл ющую потребл емого электродвигателем тока, обусловленную изменением момента нагрузки (дл  электродвигателей авиационнБК механизмов не превышает 3-4 Гц).The invention relates to electric machines and is intended for use during operation in assessing the technical condition of electric motors, in particular, in diagnosing the sliding contact of electric motors of aviation electromechanisms. A device for diagnosing electric motors is known, comprising a current switching ripple sensor, a current ripple averaging unit, a current frequency control unit, and an indicator. The disadvantage of this device is the limited accuracy of diagnosis and the complexity of implementation. It is also known to control a sliding contact of an electric motor, which contains a switching voltage ripple (current) sensor, an averaging factor generating unit (ratio of peak to average value) current ripple, a frequency control unit differentiating unit and indicator 2j. The disadvantage of this device is the process complexity diagnostics, due to the need to control the rotational speed and the use of highly stable controlled voltage sources. Closest to the present invention is a device comprising a sensor for switching ripple currents (voltage), a current sensor, a unit for generating an averaging coefficient for current pulsations, a differentiating unit and an indicator h. A disadvantage of the known device is the complexity of the diagnostic process, which is caused by the need to connect sensors that are monitored by an electric motor, such as a shunt current sensor in the battery circuit, to the power circuit. In addition, the known device allows monitoring the state of the product without access to its plug connector only when the aircraft is connected to the network of a single product, which eliminates the possibility of excluding other products during the inspection of the motor. The latter also complicates the process of maintenance of complex equipment, such as aviation, since it requires considerable time for diagnostics. The purpose of the invention is to simplify the diagnostic process. The yKasaHHak goal is achieved by the fact that a device containing a switching current ripple sensor, a current ripple averaging factor shaping unit, a differentiating block and an indicator, is equipped with a low-pass filter and an amplifier (uh, and the current ripple ripple switch is designed as a split core transformer and has two secondary windings, the terminals of one winding are connected to the input of the amplifier; the terminals of the second winding are connected to the output of the amplifier, the input of the low-pass filter is connected to the input of the glare to form a coh averaging pulsations of the current and the amplifier output, and the output of the low-pass filter connected to one of the inputs of the differentiating unit block. Fig. 1 shows a block diagram of the device; Fig. 2 is a device, a general view, a device for diagnosing electric motors; made in the form of a split core transformer 1 and containing two secondary windings 2 and 3. The primary winding is any part of the wire 4 in the power supply circuit of the controlled electric motor. In addition, the device contains an amplifier 5, a block b for forming the coefficient of averaging current pulsations, a low-pass filter 7, a differentiating unit 8 and an indicator 9. The device operates as follows. Current pulsations generated by a working motor and carrying information about its technical condition create a corresponding magnetic field around the wires of the motor power supply circuit. If the split magnetic core is used to close the magnetic circuit of the sensor of switching current pulsations around such a conductor, the corresponding voltages in its windings 2 and 3 will be transformed, and since winding 3 is a negative feedback winding, then 5 (namely, a large gain factor) will contain practically undistorted components of the spectrum: pulsations in a wide frequency range, including low-frequency ones (on the order of 1 Hz or less). This is due to the fact that the proposed switching pulsation sensor due to the use of negative feedback is a broadband current transformer. From the output of amplifier 5, the selected signal, which is proportional to the current ripples in the motor circuit, is fed to the input of block 6 (which generates a signal proportional to the averaging coefficient of the current pulsations) and to the low-pass filter 7. Using filter 7, infra-low and low current ripple frequencies are introduced, which are caused by a change in the load torque on the motor shaft (for example, a damper drive motor) and constitute the variable component of the current consumed by the motor, due to a change in load torque (for electric motors of aircraft does not exceed 3-4 Hz).

Сформированные таким образом сигналы , пропорциональные коэффициенту усреднени  пульсаций тока и изменению тока нагрузки электродвигател , поступают на входы дифференцируквдего блока 8, где определ етс  сигнал, пропорциональный производной коэффициента усреднени  пульсаций тока (напр жени ) по току нагрузки электродвигател  .The signals generated in this way, proportional to the averaging coefficient of the current ripples and the change in the load current of the electric motor, are received at the inputs of the differential of block 8, where a signal is determined that is proportional to the derivative of the averaging coefficient of the current ripple (voltage) over the motor load current.

Знак производной, несущий информацию о состо нии электродвигател  (положительный знак соответствует ; неисправному, а отрицательйый - исправному состо нию), индицируетс  с помощью индикатора 9, в качестве KOTOjJoro можно использовать микроамперметр с нулем посередине или светодиодный индикатор пол рности напр жени .A derivative sign that carries information about the state of an electric motor (a positive sign corresponds to; a faulty one, and a negative one indicates a good condition) is indicated by an indicator 9, you can use a microammeter with zero in the middle or a voltage polarity indicator as KOTOjJoro.

Дл  удобства использовани  разрезной сердечник предлагаемого устройства конструктивно закреплен на специальном приспособлении в виде клещей (фиг. 2), причем одна часть сердечника  вл етс  подвижной, а друга  . вместе с уложенными,на нее обмоткаг ги закреплена неподвижно. Система рычагов и пружин позвол ет перемещать подвижную часть сердечника и охватывать датчиком любой необходимый провод .For ease of use, the split core of the proposed device is structurally mounted on a special device in the form of ticks (Fig. 2), with one part of the core being movable and one part. together with the laid, on it the winding is fixed motionless. A system of levers and springs allows the moving part of the core to be moved and the sensor covers any necessary wire.

00

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет производить диагностирование электродвигателей непосредственнб на объекте без подключени  к его штепсельному разъему и без разрыва цепи питани  издели .Thus, the proposed device allows the diagnostics of electric motors directly on the object without connecting to its plug connector and without breaking the power supply circuit of the product.

5five

Учитыва , что на современных самолетах число электродвигателей посто нного тока достигает 60 и более .единиц, а. временные затратил на подключение к агрегату с разрывом це0 пи питани  составл ют не менее 20- . 25 мин, то применение предлагаемого устройства обеспечит значительное уменьшение времени дл  технического обслуживани  оборудовани , например Taking into account that on modern airplanes the number of direct current electric motors reaches 60 and more units as well. the time spent on connecting to the unit with a break in the power supply circuit is at least 20. 25 minutes, the use of the proposed device will provide a significant reduction in time for maintenance of equipment, for example

5 авиационного. Это в свою очередь, снижает простои авиатехники и увеличивает эффективность ее использовани .5 aviation. This, in turn, reduces aircraft downtime and increases the efficiency of its use.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ , содержащее датчик коммутационных пульсаций тока, блок формирования коэффициента усреднения пульсаций тока, дифференцирующий блок и индикатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения процесса диагностирования, оно снабжено фильтром нижних частот и усилителем, а датчик коммутационных пульсаций тока выполнен в виде трансформатора с разрезным сердечником, имеющим две вторичные обмотки, причем зажимы одной обмотки соединены с входом усилителя, зажимы второй обмотки соединены с выходом усилителя, вход фильтра нижних частот соединен с входом блока формирования коэффициента усреднения пульса•ций тока и выходом усилителя, а выход фильтра' нижних частот соединен с одним из входов дифференцирующего 'блока.A MOTOR DIAGNOSTIC DEVICE, comprising a switching current ripple sensor, a unit for generating a ripple current averaging coefficient, a differentiating unit and an indicator, which, in order to simplify the diagnostic process, is equipped with a low-pass filter and an amplifier, and the switching current ripple sensor is made in the form of a transformer with a split core having two secondary windings, the terminals of one winding connected to the input of the amplifier, the terminals of the second winding connected to the output amplifier house low-pass filter input coupled to the input of pulse shaping unit averaging coefficient • tions and the output current of the amplifier and the filter output 'lowpass connected to one input of a differentiating' block.