Способ диагностики индуктивных обмоток

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Сущность изобретения заключается в том, что вспомогательная трехфазная электрическая цепь содержит в первой фазе конденсатор с переменной величиной емкости и последовательно подключенным к нему первым амперметром, во второй фазе резистор с переменной величиной сопротивления, а в третьей фазе диагностируемую индуктивную обмотку с последовательно подключенным к ней вторым амперметром. Полученную электрическую цель подключают к линейным выводам вторичной обмотки трансформатора, соединенной по схеме треугольник с регулируемым напряжением. Равенство показаний амперметров является признаком исправного состояния для всех подключаемых однотипных индуктивных обмоток. Технический результат - расширение возможности диагностики индуктивных обмоток. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для определения неисправного состояния (диагностики) индуктивных обмоток электрических машин, работающих в закрытых корпусах и открытого типа, а также трансформаторов, пускозащитной аппаратуры, обмоток устройств автоматики и электроники.

Диагностика электротехнических устройств, содержащих индуктивные обмотки, заключается в основном путем измерения и расчета электрических параметров - полного, активного и реактивного сопротивлений, индуктивности и добротности. Эти параметры можно рассчитать на основе измерений с помощью измерительного комплекта К-505 и его модификаций напряжения U, тока I и активной мощности тока Р и далее по формулам определяют

Z=U/I, Ом - полное сопротивление, R=Р/12=ZCosφ, Ом - активное сопротивление, Х=Zsinφ, Ом - реактивное сопротивление,

Cosφ=Р/S - коэффициент мощности тока,

φ=arcosφ - угол сдвига фаз между током и напряжением. Диагностика индуктивных обмоток электротехнических устройств различного назначения с помощью измерительного комплекта типа К-505 в натурных условиях не является оперативной с достаточной разрешающей способностью. Измерительный комплект не является прибором сравнительной оценки непосредственно электрических параметров заведомо исправной индуктивной обмотки и аналогичной испытуемой. Этот метод позволяет оценить состояние, например, обмоток электродвигателя при их значительных (ощутимых) нарушениях не на начальных стадиях.

Необходимость раннего выявления неисправного состояния индуктивных обмоток электродвигателей, используемых в приводах компрессоров, размещенных в неразборных корпусах бытовых и торговых холодильных агрегатах, связана, прежде всего, с их длительной безаварийной эксплуатацией. Поэтому в условиях цеха перед установкой ремонтного или нового электродвигателя в корпус герметичного холодильного компрессора проводится их диагностика. Натурная (внецеховая) диагностика обмоток электропривода бытовых и торговых холодильных агрегатов и кондиционеров выполняется малыми предприятиями сервиса по заявкам заказчиков. Разнообразие электроприводов холодильной техники достаточно велико. Их основные электрические параметры значительно отличаются: по напряжению от 127 до 380 В, по мощности тока от 0,18 кВт до 5,5 кВт, по номинальной силе тока от 1,3 А до 7 А, по коэффициенту мощности тока от 0,65 до 0,86, что соответствует углу сдвига фаз между током и напряжением, не превышающим 60° (Холодильные компрессоры, справочник, М.: Легкая промышленность, 1981, 280 с.).

При таком разнообразии электроприводов холодильных агрегатов оперативная их диагностика в натурных условиях (у заказчика) может быть выполнена прибором (устройством) сравнения, в котором используется легко перестраиваемая по сопротивлению электрическая цепь сравнения, или другая вспомогательная электрическая цель.

Наиболее распространенными приборами сравнения, предназначенными для измерения параметров элементов электрических цепей, являются электрические мосты постоянного и переменного тока (С.М.Нижний, Мосты переменного тока. - М. - Л., Энергия, 1966, -128 с.). Мосты имеют диагональ питания и диагональ нагрузки, в которую включают сравнивающее устройство (СУ) или показывающий прибор. В зависимости от режима работы диагонали нагрузки различают электрические мосты уравновешенные, неуравновешенные и квазиуравновешенные. В последних уравновешивание моста осуществляется по одной из составляющих комплексного полного сопротивления - модулю, фазе, активной или реактивной. Достигается это путем применения специальных сравнивающих устройств - детекторов частотных фазовых, амплитудных (Электротехнический справочник, в 3-х Т, Y1, под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. - М.: Энергия, 1980, - 520 с., стр.183-186).

Большая часть мостов переменного тока, предназначенных для измерения параметров индуктивных обмоток, работают при малых величинах токов (мосты Р50-1, УМ-3, Р556, ИИН-4). Мост ИИН-3М предназначен для лабораторных и цеховых измерений параметров индуктивных обмоток с магнитопроводом и без него. Токи небольшой величины в измерительных схемах мостов делают их малоприемлемыми для раннего выявления неисправного состояния обмоток в электроприводах компрессоров. Кроме этого, мосты имеют большой вес от 20 до 60 кг и высокую цену.

Наиболее близким по своей сути способ диагностики индуктивных обмоток, принятый за прототип, путем сравнения их полных сопротивлений, измеренных с помощью трехфазной электрической цепи, показан на фиг.1, патент на изобретение: RU 2426140 С1, МПК G0110. 08.10.2011, бюл. №22.

Электрическая схема, фиг.1, с помощью которой реализуется способ прототипа, содержит испытуемую индуктивную обмотку трехфазного электродвигателя 1.1, к первому из ее выводов подключают конденсатор с переменной емкостью 1.2, ко второму ее выводу подключают резистор 1.3, а свободные выводы конденсатора 1.2 и резистора 1.3 соединяют в один узел и подключают к амперметру 1.4. Узел соединения резистора 1.2 со вторым выводом испытуемой обмотки 1 соединяют с амперметром 1.5. Узел соединения первого вывода испытуемой индуктивной обмотки 1.1 с конденсатором с переменной емкостью 1.2 соединяют с выводом 6 вторичной обмотки трехфазного трансформатора 1.9, соединенной по схеме треугольник, свободный вывод амперметра 1.5 соединяют с выводом 1.7 вторичной обмотки трансформатора 1.9, свободный вывод амперметра 1.4 соединяют с выводом 1.8 вторичной обмотки трансформатора 1.9 с регулируемым напряжением.

В схеме устройства, с помощью которой реализуется способ диагностики индуктивных обмоток прототипа, в режиме холостого хода устанавливают регулятор напряжения вторичных обмоток, выводы 1.6, 1.7, 1.8, в положение, при котором на их выводах возникает такой величины напряжение, при котором далее в подключенной одной из обмоток заведомо исправной индуктивной обмотки к фазе ВС вторичной обмотки трехфазного трансформатора, выводы 1.6, 1.7, при отключенных от нее вспомогательных элементов - конденсатора с переменной емкостью 1.2 и резистора 1.3, возникает номинальной величины сила электрического тока, отсчитываемая по амперметру 1.5. Отключают трехфазный трансформатор от сети, подключают вспомогательные элементы - конденсатор с переменной емкостью 1.2 и резистор 1.3. Подключают схему устройства к трехфазной сети, изменяют емкость конденсатора до такой величины, при которой показания амперметров 1.4, 1.5 будут одинаковыми. Равенство показаний амперметров 1.4, 1.5 является признаком исправного состояния для всех подключаемых однотипных индуктивных обмоток.

При диагностике электрических обмоток с относительно большим полным сопротивлением способом прототипа, например, электрических машин малой мощности тока, неизбежно возникают значительные тепловые потери мощности тока в испытуемых индуктивных обмотках, а также во вторичных обмотках измерительного трансформатора, соединенных по схеме треугольника. Это является недостатком способа-прототипа.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение его возможности при диагностике индуктивных обмоток с относительно большим полным сопротивлением, например электродвигателей малой мощности тока и работающих электродвигателей, размещенных в неразборных корпусах и открытого типа с достаточным количеством доступных для подключения к сети проводников.

Поставленная задача достигается тем, что электрическая схема, фиг.2, с помощью которой реализуется способ, содержит трехфазную электрическую цепь, в которой в фазу ВС включены испытуемая индуктивная обмотка 2.1 с подключенным последовательно амперметром 2.5; в фазу СА включены конденсатор с переменной емкостью 2.2, с подключенным последовательно к нему амперметром 2.5; в фазу АВ включены резистор 2.3 с переменной величиной сопротивления с подключенным последовательно к нему амперметром 2.4. Узлы А, В, С этой трехфазной электрической цепи соединены с одноименными выводами А, В, С 2.8, 2.7 и 2.6 вторичной обмотки трехфазного трансформатора 2.9, с регулируемым напряжением.

В схеме устройства в режиме холостого хода устанавливают регулятор напряжения вторичных обмоток, выводы 2.6, 2.7, 2.8, в положение, при котором на их выводах возникает такой величины напряжение, при котором в заведомо исправной индуктивной обмотки 2.1 возникает номинальной величины сила электрического тока, отсчитываемая по амперметру 2.5. Далее изменяют емкость конденсатора до такой величины, при которой показания амперметра 2.4, станет равным показанию амперметра 2.5.

Равенство показаний амперметров 2.4 и 2.5 является признаком исправного состояния для всех подключаемых однотипных индуктивных обмоток. Величину емкости конденсаторов 2.2 записывают в базу данных. База данных величин емкостей конденсатора 2.2 для конкретных электродвигателей используется при диагностических работах в условиях заказчика. Вспомогательные электрические элементы, конденсатор с переменной величиной емкости, резистор позволяют проводить диагностику обмоток работающих электроприводов компрессоров холодильных агрегатов в условиях заказчика при номинальном напряжении и номинальном магнитном потоке в магнитопроводе электродвигателя.

Сущность предлагаемого способа диагностики индуктивных обмоток можно пояснить векторной диаграммой, фиг.3, электрической цепи, содержащей индуктивную обмотку 2.1 с вспомогательными элементами - конденсатором с переменной емкостью 2.2 и резистором 2.3, которые соединены между собой в трехфазную цепь по схеме треугольник.

Соединение вторичных обмоток трехфазного трансформатора по схеме треугольника, независимо от характера нагрузки, имеет симметричную систему векторов трехфазных напряжений, фиг.3. Относительно векторов фазных напряжений, они же линейные, отложены векторы фазных токов: вектор фазного тока IAB, совпадающий, т.к. в эту фазу включен активный элемент - резистор; вектор фазного тока IBC - отстающий на некоторый угол, т.к. в эту фазу включен реактивный элемент - индуктивная обмотка; вектор фазного тока ICA - опережающий на 90°, т.к. в эту фазу включен идеальный реактивный элемент - конденсатор. Согласно первому закону Кирхгофа векторы линейных токов IA, IB, IC в линейных проводниках А, В, С определяются геометрической разностью двух соответствующих векторов фазных токов IA=IAB-ICA, IB=IBC-IAB, IC=ICA-IBC. Треугольник векторов линейных токов IA, IB, IC - равнобедренный, геометрическая сумма векторов линейных токов равна нулю, т.е. IA+IB+IC=0. При равенстве фазных векторов токов ICA=IBC, окажется, равны между собой, в отличие от прототипа, показания амперметров 2.4, и 2.5 фазных токов, фиг.2. Это является признаком исправного состояния для всех подключаемых однотипных индуктивных обмоток. Предлагаемое техническое решение способа расширяет возможности диагностики индуктивных обмоток электродвигателей электроприводов на ранних стадиях, при номинальных токах.

Способ диагностики индуктивных обмоток, заключающийся в сравнении при номинальном токе полного сопротивления испытуемой индуктивной обмотки и полного сопротивления исправной однотипной индуктивной обмотки, сравнение полного сопротивления испытуемой индуктивной обмотки выполняют путем подключения к начальному и концевому ее выводам электрической цепи из последовательно соединенных вспомогательных электрических элементов - конденсатора с переменной величиной емкости и резистора с переменной величиной сопротивления, полученную замкнутую электрическую цепь с тремя узлами подключают к вторичной обмотке трехфазного трансформатора, соединенной по схеме треугольник с двумя амперметрами, подключенными к первому и второму линейным выводам вторичной обмотки трансформатора с регулируемым напряжением, отличающийся тем, что первый амперметр включен последовательно с конденсатором с переменной емкостью и узлом соединения вывода первого амперметра, резистора с переменной величиной сопротивления и первым проводником вторичной обмотки трансформатора, второй амперметр включен последовательно с индуктивной обмоткой и узлом соединения вывода второго амперметра, резистора с переменной величиной сопротивления и вторым проводником вторичной обмотки трансформатора, устанавливают величину емкости конденсатора из банка данных, соответствующую типам индуктивных обмоток, по равенству показаний величин токов амперметров судят об исправном состоянии индуктивных обмоток.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для контроля электрических катушек в процессе производства. .

Изобретение относится к технике эксплуатации турбогенераторов, предназначено для технического контроля состояния турбогенераторов (ТГ) и оборудования систем ТГ и может быть использовано для диагностирования турбогенераторов любой мощности с любой системой возбуждения.

Изобретение относится к электроэнергетике, в честности к контролю вторичной цепи измерительного трансформатора, соединен с компонентом электроэнергетической системы.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения группы и схемы соединения силовых двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторов.

Изобретение относится к диагностированию изоляции токопроводников электрооборудования, в частности, электрической обмотки тягового двигателя. .

Изобретение относится к области испытаний обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока. .

Изобретение относится к технической диагностике и может быть использовано для диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность, в частности обмоток электрических машин и аппаратов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к контролю качества изоляции, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора.

Изобретение относится к технике электрических измерений и предназначено для определения качества компаундирования обмоток электрических машин на этапах испытания изоляции обмоток при изготовлении и эксплуатации, в частности обмоток статора маслонаполненных погружных асинхронных электродвигателей. Сущность: на объект измерений подают постоянное напряжение U и измеряют сопротивление R(t) объекта в течение времени, достаточного для достижения величины сопротивления практически установившегося значения. Затем определяют значения переходного тока i(t)=U/R(t). По кривой тока определяют диагностический признак оценки качества компаундирования обмотки в виде произведения экспериментальных значений основных характеристик компаунда (εa·ρv)экcп - абсолютной диэлектрической проницаемости и удельного объемного сопротивления соответственно, затем определяют критерий качества компаундирования Кk путем сравнения экспериментальных характеристик компаунда с его паспортными данными по формуле: . Технический результат: повышение объективности оценки качества компаундирования обмоток. 4 ил., 4 табл.

Изобретение относится к области испытаний обмоток якорей коллекторных электрических машин постоянного тока. Сущность: создают режим ударного импульсного возбуждения одновременно всех параллельных ветвей обмотки вращающегося якоря путем посылки импульсов напряжения возбуждения от генератора импульсных напряжений ГИН с частотой следования, например, 50 импульсов в секунду на коллектор относительно корпуса. Фиксируют наличие дефекта витковой изоляции с помощью индукционного датчика астатической конструкции с ферромагнитным сердечником, имеющим воздушный зазор-щель, ориентированный вдоль выводов витков у петушков коллектора секций с максимальными испытательными междувитковыми напряжениями в середине каждой параллельной ветви в силу симметрии обмоток якорей относительно места возбуждения, и измерителя импульсных магнитных полей с электронной ячейкой памяти по максимальным уровням импульсного магнитного поля, которые измеряют бесконтактным способом индукционным датчиком ИД с измерителем импульсных магнитных полей и фиксируют при срабатывании его электронной ячейки памяти в автоматическом режиме испытаний при каждом прохождении под датчиком ИД выводов витков дефектной секции и секций, непосредственно соединенных с ней уравнителями, и которые создаются только током в короткозамкнутом витке, возникающем под действием центробежных сил на обмотку и коллектор и вибрации только на вращающемся якоре. Технический результат: фиксация наличия дефекта витковой изоляции, приводящего к образованию короткозамкнутого витка, возникающего под действием центробежных сил на обмотку и коллектор и вибрации только на вращающемся якоре. 11 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Устройство для диагностики индуктивных обмоток содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник, один из выводов которой с помощью линейного проводника подключен к вспомогательной цепи, содержащей последовательно соединенные амперметр с конденсатором с переменной емкостью, шунтируемый с помощью ключа, и подключен к первому из трех выводов индуктивной обмотки, при этом второй вывод индуктивной обмотки непосредственно подключен ко второму выводу вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Технический результат - упрощение электрической схемы, сохранение функциональных возможностей устройства. 2 ил.

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники, предназначено для вычисления и индикации относительной интенсивности износа изоляции обмоток трансформатора, а также может найти применение в качестве счетчика-регистратора использованного ресурса срока службы изоляции обмоток трансформатора за каждый час, сутки, месяц. Сущность: счетчик содержит датчики тока фаз сети "А", "В", "С", микроконтроллер, датчик температуры окружающей среды, генератор прямоугольных импульсов, регистр, цифровой индикатор, первый и второй приемопередатчики, постоянное запоминающее устройство, компьютер. Технический результат: повышение точности за счет учета зависимости активного сопротивления обмоток трансформатора от температуры нагрева и учета влияния изменений температуры окружающей среды, а также расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности точного определения износа изоляции обмоток при несимметричной нагрузке фаз. 1 ил.

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.

Предлагаемые способ измерения потерь и тока холостого хода силовых трансформаторов в полевых условиях и устройство для его осуществления относятся к электротехнике и могут быть использованы для расчета и обоснования нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. Техническим результатом является повышение точности реальных потерь холостого хода силовых трансформаторов. Устройство содержит регулируемый источник питания для изменения напряжения на одной обмотке трансформатора при разомкнутой второй обмотке. Для достижения заявленного результата в качестве источника регулируемого напряжения использован автономный асинхронный генератор с конденсаторами возбуждения. Выходное напряжение генератора ступенчато регулируют в пределах 70-110% от номинального напряжения посредством переключения конденсаторов регулирования при переходе коммутируемого напряжения через «ноль». Переключение осуществляется трехфазными бесконтактными электронными ключами, управляемыми через оптронные входы дешифратором и многопозиционным переключателем. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя. Технический результат: возможность диагностирования межвитковых повреждений на ранней стадии развития. Сущность: измеряют ток через две последовательно соединенные обмотки и конденсатор постоянной емкости при подключении их к источнику напряжения повышенной частоты. Замер производится при всех возможных сочетаниях обмоток. Далее по результатам измерений делается вывод о наличии межвитковых замыканий. 4 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Технический результат: расширение арсенала технических средств. Сущность: устройство содержит трехфазный трансформатор с регулируемым напряжением вторичной обмотки, соединенной по схеме треугольник и имеющей три линейных проводника, заведомо исправную индуктивную обмотку, соединенную одним из выводов с первым линейным проводником, цепь сравнения, содержащую конденсатор и резистор с переменными величинами сопротивлений, имеющую возможность подключения одним из выводов ко второму линейному проводнику и второму выводу заведомо исправной обмотки, и амперметр, подключенный к третьему линейному проводнику. Устройство выполнено с возможностью измерения посредством амперметра тока в цепи заведомо исправной обмотки при отключенной цепи сравнения и испытуемой обмотке, с возможностью измерения тока при подключении цепи сравнения одним выводом ко второму линейному проводнику, а вторым выводом - ко второму выводу заведомо исправной обмотки, с возможностью измерения тока при подключении испытуемой обмотки в цепь третьего линейного проводника к узлу соединения заведомо исправной обмотки последовательно с амперметром. По величине тока в третьем линейном проводнике судят об исправном состоянии испытуемой индуктивной обмотки. 2 ил.

Изобретение относится к диагностике обмоток электрических машин. Сущность: способ обнаружения короткого замыкания на землю во вращающейся электрической машине содержит подачу тестового сигнала на заданной частоте на обмотку, измерение электрического параметра сигнала отклика в обмотке, являющегося результатом поданного тестового сигнала, и обнаружение короткого замыкания на землю на основании измеренного значения электрического параметра. При этом непрерывно определяют частоту сигнала отклика и сбрасывают измеренное значение, соответствующее определенной частоте, когда эта частота отклоняется от заданной частоты при первом пороговом значении. Технический результат: повышение надежности обнаружения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу адаптации обнаружения короткого замыкания на землю к изменению состояния электрической машины. Сущность: электрическая машина находится в первом состоянии машины, первое опорное значение определяется для измеряемых значений электрической величины. Обнаружение короткого замыкания на землю содержит непрерывное измерение электрической величины в обмотке и обнаружение короткого замыкания на землю на основе измеряемых значений электрической величины и первого опорного значения. Способ содержит прием сигнала (101, 102), обнаружение изменения состояния машины на основе принятого сигнала (120) и изменение на второе опорное значение для измеряемых значений электрической величины, когда обнаруживается изменение состояния машины, причем второе опорное значение отличается от первого опорного значения (100). Технический результат: повышение точности обнаружения короткого замыкания на землю при изменении рабочего состояния машины. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения неисправного состояния индуктивных обмоток электрических машин. Сущность изобретения заключается в том, что вспомогательная трехфазная электрическая цепь содержит в первой фазе конденсатор с переменной величиной емкости и последовательно подключенным к нему первым амперметром, во второй фазе резистор с переменной величиной сопротивления, а в третьей фазе диагностируемую индуктивную обмотку с последовательно подключенным к ней вторым амперметром. Полученную электрическую цель подключают к линейным выводам вторичной обмотки трансформатора, соединенной по схеме треугольник с регулируемым напряжением. Равенство показаний амперметров является признаком исправного состояния для всех подключаемых однотипных индуктивных обмоток. Технический результат - расширение возможности диагностики индуктивных обмоток. 3 ил.

Наверх