Устройство для измерения угловой скорости вращения магнитного поля

Авторы патента:

МЕНЬШИХ Олег Фёдорович (RU)

G01R31/34 - испытание электрических машин (испытание электрических обмоток G01R 31/06; способы и устройства для изготовления, эксплуатации и ремонта электрических машин H02K 15/00)

Владельцы патента RU 2562390:

МЕНЬШИХ Олег Фёдорович (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения угловой скорости вращения магнитного поля. Устройство состоит из ферромагнитного ротора и магнитопроводящего статора, причем ротор выполнен в форме цилиндра с осью вращения, в средней части которого осесимметрично и бесконтактно размещена обмотка подмагничивания ротора, связанная с регулируемым источником постоянного тока, измеряемого амперметром; магнитопроводящий статор выполнен в форме двух цилиндров, оси которых совпадают с осью вращения ротора. На каждом из статоров выполнена обмотка, причем часть каждого витка обмотки расположена в зазоре между ротором и статором. Указанные части витков расположены на некотором расстоянии от статора внутри магнитного зазора. Ротор приводится во вращательное движение синхронным двигателем переменного тока с регулируемой частотой вращения, измеряемой частотомером, а возникающая в статорной обмотке э.д.с. индукции измеряется регистрирующим вольтметром. Технический результат - возможность определения скорости вращения магнитного поля. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проектировании многовитковых униполярных машин без скользящих контактов.

В соответствии с законом электромагнитной индукции вращение намагниченного вдоль оси вращения ферромагнитного ротора в форме цилиндра относительно цилиндрического магнитопроводящего неподвижного статора, соосно установленного относительно ферромагнитного ротора, с цилиндрическим магнитным зазором между цилиндрическими ротором и статором приводит к вращению магнитного поля в магнитном зазоре относительно оси вращения ротора и способно возбуждать э.д.с. индукции в обмотке, тороидально намотанной на статоре, так что часть каждого из витков этой обмотки находится в магнитном зазоре. При длине l этой части витков с числом n витков в тороидальной обмотке величина суммарной э.д.с. E определяется выражением E=Blnω_мR, где B - магнитная индукция в магнитном зазоре между намагниченным ротором и статором, ω_м - угловая скорость вращения магнитного поля с индукцией B в цилиндрическом магнитном зазоре со средним радиусом зазора R, например, совпадающим с радиусом расположения отрезков l витков обмотки, ортогонально ориентированных векторам магнитной индукции B, расположенным радиально от оси вращения ротора. Из этого выражения видно, что э.д.с. E индукции линейно зависит от угловой скорости вращения ω_м магнитного поля в магнитном зазоре при прочих неизменных параметрах B, l, n и R. При этом в случае, если ω_м=const(t), то возникающая э.д.с. E=const(t) также является величиной постоянной в функции времени, и в нагрузке, связанной с обмоткой, будет протекать постоянный ток, и такое устройство будет представлять генератор постоянного тока.

В связи с указанным возникает вопрос, какова будет угловая скорость вращения ω_м магнитного поля с индукцией B в цилиндрическом магнитном зазоре при угловой скорости ω_p вращения намагниченного ротора в условиях неподвижности магнитопроводящего статора. Разрешение этого вопроса является целью заявляемого технического решения.

Указанная цель достигается в устройстве для измерения угловой скорости вращения магнитного поля, содержащем вращающийся ферромагнитный ротор и неподвижный магнитопроводящий статор, отличающемся тем, что ферромагнитный ротор выполнен в форме цилиндра с осью вращения, в средней части которого осесимметрично размещена бесконтактно обмотка подмагничивания ротора, связанная с регулируемым источником постоянного тока, измеряемого амперметром, магнитопроводящий статор выполнен в форме двух соосно с ротором расположенных цилиндров, на которых выполнены соответственно две обмотки вблизи магнитных полюсов ротора в виде тороидов, часть каждого из витков которых расположена в цилиндрических магнитных зазорах между ротором и статором, и эти части витков расположены на некотором расстоянии от статора внутри магнитных зазоров, например по их середине или ближе к цилиндрической поверхности ротора, при этом ротор приводится во вращательное движение от синхронного двигателя переменного тока с регулируемой частотой вращения, измеряемой частотомером, а возникающая в статорной обмотке э.д.с. индукции измеряется регистрирующим вольтметром.

Достижение цели изобретения в заявляемом устройстве объясняется «вмороженностью» магнитных силовых линий в оппозитно расположенные домены ферромагнитного вещества ротора и статора и вынужденным искривлением «вмороженных» магнитных силовых линий при вращении ротора относительно неподвижного статора с последующим перебросом магнитных силовых линий на близко расположенные друг к другу домены ротора и статора. Причем указанный переброс может происходить как в роторе, так и в статоре, например, с одинаковой вероятностью, и тогда угловая скорость вращения магнитного поля в магнитных зазорах равна половине от угловой скорости вращения ротора, то есть выполняется равенство ω_м=0,5ω_р. Структура заявляемого устройства представлена на рис.1 и содержит:

1 - ферромагнитный цилиндрический ротор,

2 - ось вращения ротора 1,

3 - первый тороидальный статор с обмоткой,

4 - второй тороидальный статор с обмоткой,

5 - магнитопроводящий цилиндр статора,

6 - катушка подмагничивания ротора 1, закрепленная ее каркасом на неподвижном статоре, бесконтактно к ротору,

7 - регулируемый источник постоянного тока,

8 - синхронный двигатель переменного тока, связанный с осью вращения ротора,

9 - перестраиваемый по частоте генератор переменного тока,

10 - регистрирующий вольтметр,

11 - измеритель тока намагничивания ротора (амперметр),

12 - частотомер.

На рис.2 представлены графики зависимости э.д.с. индукции E от частоты F вращения ротора 1 при различных значениях тока I_М его намагничивания (линейные функции). Частота вращения ротора изменяется в заданных пределах - от F_MIN до F_MAX.

Рассмотрим действие заявляемого устройства.

Как известно, ферромагнитные вещества состоят из хаотически распределенных по их магнитным моментам доменов, которые могут выстраиваться вдоль внешнего магнитного поля. Каждый из доменов обладает собственным магнитным моментом, величина которого на порядки больше магнитных моментов отдельных атомов или молекул, что и определяет высокую магнитную восприимчивость ферромагнетиков по сравнению с магнитной восприимчивостью пара- и диамагнетиков. Поэтому логично говорить о выстраивании магнитных моментов доменов друг по отношению к другу и внешнему магнитному полю. Последнее в данном устройстве образуется постоянным током в катушке подмагничивания 6 от регулируемого по току источника постоянного тока 7, значение которого измеряется амперметром 11. В магнитных зазорах между намагниченным ротором и статором магнитные силовые линии, выходящие из каждого из пограничных доменов одного магнитного полюса, стремятся войти в оппозитно расположенные пограничные домены другого магнитного полюса по кратчайшему расстоянию, равному длине магнитного зазора между ротором и статором замкнутой магнитной системы. И эта силовая связь стремится сохраниться до некоторых пор при вращении ротора относительно неподвижного статора, что приводит к изгибу и удлинению связанных доменами противолежащих магнитных полюсов магнитных силовых линий, считающихся «вмороженными», в соответствующие пары доменов магнитных полюсов. Однако такая «вмороженность» разрушается при достаточно большом растяжении этих силовых линий, и происходит переброс магнитных силовых линий с одних доменов на другие, ближе расположенные [1, 2]. Важно отметить, что такой переброс может возникать как для доменов одного, так и другого магнитных полюсов, то есть для пограничных доменов ротора и статора, притом, возможно, с равной вероятностью. Если происходит срыв с доменов ротора, то магнитное поле, связанное с группой магнитных силовых линий таких доменов, не перемещается в магнитных зазорах. Если же срыв происходит в пограничных доменах статора, то магнитное поле движется в направлении вращения ротора. Поскольку вероятность срывов для пограничных доменов ротора и статора можно считать одинаковой, то угловая скорость вращения магнитного поля оказывается вдвое ниже угловой скорости вращения ротора, то есть тогда ω_м=0,5 ω_р.

Ротор 1 через ось вращения 2 соединен с синхронным двигателем переменного тока 8, подключенным к генератору переменного тока 9 с перестраиваемой частотой F, значение которой измеряется частотомером 12. Так что угловая скорость вращения ротора ω_р=2πF. Тогда измеряемая вольтметром 10 э.д.с. индукции E равна E=Blnω_мR=0,5 Blnω_рR=f(F), так как BlnR=const при неизменном токе подмагничивания I_М от источника постоянного тока 7. Величина магнитной индукции B определяется током I_М и числом витков N в катушке подмагничивания 6 ротора 1 по формуле:

где µ_О=1,256∗10^-6 Гн/м - магнитная постоянная, χ - магнитная восприимчивость ферромагнетика (ротора и статора), L_Ж - длина ферромагнитного магнитопровода системы «ротор-статор» в метрах, L_ЗАЗ - длина воздушного магнитного зазора в метрах, равная удвоенной величине магнитного зазора между ротором и тороидами 3 и 4 статора, включающего магнитопроводящий цилиндр 5 статора. Магнитная индукция B измеряется в Тл=В∗с/м². Таким образом, величина B линейно зависит от тока I_М намагничивания ротора и относительной магнитной проницаемости ферромагнетика ротора и статора µ=χ+1 (полагаем их одинаковыми, хотя это и необязательно так). В свою очередь, величина относительной магнитной проницаемости µ определяется напряженностью внешнего магнитного поля H=B/µ_О согласно известной кривой Столетова: она сначала возрастает с ростом тока I_М, достигает максимума, а затем с ростом тока подмагничивания падает, достигая минимальных величин при магнитном насыщении. Обычно для стали величина магнитной индукции может быть задана в пределах 1,2…1,5 Тл, а для ферритов эта величина обычно берется в пределах 0,3…0,5 Тл при соответствующем выборе произведения I_М N.

Таким образом, измеряемые значения э.д.с. E регистрирующим вольтметром 10 и частоты F вращения ротора 1 позволяют оценить значения угловой скорости вращения магнитного поля ω_м и сравнить их с угловой скоростью вращения ротора ω_р. Это позволит, во-первых, доказать фактор «вмороженности» магнитных силовых линий в совокупность пограничных доменов на магнитных полюсах ротора и статора, и рассматривать магнитное поле как некую группу невесомых микрочастиц, как это согласуется с позициями квантовой электродинамики, а во-вторых, установить вероятностную связь перебросов магнитных силовых линий с домена на домен приграничных зон ротора и статора - является ли эта вероятность одинаковой для перебросов на роторе и статоре, или она различна. В частности, такое различие может иметь место для разных по величине магнитных восприимчивостей ферроматериалов ротора и статора.

Общее выражение для угловой скорости ω_м вращения магнитного поля в магнитном зазоре между ротором 1 и тороидальными статорами 3 и 4 с их последовательно соединенными обмотками имеет вид:

Имея в виду, что ω_м=kω_р=2πkF, где k=ω_м/ω_р≈0,5 выражение (1) принимает вид:

Соответствующие графики линейных функций E(F) приведены на рис.2 для различных значений тока подмагничивания ротора I_М1>I_М2>I_М3, которые из (2) определены выражением:

Из выражения (3) видно, что функция E(F) остается линейной по переменной F при заданном значении тока подмагничивания ротора I_М, если не изменяется значение магнитной восприимчивости χ ферромагнетика, из которого выполнен ротор и статор. Однако, если этот параметр изменяется при изменении тока I_М, то зависимость E(F) оказывается нелинейной.

Указанное обстоятельство важно учитывать при построении многовитковых униполярных машин без скользящих контактов. Так, если в представленном на рис.1 устройстве соединить последовательно все обмотки - тороидальных статоров 3 и 4 и обмотку катушки подмагничивания 6 ротора 1, а также подключить эти обмотки к источнику постоянного тока, то образуется многовитковая униполярная машина - двигатель постоянного тока без скользящих контактов, и в статорных тороидальных обмотках 3 и 4 будет протекать постоянный ток достаточно большой величины, что приведет к намагничиванию статорных магнитопроводящих тороидов 3 и 4 и, следовательно, изменит относительную магнитную проницаемость этих рабочих частей статора. Часть доменов в тороидах 3 и 4 будет ориентирована по кругу, то есть вдоль образующей тороидов (в противоположных направлениях), а другая часть доменов будет выстраиваться вдоль магнитного поля в магнитном зазоре между ротором 1 и статорными тороидами 3 и 4. Следовательно, не все домены будут ориентированы по магнитному полю в магнитном зазоре, что и отразится на значении относительной магнитной проницаемости магнитопровода элементов 3 и 4 в направлении векторов магнитной индукции в двух магнитных зазорах (в противоположных направлениях). Это также может привести к нарушению равной вероятности перебросов магнитных силовых линий с пограничных доменов ротора и статора, то есть к изменению величины k относительно k=ω_м/ω_р≈0,5. Это, в свою очередь, приведет к нелинейности характеристик E(F).

С помощью заявляемого устройства можно оценить влияние тока подмагничивания тороидальных статоров 3 и 4, которым определяется величина вращательного момента ротора при работе униполярной машины в качестве двигателя постоянного тока, на характер изменения коэффициента k, определяющего замедление угловой скорости вращения магнитного поля в магнитном цилиндрическом зазоре относительно скорости вращения ротора под действием совокупной силы Лоренца, приложенной между рабочими частями витков, намотанных на тороидальных статорах 3 и 4 и расположенных в магнитном зазоре ортогонально вектору магнитной индукции B, и магнитными полюсами - роторными и статорными. При этом составляющая сил Лоренца, приложенная к тороидальным статорам 3 и 4, работы не производит в силу их неподвижности, а составляющая сил Лоренца, приложенная по касательной к поверхности ротора 1, вызывает его вращение по правилу «правой руки». Отметим, что рабочие части витков тороидальных статоров 3 и 4 должны располагаться с отступом от магнитопроводящей поверхности статоров, возможно ближе к поверхности ротора 1, чтобы составляющая силы Лоренца максимально распределялась в направлении к ротору. С этой целью в устройстве тороидальных статоров 3 и 4 использованы цилиндрические немагнитные вкладыши, на которые производится намотка проводника (на рис.1 это показано цилиндрами-вкладышами светлого тона).

При работе с заявляемым устройством измеряемыми являются частота F вращения ротора 1, э.д.с. индукции E и ток намагничивания I_М ротора, что согласно выражению (3) позволяет рассчитать параметры χ и k при заданных постоянных величинах N, l, n, R, L_Ж и L_ЗАЗ. Это будет способствовать правильному проектированию многовитковых униполярных машин - двигателей постоянного тока без скользящих контактов с отсутствующими при их работе переходными процессами (так как ток в обмотках постоянный), характерных для коллекторных или вентильных двигателей постоянного тока. Последнее повышает быстродействие таких двигателей, повышает их надежность и срок действия, а также повышает удельную мощность на единицу объема двигателя. Такие двигатели могут найти широкое применение, в частности, в электромобилях и на железнодорожном электротранспорте, а также в гироскопии.

Литература

1. Меньших О.Ф. Магнитопараметрический генератор. Патент РФ №2359397, опубл. в бюлл. №17 от 20.06.2009;

2. Меньших О.Ф. Прибор для измерения спектра сигнала индукции в магнитно-связанной системе. Патент РФ №2467464, опубл. в бюлл. №32 от 20.11.2012.

Устройство для измерения угловой скорости вращения магнитного поля, содержащее вращающийся ферромагнитный ротор и неподвижный магнитопроводящий статор, отличающееся тем, что ферромагнитный ротор выполнен в форме цилиндра с осью вращения, в средней части которого осесимметрично размещена бесконтактно обмотка подмагничивания ротора, связанная с регулируемым источником постоянного тока, измеряемым амперметром, магнитопроводящий статор выполнен в форме двух соосно с ротором расположенных цилиндров, на которых выполнены соответственно две обмотки вблизи магнитных полюсов ротора в виде тороидов, часть каждого из витков которых расположена в цилиндрических магнитных зазорах между ротором и статором, и эти части витков расположены на некотором расстоянии от статора внутри магнитных зазоров, например, по их середине или ближе к цилиндрической поверхности ротора, при этом ротор приводится во вращательное движение от синхронного двигателя переменного тока с регулируемой частотой вращения, измеряемой частотомером, а возникающая в статорной обмотке э.д.с. индукции измеряется регистрирующим вольтметром.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при испытаниях электрических машин постоянного и переменного тока. Стенд содержит трансформатор, подключенный первичной обмоткой к питающей сети, а вторичной обмоткой - к входу управляемого выпрямителя, дроссель, один из выводов которого подключен к первой выходной шине управляемого выпрямителя, и задающий генератор.

Способ определения скольжения ротора асинхронного электродвигателя по току статора // 2559162

Изобретение относится к области эксплуатации асинхронных электродвигателей и может быть использовано для определения величины скольжения электродвигателя. В способе определения скольжения ротора асинхронного электродвигателя, включающем оценку величины скольжения ротора, цифровую регистрацию мгновенной величины амплитуды потребляемого тока во времени на одной из фаз кабеля питания асинхронного электродвигателя, с помощью быстрого преобразования Фурье получают амплитудный спектр зарегистрированного сигнала, определяют максимум амплитудного спектра и соответствующую ему частоту, которая близка по значению к частоте сети, с помощью метода автокоррекции времени записи сигнала путем его последовательного уменьшения определяют точное значение частоты сети, по полученному значению частоты сети и числу пар полюсов электродвигателя вычисляют границы одного диапазона частот для двигателей с одной парой полюсов, либо двух диапазонов для двигателей с числом пар полюсов большим одного на амплитудном спектре, на каждом из полученных диапазонов определяют максимум амплитудных спектров и соответствующие им частоты, которые близки по значению к частотам гармоник от эксцентриситета ротора первого порядка, с помощью метода автокоррекции времени записи сигнала путем его последовательного уменьшения определяют точные значения частот гармоник от эксцентриситета ротора первого порядка, по которым получают для двигателей с одной парой полюсов одно значение скольжения, которое является для данных двигателей конечным результатом, а для двигателей с двумя и более парами полюсов - два значения скольжения ротора, вычисляют скольжение ротора такового асинхронного электродвигателя по среднему арифметическому данных значений.

Способ настройки вентильного электродвигателя // 2556884

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для настройки вентильных электродвигателей. Техническим результатом является обеспечение угловой стабильности момента двигателя.

Машина для испытаний под нагрузкой // 2554604

Изобретение относится к области испытаний источников питания, таких как генераторы переменного тока под нагрузкой. Технический результат: выполнение испытания под нагрузкой посредством простого регулирования.

Способ диагностики технического состояния электроприводного оборудования // 2552854

Изобретение относится к способам определения технического состояния объекта, преимущественно электроприводного оборудования, и может быть использовано для контроля электроприводной арматуры, насосов, вентиляционного оборудования атомных электростанций, приводов СУЗ для ВВЭР-440.

Способ диагностики состояния коммутации коллекторных электрических машин // 2551429

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для испытаний и настройки коммутации коллекторных электрических машин (КЭМ). Технический результат - повышение точности диагностики состояния коммутации КЭМ.

Система и способ для заблаговременного распознавания повреждения в подшипнике // 2550500

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах. Технический результат - повышение точности оценки токов подшипников в отношении потенциального повреждения соответствующего подшипника.

Способ контроля функционирования вращающейся электрической машины и система контроля для осуществления указанного способа // 2547451

Изобретение относится к способу контроля функционирования вращающейся электрической машины, в частности асинхронной машины двойного питания с диапазоном мощности 20-500 МВА.

Способ диагностики технического состояния электропривода по оценке динамики его параметров // 2546993

Изобретение относится к области диагностики технического состояния электрических приводов, например электроприводов прокатных станов в металлургическом производстве, на основе анализа параметров тока, напряжения, скорости и управляющего задания с применением рекуррентной искусственной нейронной сети.

Способ адаптации обнаружения короткого замыкания на землю // 2544267

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.

Способ определения параметров асинхронного электродвигателя // 2564692

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей. Способ заключается в том, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора асинхронного электродвигателя при напряжении питания асинхронного электродвигателя ниже номинального значения, при котором ротор электродвигателя остается неподвижным. Измеренные мгновенные величины токов и напряжений преобразуют из естественной координатной системы в прямоугольную стационарную систему координат. Последовательно выполняют три временные задержки преобразованных токов и напряжений асинхронного электродвигателя. Полученные значения запоминают и используют для определения активного сопротивления обмотки статора, постоянной времени ротора, эквивалентных постоянной времени и активного сопротивления асинхронного электродвигателя. Технический результат заключается в возможности определять параметры асинхронного электродвигателя в реальном времени. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой // 2566394

Изобретение относится к области электромеханики. Для измерения намагничивающего тока асинхронного двигателя с фазным ротором, работающего под нагрузкой, двигатель соединяют валом с точно таким же асинхронным двигателем, обмотку ротора первого двигателя соединяют с обмоткой ротора второго двигателя, а обмотку статора второго двигателя замыкают накоротко. Измерения мгновенного значения намагничивающего тока первого двигателя производят с двух одинаковых шунтов, один из которых включают в первичную обмотку (обмотку статора) первого двигателя, а второй в обмотку статора второго двигателя, причем измерительные клеммы шунтов соединяют последовательно встречно. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения намагничивающего тока у асинхронного двигателя при работе под нагрузкой. 1 ил.

Устройство диагностики технического состояния системы "обратимая синхронная машина-маховик" агрегата бесперебойного питания // 2568984

Устройство диагностики технического состояния системы «обратимая синхронная электромашина-маховик» агрегата бесперебойного питания относится к области электротехники и может быть использовано для диагностики технического состояния устройств гарантированного питания. Устройство содержит: датчики определения величины сопротивления изоляции электромашины, измерения электромагнитного поля, температуры обмоток электромашины, температуры подшипниковых узлов и учета выработки часов, преобразователя акустической эмиссии системы «обратимая синхронная электромашина-маховик» агрегата бесперебойного питания, микроконтроллер, источник опорного питания, регистр результата, причем выходы датчиков и преобразователя подключены к входам микроконтроллера; выход источника опорного питания - к аналоговому входу микроконтроллера, а выход микроконтроллера - к регистру результата и системе управления. Технический результат заключается в возможности диагностирования механической прочности с помощью преобразователя акустической эмиссии. 2 ил.

Способ определения параметров асинхронного электродвигателя // 2570363

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения параметров асинхронных электродвигателей. Способ определения параметров электродвигателя заключается в том, что в течение пуска и работы асинхронного электродвигателя одновременно измеряют мгновенные величины токов и напряжений на двух фазах статора и частоту вращения вала асинхронного электродвигателя, измеренные мгновенные величины токов и напряжений преобразуют из естественной координатной системы в прямоугольную стационарную систему координат, последовательно выполняют четыре временные задержки преобразованных токов и напряжений и частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, полученные значения запоминают и используют для определения активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки статора, приведенных к статору активного сопротивления и эквивалентной индуктивности обмотки ротора, и индуктивности, обусловленной магнитным потоком в воздушном зазоре электродвигателя в реальном времени следующим образом: R 1 = − K 3 K 4 , R ′ 2 = K 3 − K 5 K 4 , L 1 = K 3 − K 5 K 2 , L m = L 1 ⋅ 1 − 1 K 4 ⋅ L 1 , σ = − R 1 K 3 ⋅ L 1 , T 2 = 1 K 2 ⋅ σ ⋅ L 1 , L 2 = T 2 R ′ 2 где R1 - активное сопротивление обмотки статора, Ом; R ′ 2 - приведенное к статору активное сопротивление обмотки ротора, Ом; L1 - эквивалентная индуктивность обмотки статора, Гн; Lm - результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком в воздушном зазоре асинхронного электродвигателя, Гн; σ - коэффициент рассеяния ротора, о.е.; Т2 - постоянная времени ротора, с; L2 - эквивалентная индуктивность обмотки ротора, Гн; К1, К2, К3, К4, К5 - коэффициенты, определенные методом наименьших квадратов. Технический результат заключается в одновременном определении всех электромагнитных параметров асинхронного электродвигателя в реальном времени. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Способ контроля износа пластин коллектора тягового электродвигателя локомотива // 2571622

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения переменных величин и может использоваться в железнодорожных депо для контроля износа пластин коллектора. Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение точности измерений, оперативности получения данных по износу пластин коллектора тягового электродвигателя локомотива. Указанный технический результат достигается тем, что измерительные датчики одновременно контролируют всю поверхность коллектора. Сущностью изобретения является то, что при визуальном осмотре поверхность коллектора условно делят, начиная от свободного конца, на четыре равные по длине пояса: I, II, III, IV, размещают над поверхностью коллектора N пронумерованных датчиков измерения расстояния, размещенных на одном кронштейне с возможностью горизонтального перемещения по нему, и расположенных над соответствующими поясами, приводят во вращение коллектор и в течение одного оборота с помощью датчиков непрерывно фиксируют расстояние до поверхности пластин коллектора, затем перемещают датчики по кронштейну и снова вращают коллектор, результаты измерений поступают в анализатор, в котором накапливаются данные по каждому поясу, полученные фактические расстояния по поясам II, III, IV сравниваются с расстояниями по I базовому поясу и по разности величин определяют износ пластин коллектора, результаты через блок управления поступают на дисплей компьютера. 1 ил.

Способ диагностики электромеханического оборудования // 2574315

Изобретение относится к области определения технического состояния объекта, преимущественно электроприводного оборудования, и может быть использовано для контроля электроприводной арматуры, насосов, вентиляционного оборудования ядерных энергетических установок. Способ заключается в том, что измеряют сигнал тока двигателя диагностируемого электромеханического оборудования, проводят демодуляцию полученного сигнала тока, рассчитывают спектр демодулированного сигнала, вычитают из спектра демодулированного сигнала тока спектр демодулированного сигнала тока исправного оборудования того же типа, что и диагностируемый объект. При этом разницу спектров преобразуют в кепстр, а полученный кепстр строят в частотной области. Оценивают амплитуды и квефренции информативных компонент кепстра, соответствующих дефектам объекта, после чего линеаризуют шаг расположения информативных составляющих путем нелинейного преобразования масштаба частот и определяют частоты дефектов по величине информативных кепстральных компонент, по которым оценивают состояние объекта. Технический результат заключается в повышении эффективности обнаружения неисправности на ранней стадии возникновения. 3 ил.

Испытательное нагрузочное устройство // 2577081

Изобретение относится к испытательному нагрузочному устройству. Испытательное нагрузочное устройство 1 содержит: резистивный блок 20, который содержит одну или более резисторных групп, имеющих множество резисторов, и установлен с возможностью подключения к источнику мощности, проходящему испытания под нагрузкой; охлаждающий вентилятор 10, который охлаждает резисторы резистивного блока 20; блок 80 управления. При этом резистивный блок 20 снабжен устройством 20а определения тока/напряжения, которое определяет ток, протекающий через резисторы, резисторные группы или резистивный блок 20, или напряжение, приложенное к резисторам, резисторным группам или резистивному блоку 20, и устройством 20b определения температуры, которое определяет температуру выпуска после резистивного блока 20. Охлаждающий вентилятор 10 снабжен устройством 10а определения состояния вращения охлаждающего вентилятора. Блок 80 управления выполняет управление выключением, при этом прекращается подача мощности от испытуемого источника мощности на резистивный блок 20 на основе информации от устройства 20а определения тока/напряжения, информации от устройства 20b определения температуры и информации от устройства 10а определения состояния вращения. Технический результат заключается в повышении точности обнаружения неисправностей. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ определения эксцентриситета ротора асинхронного электродвигателя // 2589743

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения эксцентриситета ротора электрических машин, в частности асинхронного электродвигателя. Технический результат - возможность определения наличия и величины эксцентриситета ротора асинхронного двигателя в режиме холостого хода. Способ определения эксцентриситета ротора асинхронного электродвигателя заключается в том, что двигатель подготавливают к пуску и запускают его. После запуска получают график зависимости частоты вращения ротора двигателя от времени, на котором затем выделяют амплитуды изменения частоты вращения ротора на участке между временем пуска и временем установившегося режима работы и находят разность амплитуд, относящихся к эталонному и испытываемому двигателям. По найденной разности амплитуд изменения частоты вращения ротора определяют относительный эксцентриситет ротора. 2 ил.

Устройство для испытаний мощного частотно-управляемого гребного электропривода системы электродвижения в условиях стенда // 2591213

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стендам для проведения приемо-сдаточных испытаний частотно-управляемых гребных электродвигателей системы электродвижения. Стенд содержит синхронный генератор, соединенный с гребным электродвигателем и подключенный к рекуперативному преобразователю частоты, состоящему из выпрямителя и инвертора, при этом рекуперативный преобразователь частоты подключен к щиту сети. Для обеспечения рекуперации энергии в сеть и получения винтовой нагрузочной характеристики гребного электродвигателя применена система регулирования по каналу управления момента на валу гребного электродвигателя и каналу управления напряжения рекуперативного преобразователя частоты. Технический результат состоит в повышении эффективности испытаний системы электродвижения с частотно-управляемым гребным электродвигателем за счет снижения потерь активной мощности и обеспечения винтовой нагрузочной характеристики на валу гребного электродвигателя, а также в уменьшении объема швартовых испытаний системы электродвижения на судне. 1 ил.

Объективный способ точного обнаружения места короткого замыкания между коллекторными пластинами ласточкина хвоста коллекторов машин постоянного тока // 2593408

Изобретение относится к области испытаний и контроля изоляции коллекторов машин постоянного тока при серийном производстве. Сущность: подают импульсное испытательное напряжение микросекундного диапазона с частотой следования импульсов, равной промышленной частоте, на нерабочую необрабатываемую внутреннюю цилиндрическую часть коллектора на каждые две смежные коллекторные пластины. Измеряют разностное импульсное магнитное поле прямого и обратного тока короткого замыкания начиная от места подачи напряжения от генератора импульсных напряжений в двух противоположных направлениях поочередно как в сторону торца, так и в сторону петушков коллектора до рабочей внешней поверхности коллектора, закороченной чугунными плашками с опрессовочным кольцом, с помощью индукционного датчика (ИД), ориентированного зазором-щелью в его магнитопроводе вдоль испытываемых коллекторных пластин несколько асимметрично по наибольшим показаниям измерителя импульсных магнитных полей. Увеличивают импульсное испытательное напряжение до максимальных показаний индикатора. Обнаруживают замыкание между коллекторными пластинами по минимальным показаниям индикатора при расположении ИД над необработанными частями торца и петушков коллектора испытываемых коллекторных пластин. Изменяют пространственную ориентацию ИД воздушным зазором-щелью в его магнитопроводе поперек и симметрично найденным пластинам и по минимальным показаниям индикатора. Перемещают ИД от места подачи напряжения вдоль найденных пластин и точно обнаруживают место короткого замыкания между коллекторными пластинами по максимальным показаниям измерителя импульсных магнитных полей и по положению ИД. Технический результат: возможность объективного точного обнаружения коротких замыканий между коллекторными пластинами ласточкина хвоста коллекторов машин постоянного тока и локализации места короткого замыкания. 7 ил.