Способ измерения вибрационных характеристик коллекторных электродвигателей и устройство для его реализации

Авторы патента:

G01R31/343 - Устройства для определения электрических свойств; устройства для определения местоположения электрических повреждений; устройства для электрических испытаний, характеризующихся объектом, подлежащим испытанию, не предусмотренным в других подклассах (измерительные провода, измерительные зонды G01R 1/06; индикация электрических режимов в распределительных устройствах или в защитной аппаратуре H01H 71/04,H01H 73/12, H02B 11/10,H02H 3/04; испытание или измерение полупроводниковых или твердотельных приборов в процессе их изготовления H01L 21/66; испытание линий передачи энергии H04B 3/46)

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

G01N29/11 - Исследование или анализ материалов с помощью ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн; визуализация внутреннего строения объектов путем пропускания через них ультразвуковых или звуковых волн через предметы (G01N 3/00-G01N 27/00 имеют преимущество; измерение или индикация ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн вообще G01H; системы с использованием эффектов отражения или переизлучения акустических волн, например акустическое изображение G01S 15/00; получение записей с помощью способов и устройств, аналогичных используемым в фотографии, но с использованием ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых волн G03B 42/06)

Владельцы патента RU 2734279:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в области машиностроения для измерения механических резонансов обмоток тяговых коллекторных электродвигателей постоянного и пульсирующего тока. Способ измерения вибрационных характеристик коллекторных электродвигателей включает подачу напряжения с изменяемой частотой на обмотку коллекторного электродвигателя, получение вибрации с поверхности обмотки электродвигателя, преобразование ее в электрические колебания, измерение зависимости амплитуды вибрации от частоты подаваемого на обмотку напряжения, при этом согласно изобретению напряжение с изменяемой частотой подают на обмотку ротора коллекторного электродвигателя, на обмотку возбуждения коллекторного электродвигателя подают постоянный ток, измеряют зависимость амплитуды вибрации от частоты подаваемого на обмотку ротора напряжения и строят зависимость измеренной амплитуды вибрации от частоты переменного напряжения, подаваемого на обмотку ротора. Также предложено устройство для осуществления описанного способа. Изобретения обеспечивают повышение чувствительности измерений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Предложены способ и устройство, которые относятся к измерительной технике и могут быть использованы в области машиностроения для измерения механических резонансов обмоток коллекторных двигателей постоянного и пульсирующего тока. Сущность предложенного заключается в том, что на обмотки коллекторного двигателя подается переменное напряжение с переменной частотой, а в это время, с помощью вибродатчиков, снимаются вибрационные характеристики.

Известен наиболее близкий аналог, а именно способ акустической диагностики изоляции (патент RU 2436081 С1), заключающийся в том, что генерируются синусоидальные электрические колебания заданной частоты, которые прикладывают к обмотке статора асинхронного электродвигателя так, чтобы в обмотке статора электродвигателя протекал ток величиной 1 ампер, принимают акустические колебания с поверхности корпуса статора асинхронного электродвигателя, преобразуют их в электрические колебания. Данный способ обладает следующим недостатком: малая чувствительность, так как измерения производятся непосредственно с корпуса электродвигателя, а корпус в некотором плане является экранирующим элементом.

Основной задачей данного способа является измерение вибрационных характеристик коллекторных электродвигателей. С генератора тока на обмотку возбуждения подается постоянный ток, а на обмотку ротора - переменное напряжение с изменяемой частотой. В это время на обмотках ротора проводят измерение с помощью вибродатчика, сигнал с которого попадает на аналогово-цифровой преобразователь микроконтроллера, который преобразует сигнал в цифровой код, а в дальнейшем обрабатывает встроенным программным обеспечением. На основе полученных данных строят спектр виброускорения (см. фиг. 1).

Для реализации способа предлагается следующее устройство, состоящее из следующих функциональных блоков (см. фиг. 2):

- источника питания мостовой схемы 1;

- генератора постоянного тока 2, позволяющего задавать постоянный ток на обмотке возбуждения двигателя;

- коллекторный электродвигатель 3;

- мостовой схемы 4, выполненной на силовых транзисторах, в одну диагональ подключенной к источнику питания 1, а в другую - к обмоткам якоря коллекторного двигателя 3;

- блока управления стендом 5, основанном на микроконтроллере, предназначенного для управления мостовой схемой, приема информации с датчика вибрации, фильтрации сигнала с использованием методов цифровой обработки сигнала и вывода информации на ПК;

- датчика вибрации 6.

Работает устройство следующим образом.

На обмотку возбуждения с генератора тока подают постоянный ток. На усилителе мощности, который подключен к обмоткам ротора, формируется синусоидальный сигнал с изменяемой частотой, подаваемый с блока управления. В это время на обмотках ротора проводят измерение с помощью вибродатчика, сигнал с которого поступает на аналогово-цифровой преобразователь микроконтроллера, который преобразует в цифровой код. Полученный цифровой код, несущий информацию о параметрах вибрации, обрабатывается встроенным программным обеспечением и передается на электронно-вычислительную машину для построения спектра виброускорения. Наличие резонансов с высокой добротностью будет свидетельствовать о уязвимости конструкции обмоток к механическим и электрическим повреждениям при вибрациях, возникающих в этой полосе частот.

1. Способ измерения вибрационных характеристик коллекторных электродвигателей, включающий подачу напряжения с изменяемой частотой на обмотку коллекторного электродвигателя, получение вибрации с поверхности обмотки электродвигателя, преобразование ее в электрические колебания, измерение зависимости амплитуды вибрации от частоты подаваемого на обмотку напряжения, отличающийся тем, что напряжение с изменяемой частотой подают на обмотку ротора коллекторного электродвигателя, на обмотку возбуждения коллекторного электродвигателя подают постоянный ток, измеряют зависимость амплитуды вибрации от частоты подаваемого на обмотку ротора напряжения и строят зависимость измеренной амплитуды вибрации от частоты переменного напряжения, подаваемого на обмотку ротора.

2. Устройство для реализации способа по п. 1, содержащее генератор переменного напряжения с изменяемой частотой, отличающееся тем, что генератор переменного напряжения с изменяемой частотой подключен к обмотке ротора коллекторного электродвигателя, дополнительно включающий генератор постоянного тока, подключаемый в обмотке возбуждения коллекторных электродвигателей, а также блока управления на основе микроконтроллера, управляемого генератором переменного напряжения, датчик вибрации, подключенный к АЦП микроконтроллера.

Устройство относится к области технологического контроля кабельно-жгутовой продукции (КЖП) в бортовой кабельной сети (БКС) ракетно-космической техники (РКТ) и может быть использовано для контроля целостности жил КЖП в кабельных сетях линейной топологии и произвольной длины.

Способ и измерительное устройство для проверки кабельного жгута // 2733332

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу и измерительному устройству для проверки кабельного жгута. Технический результат заключается в снижении экранирования тестируемой линии другими линиями по отношению к электроду и повышении точности измерения.

Устройство для обнаружения и определения интенсивности коронного разряда и сопутствующего перегрева обследуемой области/предмета // 2733331

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к области приборов, предназначенных для обнаружения коронного или частичного разряда, открытого пламени, предназначенных для обнаружения и определения интенсивности коронного/частичного разряда, и может быть использовано для диагностики электрооборудования (воздушных линий, контактной сети железнодорожного транспорта, подстанций, обнаружения открытых очагов возгорания).

Система и способ тестирования и конфигурирования fpga // 2733092

Группа изобретений относится к программируемым логическим устройствам. Техническим результатом является уменьшение пространства кристалла, выделенного для адресации ячеек запоминающих устройств, улучшение тестирования.

Устройство идентификации проводов, кабелей и других линейных объектов с использованием акустического сигнала // 2733087

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для идентификации искомого проводника. Устройство идентификации проводов, кабелей с использованием акустического сигнала содержит генератор звуковых частот, выполненный на первом микроконтроллере, цифровой индикатор уровня звукового давления, выполненный на втором микроконтроллере, устройство приема информации, устройство усиления сигнала, два вибрационных динамика, звукосниматель, два ЖК дисплея, проводник.

Модифицированная микрополосковая линия, защищающая от сверхкоротких импульсов // 2732805

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для защиты радиоэлектронной аппаратуры от сверхкоротких импульсов. В устройстве из проводящей пластины, на которой параллельно ей расположена подложка, на которой параллельно ей располагается проводник прямоугольного поперечного сечения, выполнены два выреза, которые параллельны и равны по длине проводнику, в устройство добавлены два резистора, соединяющие концы проводника, образованного в проводящей пластине между двумя вырезами, с проводящей пластиной, при этом значение длины линии, умноженное на значение разности максимальной погонной задержки мод линии и наибольшей из остальных, не меньше суммы длительностей фронта, плоской вершины и спада сверхкороткого импульса, подающегося между проводником и проводящей пластиной, выбор параметров резисторов зависит от их поперечного сечения и расстояния между проводниками, а также относительной диэлектрической проницаемости, обеспечивающих минимизацию амплитуды сигнала на выходе.

Способ испытаний светотехнических систем транспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю // 2732801

Изобретение относится к методам испытаний светотехнических систем транспортных средств на устойчивость к воздействию электромагнитного поля. Транспортное средство располагают в защищенной от внешних факторов камере и ориентируют относительно расположенной в камере полеобразующей системы.

Автоматизированная система контроля состояния изоляции силовых кабельных линий и режима неустойчивых замыканий на землю // 2732000

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в электроустановках, на электрических станциях и подстанциях, электрических сетях и сетях связи для определения состояния изоляции и прогнозирования ресурса изоляции.

Устройство для диагностики воздушных линий электропередач // 2731846

Изобретение относится к диагностике воздушных линий электропередач. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач содержит корпус, исполнительный блок, оснащенный средством перемещения по канату, рабочий орган и две тяги, закрепленные на летно-подъемном средстве, которое выполнено взаимодействующим с корпусом.

Способ диагностики технического состояния высоковольтного оборудования открытых распределительных устройств // 2730876

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностики технического состояния высоковольтного оборудования открытых распределительных устройств (ОРУ), например ОРУ 110 кВ.

Система для обнаружения неисправности двигателя на основе подачи высокочастотных сигналов посредством связи // 2730902

Изобретение относится к испытательному оборудованию, в частности к системам для электрических испытаний двигателей с целью обнаружения неисправностей. Разработана система для обнаружения неисправности двигателя на основе подачи высокочастотного сигнала посредством связи, входной конец двигателя соединен со схемой источника высокочастотного сигнала обнаружения через схему связи для подачи высокочастотного сигнала обнаружения в обмотку двигателя; входной конец схемы источника высокочастотного сигнала обнаружения соединен с выходным концом контроллера для управления выходом высокочастотного сигнала обнаружения; выходной конец схемы обработки ответного сигнала соединен с входным концом контроллера для отправки принятого ответного сигнала напряжения или тока на контроллер; контроллер оценивает, имеет ли двигатель неисправность, а также степень неисправности посредством анализа ответного сигнала после применения возбуждения.