Диагностирование дефектов обмоток электромеханических и электромагнитных преобразователей

Совершенствование основных методов оценки технического состояния электрооборудования. Рассмотрение вопросов диагностирования состояния обмоток электромеханических и электромагнитных преобразователей на основе исследования их динамических характеристик.

Рубрика Экономика и экономическая теория
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 30.01.2020
Размер файла 341,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Самарский государственный технический университет

Диагностирование дефектов обмоток электромеханических и электромагнитных преобразователей

А.М. Абакумов

Н.П. Бахарев

Совершенствование методов оценки технического состояния электрооборудования является актуальной проблемой, решение которой позволяет повысить эксплуатационную надежность и эффективность управления режимами работы оборудования.

Для электромеханических и электромагнитных преобразователей важнейшим показателем является техническое состояние их обмоток.

При диагностике обмотка преобразователей рассматривается как электрическая цепь, содержащая активное сопротивление R и индуктивность L, и о состоянии обмотки судят по отклонению указанных параметров от номинальных значений [1]. Для оценки отклонений наряду с традиционными методами измерения параметров электрических цепей предложена методика [2], базирующаяся на исследовании переходного процесса, возникающего в диагностируемой цепи при подключении ее к источнику постоянного напряжения. Существенным недостатком известных методик является низкая чувствительность диагностируемых параметров к изменениям состояния электрической цепи, что снижает надежность выявления дефектов, связанных, например, с витковыми замыканиями в обмотке.

Рассмотрим методику диагностики, базирующуюся на анализе переходных и частотных характеристик электрической цепи [3, 4].

Для повышения чувствительности диагностируемого параметра к вариациям значений индуктивности L и активного сопротивления R в диагностируемую электрическую цепь дополнительно включается емкость C (рис. 1). электромагнитный преобразователь динамический

Рис. 1. Электрическая схема диагностируемой цепи

Динамические свойства цепи для выходной переменной - напряжения на конденсаторе Uc описываются передаточной функцией колебательного звена

,

где постоянная времени T и коэффициент затухания о определяются соотношениями:

;

Переходная функция колебательного звена, представляющая собой решение характеристического уравнения (1), при имеет вид:

,

где и - действительная и мнимая части корней характеристического уравнения (1).

Значение вводимой в цепь емкости выбирается из условия обеспечения резонансных свойств звена, при этом коэффициент затухания о принимается равным 0,1…0,2:

.

В качестве примера диагностируемой электрической цепи, содержащей активное сопротивление и индуктивность, взята фазовая обмотка статора автомобильного генератора 94.3701. Номинальные значения электрических параметров обмотки: число витков , L=0,001447 Гн, R=0,0373 Ом. Величина дополнительно вводимой в цепь емкости выбрана по выражению (2), при этом значение о принято равным 0,1. В качестве цепи с дефектом исследована та же обмотка при коротком замыкании пяти витков.

График переходного процесса в диагностируемой цепи с номинальными параметрами приведен на рис. 2.

Как показал предварительный анализ, за диагностируемые параметры целесообразно принимать: период колебаний ф, время переходного процесса (время вхождения кривой переходного процесса в зону допустимых отклонений), время , соответствующее первому максимуму кривой переходного процесса.

Результаты исследования диагностируемых параметров по переходным характеристикам представлены в таблице.

Рис. 2. График переходного процесса

Численные значения параметров диагностирования

Параметр диагностирования

Значение диагностируемого

параметра

В электрической цепи с номинальными

параметрами

В цепи

с дефектом

ф - период колебаний, рад/с

0,044

0,049

- время переходного процесса, с

0,23

0,2

- время, соответствующее первому максимуму кривой переходного процесса

0,022

0,024

Как следует из приведенных данных, принятые параметры переходного процесса существенно зависят от состояния электрической цепи, что обеспечивает повышение надежности и достоверности параметров диагностирования.

Дополнительные возможности повышения надежности и достоверности параметров диагностирования дает исследование амплитудной и фазовой частотной характеристик рассматриваемой электрической цепи, описываемых выражениями:

.

Амплитудные частотные и фазовые частотные характеристики цепи с номинальными параметрами (индекс 1) и цепи с вышеуказанным дефектом (индекс 2) приведены на рис. 3.

При анализе частотных характеристик в качестве сравниваемых показателей для цепи с номинальными параметрами и диагностируемой цепи целесообразно использовать: максимальные значения и АЧХ; частоты щс1 и щс2, соответствующие максимумам АЧХ; фазовые сдвиги и на частоте щс1 ; значения АЧХ и на частоте щс1.

Рис.3. Амплитудные и фазовые частотные характеристики диагностируемых электрических цепей

Численные значения параметров диагностирования для электрической цепи с номинальными значениями параметров и для диагностируемой электрической цепи с дефектом приведены в табл. 2.

Таблица 2 Численные значения параметров диагностирования

Параметр диагностирования

Значение диагностируемого

параметра

В цепи
с номинальными параметрами

В цепи

дефектом

- максимальное значение АЧХ

5,03

5,01

щc - частота, соответствующая максимуму АЧХ, рад/с

126,5

140

Фазовый сдвиг на частоте щс1 , град.

-90

-36,2

Как следует из приведенных данных, значения указанных параметров диагностирования существенно изменяются при наличии дефекта в диагностируемой электрической цепи.

Таким образом, рассмотренный метод диагностирования, базирующийся на исследовании показателей переходных и частотных характеристик, позволяет обеспечить высокую надежность выявления дефектов обмоток электромеханических и электромагнитных преобразователей.

Библиографический список

1. Сергеев А.Г., Ютт В.Е. Диагностирование электрооборудования автомобилей. - М.: Транспорт, 1987. - 159 с.

2. Патент RU 2314432 C2 Российская федерация МПК7 F02P17/00, G01M15/00. Способ диагностирования автомобильного электрооборудования / Петинов Ю.О., Пьянов М.А.; опубл. 10.01.2008.

3. Заявка 2010124715 Российская федерация, МПК8 F02P 17/00, G01M 15/00. Способ диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность / Абакумов А.М., Овсянников В.Н., Харымова Е.Ю., Петинов О.В., дата приоритета 16.06.2010.

4. Заявка 2010148981 Российская федерация, МПК8 F02P 17/00, G01M 15/00. Способ диагностирования электрических цепей, содержащих активное сопротивление и индуктивность / Абакумов А.М., Овсянников В.Н., Рандин Д.Г., Харымова Е.Ю., Петинов О.В., дата приоритета 30.11.2010.

Аннотация

Рассмотрены вопросы диагностирования состояния обмоток электромеханических и электромагнитных преобразователей на основе исследования их динамических характеристик.

Ключевые слова: диагностирование, обмотки электромеханических и электромагнитных преобразователей, динамические характеристики.

Questions of diagnostic of a condition of windings of electromechanical and electromagnetic converters based on a research of their dynamic characteristics are considered.

Key words: diagnostic, winding of electromechanical and electromagnetic converters, dynamic characteristics.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.