СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ МЕЖВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
METHOD OF DIAGNOSTICS OF TURN-TO-TURN SHORT CIRCUITS OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTOR

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления межвитковых повреждений в обмотке статора асинхронного электродвигателя.
Известен способ определения короткозамкнутых витков в электрических обмотках, взятый за прототип, заключающийся в том, что подают напряжение изменяющейся частоты, измеряют параметры резонансного контура обмоток и судят о наличии коротких замыканий по частотному максимуму измеряемого параметра. При этом напряжение изменяющейся частоты подают на одну из обмоток, резонансный контур образуют между двумя обмотками посредством создания магнитной связи между ними и соединения с заземлением двух выводов обмоток, а в качестве измеряемого параметра резонансного контура используют добротность (см. патент РФ №2305291, МПК G01R 31/06, опубл. 27.08.2007).
Недостатком данного способа является необходимость заземления обмоток, т.к. в случае наличия трех выводов с электродвигателя (соединение обмоток - звезда) становится невозможным диагностировать труднодоступные электродвигатели.
Техническим результатом изобретения является создание эффективного и простого способа диагностирования технического состояния асинхронных электродвигателей, в том числе и в труднодоступных условиях.
Результат достигается тем, что способ диагностики межвитковых замыканий асинхронного электродвигателя, при котором на обмотки подают напряжение и измеряют параметр, отличается тем, что напряжение подают повышенной частоты, а в качестве измеряемого параметра используют силу тока в цепи, включающей две последовательно соединенные обмотки электродвигателя и конденсатор, при этом измерение силы тока производят для всех возможных сочетаний обмоток и конденсатора и по соотношению значений измеренных параметров силы тока судят о наличии межвитковых замыканий.
Сущность изобретения в том, что на две последовательно соединенные обмотки асинхронного электродвигателя и конденсатор постоянной емкости подается напряжение повышенной частоты, далее, с помощью датчика тока измеряется ток в цепи. После регистрации значения тока, происходит смена сочетания обмоток (фигура 2, фигура 3, фигура 4), повторный замер и регистрация тока.
На фигуре 2 представлена схема соединения при испытании обмоток A и B, на фигуре 3 представлена схема соединения при испытании обмоток B и C, на фигуре 4 представлена схема соединения при испытании обмоток C и A.
После замера тока при трех возможных сочетаниях (соединение обмоток - звезда, двигатель имеет три вывода) производится сравнение значений токов и по их соотношениям делается вывод о наличии межвитковых замыканий. Анализ межвитковых замыканий проводится путем сравнения значений тока при разных сочетаниях обмоток, так, при повреждении обмотки A результаты замеров будут отличны от нормальных (но примерно равны) при двух сочетаниях обмоток A-B, C-A.
На фигуре 1 представлена схема устройства, реализующего способ.
Устройство содержит силовые ключи 1-6, контактор 7, микроконтроллер с встроенным аналого-цифровым преобразователем 8, источник напряжения повышенной частоты 9, датчик тока 10, сеть трехфазного напряжения 220/380В 11, асинхронный электродвигатель 12.
К фазам асинхронного электродвигателя 12, который питается от сети трехфазного напряжения 11, подключаются сдвоенные ключи 1-6, при этом ключи 1, 3, 5 подключены к источнику напряжения повышенной частоты, а ключи 2, 4, 6 заземлены через конденсатор постоянной емкости. Управляются все ключи микроконтроллером 8. Микроконтроллер, помимо управления ключами 1-6, управляет источником питания повышенной частоты 9, а также осуществляет блокировку контактора 7 во время цикла диагностики.
Работает устройство следующим образом.
После отключения асинхронного электродвигателя 12 от сети 11 контактором 7 микроконтроллер 8 запускает цикл диагностики, на время которого контактор 7 блокируется (путем дублирующего размыкания цепи питания катушки контактора), после этого микроконтроллер включает источник питания повышенной частоты 9 и замыкает ключи 1 и 6, при этом через обмотки A и B и конденсатор протекает ток, который измеряется датчиком тока 10, сигнал датчика 10 поступает в аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера 8, после этого размыкаются ключи 1 и 6, но замыкаются 5 и 4, что приводит к протеканию тока через обмотки B и C, производится второй замер с помощью датчика тока 10. После обработки сигнала датчика 10 аналого-цифровым преобразователем ключи 5 и 4 размыкаются, но ключи 3 и 2 замыкаются, что приводит к протеканию тока через обмотки C и A, ток снова измеряется датчиком тока 10 и сигнал поступает в аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера 8. После трех замеров микроконтроллер 8 производит сравнение значений тока. Если ток при двух сочетаниях обмоток значительно больше третьего, то микроконтроллер 8 делает вывод о наличии межвиткового замыкания на обмотке.
При этом микроконтроллер 8 не снимает блокировку с контактора 7, пока питание микроконтроллера не будет выключено и снова включено.
Предложенный способ позволяет диагностировать асинхронные электродвигатели с высокой точностью и при расположении в труднодоступных условиях, так как не требует доступа непосредственно к электродвигателю, причем для реализации не требует сложных вычислительных систем.