СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МЕЖВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ТРЕХФАЗНОЙ ОБМОТКИ СТАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области электротехники и предназначена для оценки технического состояния межвитковой изоляции обмотки статора трехфазных электрических машин.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является система диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины, содержащая источник переменного тока, соединенный с диагностируемой фазной обмоткой, датчик сигнала акустической эмиссии, накладываемый на сердечник статора и соединенный с блоком обработки данных, в котором по интенсивности сигнала акустической эмиссии, возбуждаемого в межвитковой изоляции, оценивается техническое состояние межвитковой изоляции (Герцен Н.Т. Акустическая диагностика изоляции обмоток асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производстве: Автореферат дис. на соискание ученой степени канд. тех. наук. Барнаул, 2007. -16 с.).
Известная система диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины предусматривает поочередное подключение к источнику переменного тока только одной из трех фазных обмоток статора при обесточенных двух других фазных обмоток и последующее измерение интенсивности сигнала акустической эмиссии, порождаемого электродинамическими взаимодействиями между собой проводников диагностируемой фазной обмотки при протекании через них диагностического тока. Информация, получаемая путем измерения интенсивности сигнала акустической эмиссии, тесно связана с физико-механическими свойствами межвитковой изоляции, что позволяет достаточно объективно оценивать ее техническое состояние.
Недостатком данной системы диагностирования межвитковой изоляции является низкая чувствительность, обусловленная хаотическим направлением электродинамических взаимодействий проводников, а также невысокая достоверность вследствие неполного устранения искажений диагностического сигнала акустической эмиссии от воздействия помех, создаваемых в сердечнике статора магнитострикцией и эффектами электродинамического и магнитного взаимодействия, порождаемых пульсирующим магнитным полем в сердечнике статора.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения чувствительности и достоверности системы диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины при использовании в качестве диагностического параметра сигнала акустической эмиссии, возбуждаемого в ней.
Технический результат достигается тем, что система диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины, содержащая источник переменного тока, соединенный с диагностируемой первой фазной обмоткой, датчик сигнала акустической эмиссии, накладываемый на сердечник статора и соединенный с блоком обработки данных, в котором по интенсивности сигнала акустической эмиссии, возбуждаемого в межвитковой изоляции, оценивается техническое состояние межвитковой изоляции, согласно предлагаемой полезной модели, дополнительно содержит источник постоянного тока, у которого вывод с отрицательным потенциалом соединен со второй фазной обмоткой, а вывод с положительным потенциалом соединен с третьей фазной обмоткой, при этом источник переменного тока выполнен в виде источника импульсного однополярного тока.
Таким образом, поставленная задача решается тем, что в системе диагностирования межвитковой изоляции, где в качестве диагностического параметра используется сигнал акустической эмиссии, каждая из фазных обмоток статора поочередно подключается к источнику диагностирующего импульсного однополярного тока, а две другие фазные обмотки - к источнику постоянного тока. Возникающие при этом магнитоэлектрические взаимодействия проводников диагностируемой фазы обмотки при протекании через них импульсов диагностического тока, с постоянным магнитным полем сердечника статора, возбуждаемым постоянным током двух других фазных обмоток, порождают сигнал акустической эмиссии, контроль которого позволяет оценивать техническое состояние изоляции, так как его интенсивность тесно связана с физико-механическими свойствами межвитковой изоляции.
Технический результат - повышение чувствительности - достигается за счет упорядоченного направления и усиления магнитоэлектрических взаимодействий проводников диагностируемой фазы обмотки при протекании через них диагностирующего импульсного однополярного тока с постоянным магнитным полем сердечника статора, а повышение достоверности достигается существенным устранением искажения диагностического сигнала акустической эмиссии от действия помех, создаваемых в сердечнике статора магнитострикцией и эффектами электродинамического и магнитного взаимодействий за счет его насыщения постоянным магнитным потоком.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая система для диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины.
На чертеже цифрами обозначены:
1 - диагностируемая первая фазная обмотка статора (Ах) трехфазной электрической машины,
2 - вторая и третья фазные обмотки статора (By и Cz) трехфазной электрической машины,
3 - сердечник статора,
4 - источник импульсного однополярного тока,
5 - источник постоянного тока,
6 - датчик сигнала акустической эмиссии,
7 - блок обработки данных.
Система диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины содержит источник переменного тока, соединенный с диагностируемой первой фазной обмоткой 1 (Ах), датчик 6 сигнала акустической эмиссии, накладываемый на сердечник 3 статора и соединенный с блоком 7 обработки данных. По интенсивности сигнала акустической эмиссии, возбуждаемого в межвитковой изоляции, в блоке 7 обработки данных оценивается техническое состояние межвитковой изоляции.
Отличием предлагаемой системы диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины является то, что она дополнительно содержит источник 5 постоянного тока, у которого вывод с отрицательным потенциалом соединен с началом второй (В) и концом третьей (z) фазных обмоток 2 статора, а вывод с положительным потенциалом соединен с началом третьей (С) и концом второй (у) фазных обмоток 2 статора. Источник переменного тока выполнен в виде источника 4 импульсного однополярного тока.
Система диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины работает следующим образом.
Диагностируемую первую фазную обмотку 1 статора (Ах) подключают к источнику 4 импульсного однополярного тока, а две другие фазные обмотки 2 статора (By и Cz), соединенные между собой параллельно, подключают к источнику 5 постоянного тока. При включении источника 4 в проводниках диагностируемой первой фазной обмотки 1 статора протекает импульсный ток однополярной направленности. При включении источника 5 по двум другим фазным обмоткам 2 статора протекает постоянный ток, который возбуждает в сердечнике 3 статора постоянное магнитное поле «Ф». При этом между проводниками диагностируемой первой фазной обмотки 1 статора и магнитным полем сердечника 3 статора возникают электромагнитные взаимодействия импульсного характера, которые создают в материале межвитковой изоляции импульсные механические напряжения, порождающие акустическую эмиссию, интенсивность которой определяется физико-механическими свойствами материала изоляции. Сигнал акустической эмиссии, преобразованный датчиком 6 в электрический, подается в блок 7 обработки данных, который по результатам оценки его интенсивности определяет техническое состояние межвитковой изоляции.
Использование предлагаемой полезной модели позволит повысить чувствительность и достоверность системы диагностирования межвитковой изоляции трехфазной обмотки статора электрической машины при использовании в качестве диагностического параметра сигнала акустической эмиссии, возбуждаемого в ней.