СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
DETERMINATION OF ECCENTRICITY OF INDUCTION MOTOR ROTOR

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для определения эксцентриситета ротора электрических машин, в частности асинхронного электродвигателя.
Известен способ косвенного определения эксцентриситета воздушного зазора электрической машины, заключающийся в фильтрации, логарифмировании и повторной фильтрации сигналов с вибродатчиков [1].
Недостатками данного способа являются сложность и дороговизна диагностического устройства, большое количество неопределенных факторов, влияющих на спектр вибрации, а также сложность кепстрального анализа.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения технического состояния асинхронного электродвигателя в режиме пуска. Испытания проводят в режиме холостого хода. При этом снимают кривую разгона асинхронного электродвигателя от неподвижного состояния до максимальной частоты вращения. Диагностирование осуществляется путем сравнения полученного времени разгона с заданным теоретическим или эталонным значением [2].
Недостатком данного способа является то, что не представляется возможным определить конкретную неисправность, так как диагностирование осуществляется функционально.
Задачей изобретения является определение величины эксцентриситета ротора на основе анализа кривой разгона асинхронного электродвигателя.
Сущность изобретения заключается в следующем. После подготовки двигателя к пуску и его запуска получают график зависимости частоты вращения ротора двигателя от времени. На полученном графике 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 находят относительный эксцентриситет ротора. При этом в зависимости от величины эксцентриситета амплитуда колебаний частоты вращения ротора на этом участке изменяется, что позволяет определить наличие и величину эксцентриситета ротора асинхронного двигателя.
На фиг. 1 и 2 изображен способ определения величины эксцентриситета ротора асинхронного электродвигателя. При этом на фиг. 1 показана зависимость частоты вращения ротора от времени, на фиг. 2 - зависимость относительного эксцентриситета от разности амплитуд частоты вращения ротора.
п
уст
Определение величины эксцентриситета осуществляют путем сравнения полученной величины амплитуды изменения частоты вращения ротора контролируемого двигателя с заданным эталонным значением (фиг. 1), где 1 - эталонная кривая; 2 - фактическая кривая; А - амплитуда изменения частоты вращения ротора технически исправного двигателя; В - амплитуда изменения частоты вращения ротора двигателя с эксцентриситетом; t - время пуска; t - время установившегося режима работы. Затем определяют разность амплитуд изменения частоты вращения ротора ΔΑ по формуле: ΔΑ=В-А. По значению ΔΑ из фиг. 2 определяют величину относительного эксцентриситета.
Эталонную кривую (1) получают в результате испытания технически исправного (эталонного) электродвигателя. Фактическую кривую (2) снимают с вала испытываемого электродвигателя. С помощью датчика оборотов получают сигнал с двигателя, который затем преобразуют и подают на компьютер. Проводят анализ графика частоты вращения ротора в функции времени для установления диагноза.
В зависимости от разности амплитуд изменения частоты вращения ротора технически исправного и испытываемого электродвигателей определяют величину эксцентриситета асинхронного электродвигателя.
н
с
Определение эксцентриситета осуществляется следующим образом. Покажем это на примере электродвигателя АИР 80 В4 (Р=1,5 кВт, n=1500 об/мин). На фиг. 1 изображены эталонная (1) и фактическая (2) кривые пуска этого электродвигателя, где А=373 об/мин, В=478 об/мин. Из рисунка видно, что разность изменения амплитуд частоты вращения составляет 105 об/мин. При определении величины эксцентриситета микрометром было установлено, что его величина для данной разности амплитуд частоты вращения составляет 27%.
Таким образом, найден способ определения эксцентриситета асинхронного двигателя, который позволяет определить наличие и величину эксцентриситета асинхронного двигателя в режиме холостого хода.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. АС СССР №1065789, G01R 31/34, 07.01.1984.
2. Патент РФ №2485534, G01R 31/34, Н02K 15/02, 20.06.2013 - прототип.