УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОДШИПНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к электрическим машинам, более конкретно к устройствам контроля подшипников, которые могут быть использованы при ремонте, диагностике и эксплуатации электрических машин, например, в специализированных или универсальных диагностических комплексах.
Известно устройство диагностирования шарикоподшипников электрической машины [AC SU №1107220, Н02К 15/00, 1984] которое содержит частотомер и соединенные последовательно датчик пульсаций тока, режекторный фильтр, первый полосовой фильтр, умножитель, интегратор, датчики вибраций, второй полосовой фильтр и управляемую линию задержки, при этом входы умножителя соединены с выходами первого полосового фильтра и управляемой линии задержки, а выход - со входом интегратора, к выходу, которого подключен частотомер.
Известно также устройство контроля подшипников электрической машины [АС SU №1035732, Н02К 15/00, 1983], которое содержит датчик пульсаций тока, режекторный и полосовой фильтры, фазовый детектор и частотомер, интегрирующую RC-цепочку, вход которой соединен со входом режекторного фильтра, два усилителя-ограничителя, входы которых соединены с выходами интегрирующей и дифференцирующей RC-цепочек, а выходы - со входами фазового детектора.
Известно устройство для защиты асинхронного электродвигателя от внутренних повреждений, обусловленных разрушением подшипников [Патент РФ №2095909, Н02К 15/00, 1997] которое содержит датчик тока статора, формирователь модуля сигнала, фильтр нижних частот, вход которого соединен с выходом формирователя модуля, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу фильтра нижних частот, исполнительный орган, датчик напряжения питающей сети, подключенный к цепи статора
защищаемого электродвигателя, формирователь управляющих импульсов, вход которого подключен к выходу датчика напряжения, коммутатор, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а второй вход подключен к выходу формирователя управляющих импульсов, запоминающий элемент, вход которого соединен с выходом коммутатора, фильтр верхних частот, вход которого подключен к выходу запоминающего элемента, а выход соединен с входом формирователя модуля сигнала, выход порогового элемента соединен с входом исполнительного органа.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является устройство контроля подшипников электрической машины [AC SU №983912, Н02К 15/00, 1982] содержащее датчик, выполненный в виде датчика пульсаций тока (напряжения), перестраиваемый режекторный фильтр, блок обработки и преобразования сигнала, содержащий фазосдвигающую цепочку, фазовый детектор, полосовой перестраиваемый фильтр и блок регистрации и отображения информации - частотомер.
Общим недостатком известных устройств является необходимость установки датчиков непосредственно на токоведущих частях электрической машины, что требует ее останова и разборки.
Задача полезной модели - упрощение процесса контроля подшипников за счет исключения разборки электрической машины для установки датчиков.
Поставленная задача достигается тем, что устройство контроля подшипников электрической машины содержит датчик, связанный с перестраиваемым режекторным фильтром, блок обработки и преобразования сигнала, а также блок регистрации и отображения информации в котором, в отличие от прототипа, датчик выполнен в виде датчика внешнего магнитного поля, а в качестве блоков обработки и преобразования сигнала и регистрации и отображения информации использован цифровой спектральный анализатор с усилителем.
Датчик внешнего магнитного поля также как и датчик пульсаций тока (напряжения) фиксирует частотные всплески в спектре внешнего магнитного поля электрической машины, возникающие при наличии дефектов, но в отличие от датчика пульсаций тока (напряжения) устанавливается на поверхности машины, что не требует ее останова и разборки. При этом уровень сигнала, получаемого с датчика внешнего магнитного поля недостаточен для непосредственной подачи на вход цифрового спектрального анализатора, поэтому необходимо использование усилителя. Цифровой спектральный анализатор содержит блок параллельных цифровых фильтров и аналого-цифровых преобразователей, причем цифровые фильтры реализуются программно с помощью быстрого преобразования Фурье. Упрощение процесса контроля также достигается за счет визуального или программного сравнения измеренного и нормированного спектров частот внешнего магнитного поля электрической машины.
Полезная модель поясняется структурной схемой.
Устройство состоит из соединенных последовательно: датчика внешнего магнитного поля 1, перестраиваемого режекторного фильтра 2, усилителя 3 и цифрового спектрального анализатора 4.
Устройство работает следующим образом: спектр электрического сигнала с датчика внешнего магнитного поля 1, установленного на поверхности машины поступает в перестраиваемый режекторный фильтр 2, (в качестве датчика внешнего магнитного поля использован индукционный датчик), перестраиваемый режекторный фильтр 2 перестраивается в зависимости от того, увеличилась или уменьшилась частота основной гармоники источника питания электрической машины, с перестраиваемого режекторного фильтра 2 сигнал поступает на усилитель 3 (усилитель реализован на базе микросхемы К140УД6 в инвертирующем включении с коэффициентом усиления -10) и далее в цифровой спектральный анализатор 4. В качестве цифрового спектрального анализатора использовано многофункциональное измерительное устройство аналого-цифрового
преобразования и ввода данных - Handyprobe HP-2 (фирма производитель Tie-Pie, Голландия) и персональный компьютер.
Спектр сигнала с датчика внешнего магнитного поля отображается на экране монитора спектрального анализатора 4, есть возможность сравнения сигнала, полученного с диагностируемого двигателя и сигнала-эталона полученного с исправного двигателя, выбранного за эталон. Также возможно указание спектральных компонент (выделение другим цветом на экране), появление которых в спектре внешнего магнитного поля электрической машины свидетельствует о наличии и степени развития дефекта(ов) подшипников. В цифровом спектральном анализаторе процесс сравнения сигнала, полученного с диагностируемой машины и сигнала эталона может производиться как визуально, так и с помощью программы обработки и контроля, которая по результатам сравнения спектрограмм выдает информацию: «исправен» («неисправен») и вид имеющегося дефекта(ов).
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет упростить процесс контроля подшипников за счет исключения разборки электрической машины для установки датчиков.