close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336535

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 535
(13)
C1
(51) МПК
G01R 31/06
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007109541/28, 15.03.2007
(72) Автор(ы):
Богданов Валентин Иванович (RU),
Богданов Владимир Валентинович (RU),
Степаненко Евгений Борисович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
15.03.2007
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
2 3 3 6 5 3 5
электрическа цепь «сравнени », содержаща резистор и конденсатор. В нейтральный проводник
включают индикатор тока. По отсутствию тока в
нулевом проводнике суд т об исправном состо нии
испытуемой обмотки. 3 ил.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к электротехнике и
может быть использовано дл определени неисправного состо ни индуктивных обмоток
электрических машин. Технический результат:
расширение возможности сравнительной оценки с
помощью измерительной схемы сравнени при
номинальных и более токах, при которых могут
про вл тьс не вно выраженные неисправности
обмоток. Сущность: схема сравнени , с помощью
которой реализуетс способ, содержит трехфазный
трансформатор. К двум вторичным обмоткам
трехфазного трансформатора с регулируемым
напр жением подключаетс испытуема обмотка и
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ИНДУКТИВНЫХ ОБМОТОК
2 3 3 6 5 3 5
Адрес дл переписки:
346500, Ростовска обл., г. Шахты, ул.
Шевченко, 147, ЮРГУЭС, патентна служба
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2144196 С1, 10.01.2000. SU 1781643
А1, 15.12.1992. SU 1677693 А1, 15.09.1991.
Электротехнический справочник под ред.
ГЕРАСИМОВА В.Г. и др., т.1. - М.: Энерги ,
1980, с.185, рис.5-7.
(73) Патентообладатель(и):
ГОУ ВПО "Южно-Российский государственный
университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО
"ЮРГУЭС") (RU)
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 336 535
(13)
C1
(51) Int. Cl.
G01R 31/06
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007109541/28, 15.03.2007
(72) Inventor(s):
Bogdanov Valentin Ivanovich (RU),
Bogdanov Vladimir Valentinovich (RU),
Stepanenko Evgenij Borisovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 15.03.2007
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
(73) Proprietor(s):
GOU VPO "Juzhno-Rossijskij gosudarstvennyj
universitet ehkonomiki i servisa" (GOU VPO
"JuRGUEhS") (RU)
C 1
2 3 3 6 5 3 5
R U
winding tested.
EFFECT: measuring comparator circuit allowing
wider performances at rated and higher currents
whereat will arise unapparent winding failures.
3 dwg
Страница: 2
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical
engineering and can be used for pinpointing
faults
in
induction
windings
of
electrical
machines. The invention novelty consists in that
the
comparator
circuit
allowing
the
implementation of the said method incorporates a
three-phase transformer. The winding to be tested
and the comparator circuit comprising a resistor
and a capacitor are connected to the adjustable
voltage three-phase transformer secondaries. The
current indicator is connected into the neutral
conductor. The no-current state in the neural
conductor allows judging on the state of the
2 3 3 6 5 3 5
(54) METHOD DIAGNOSTICS OF INDUCTION WINDINGS
R U
Mail address:
346500, Rostovskaja obl., g. Shakhty, ul.
Shevchenko, 147, JuRGUEhS, patentnaja sluzhba
RU 2 336 535 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Предлагаемое изобретение относитс к области электротехники и может быть
использовано дл определени неисправного состо ни (диагностики) индуктивных
обмоток (катушек) электрических машин, а также трансформаторов, пускозащитной
аппаратуры, обмоток устройств автоматики и электроники.
Диагностика электротехнических устройств, содержащих индуктивные обмотки,
заключаетс в основном путем измерени и расчета электрических параметров - полного,
активного и реактивного сопротивлений, индуктивности и добротности.
Эти параметры можно рассчитать на основе измерений с помощью измерительного
комплекта К-505 и его модификаций напр жени U, тока I и активной мощности тока Р и
далее по формулам определ ют
Z=U/I, Ом - полное сопротивление,
R=P/I 2=Z?cos?, Ом - активное сопротивление,
, Ом - реактивное сопротивление,
cos?=P/S - коэффициент мощности тока,
?=arccos? - угол сдвига фаз между током и напр жением.
Диагностика индуктивных обмоток электротехнических устройств различного назначени с помощью измерительного комплекта типа К-505 в натурных услови х не вл етс оперативной с достаточной разрешающей способностью. Измерительный комплект не
вл етс прибором сравнительной оценки непосредственно электрических параметров
заведомо исправной индуктивной обмотки и аналогичной испытуемой. Этот метод
позвол ет оценить состо ние, например, обмоток электродвигател при их значительных
(ощутимых) нарушени х не на начальных стади х.
Необходимость раннего вы влени неисправного состо ни индуктивных обмоток
электродвигателей, используемых в приводах компрессоров, размещенных в неразборных
корпусах бытовых и торговых холодильных агрегатах, св зана прежде всего с их
длительной безаварийной эксплуатацией. Поэтому в услови х цеха перед установкой
ремонтного или нового электродвигател в корпус герметичного холодильного компрессора
проводитс их диагностика.
Натурна (внецехова ) диагностика обмоток электропривода бытовых и торговых
холодильных агрегатов и кондиционеров выполн етс малыми предпри ти ми сервиса по
за вкам заказчиков. Разнообразие электроприводов холодильной техники достаточно
велико. Их основные электрические параметры значительно отличаютс : по напр жению от
127 до 380 В, по мощности тока от 0,18 кВт до 5,5 кВт, по номинальной силе тока от
1,3 А до 7 А, по коэффициенту мощности тока от 0,65 до 0,86, что соответствует углу
сдвига фаз между током и напр жением, не превышающим 60°. (Холодильные
компрессоры, справочник, М.: Легка промышленность, 1981, 280 с.)
При таком разнообразии электроприводов холодильных агрегатов оперативна их
диагностика в натурных услови х (у заказчика) может быть выполнена прибором
(устройством) сравнени , в котором используетс легко перестраиваема по
сопротивлению электрическа цепь сравнени .
Наиболее распространенными приборами сравнени , предназначенными дл измерени параметров элементов электрических цепей вл ютс электрические мосты посто нного и
переменного тока (С.М.Нижний. Мосты переменного тока. - М. - Л., Энерги , 1966, - 128
с.). Мосты имеют диагональ питани и диагональ нагрузки, в которую включают
сравнивающее устройство (СУ) или показывающий прибор. В зависимости от режима
работы диагонали нагрузки различают электрические мосты уравновешенные,
неуравновешенные и квазиуравновешенные. В последних уравновешивание моста
осуществл етс по одной из составл ющих комплексного полного сопротивлени - модулю,
фазе, активной или реактивной. Достигаетс это путем применени специальных
сравнивающих устройств - детекторов частотных фазовых, амплитудных
(Электротехнический справочник, в 3-х Т, Т1, под общ. ред. профессоров МЭИ
В.Г.Герасимова и др. - М.: Энерги , 1980, - 520 с., стр.183-186).
Страница: 3
DE
RU 2 336 535 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Больша часть мостов переменного тока, предназначенных дл измерени параметров
индуктивных обмоток, работают при малых величинах токов (мосты Р50-1, УМ-3, Р556,
ИИН-4). Мост ИИН-3М предназначен дл лабораторных и цеховых измерений параметров
индуктивных обмоток с магнитопроводом и без него. Токи небольшой величины в
измерительных схемах мостов делают их малоприемлемыми дл раннего вы влени неисправного состо ни обмоток в электроприводах компрессоров. Кроме этого, мосты
имеют большой вес от 20 до 60 кг и высокую цену.
Наиболее близким по своей сути вл етс способ диагностики индуктивных обмоток,
прин тый за прототип, путем сравнени их полных сопротивлений, измеренных с помощью
мостовой схемы сравнени , показанной на фиг.1. (Электротехнический справочник в 3-х
Т. Т1. Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г.Герасимова и др. - М.: Энерги , 1980. - 520
с., рис.5-7е, стр.185)
В способе-прототипе мостова схема сравнени (фиг.1) состоит из:
ZA, ZB - комплексные полные сопротивлени индуктивных обмоток соответственно
испытуемой и заведомо исправной (плечо сравнени ),
СУ - сравнивающее устройство,
WA и WB - числа витков двух секций вторичной обмотки однофазного трансформатора,
вл ютс плечами отношени .
Мостова схема характеризуетс посто нной разностью фаз ?А-?В=0.
.
В уравновешенном режиме, ток в СУ равен нулю и
В способе-прототипе полное комплексное сопротивление испытуемой индуктивной
обмотки электродвигател компрессора сравниваетс с комплексным полным
сопротивлением заведомо исправной индуктивной обмотки электродвигател в приводе
аналогичного компрессора. Вместо него можно использовать изготовленные аналоги
индуктивных обмоток электродвигателей однотипных компрессоров. Это вл етс существенным недостатком способа-прототипа при использовании его во внецеховых
услови х сервисными малыми предпри ти ми. При этом затруднена балансировка
мостовой схемы, если возникает необходимость расчета составл ющих комплексного
полного сопротивлени неисправной обмотки.
Задачей предлагаемого технического решени способа диагностики индуктивных
обмоток вл етс расширение возможности способа сравнени с использованием
измерительной схемы сравнени , в которой плечо сравнени может содержать легко
регулируемые по величине активное и реактивное емкостное сопротивление.
Поставленна цель достигаетс тем, что электрическа схема, показанна на фиг.2, с
помощью которой реализуетс способ, содержит: амперметр 1 и испытуемую индуктивную
обмотку 2, соединенные последовательно с плечем сравнени 3, содержащим активное 4 и
реактивное емкостное 5 с переменными величинами сопротивлени ми, трехфазный
трансформатор 6 с регулируемым напр жением вторичных обмоток, соединенных по схеме
«звезда» с нулевым проводником; линейный проводник 7 (фаза В) вторичной обмотки
трансформатора 6 подключен к свободному концу испытуемой индуктивной обмотки 2 с
амперметром 1, линейный проводник 8 (фаза С) вторичной обмотки трансформатора 6
подключен к свободному концу электрической цепи плеча сравнени 3; вывод нейтрального
(нулевого) проводника 9 вторичной обмотки трансформатора 6 подключен через
сравнивающее устройство - амперметр 10 к узлу соединени плечей 2 и 3. Линейный
проводник 11 (фаза А) вторичной обмотки трансформатора 6 не используетс .
Измерени по прилагаемому способу осуществл ют следующим образом. В
обесточенной измерительной схеме устройства отключают плечо сравнени 3 от линейного
проводника 8 вторичной обмотки трехфазного трансформатора 6, устанавливают регул тор
напр жени вторичных обмоток в нулевое положение. Подключают к линейному
проводнику 7 вторичной обмотки трансформатора 6 измерительной схемы одну из
заведомо исправных обмоток одно- или трехфазного электродвигател компрессора
холодильника или кондиционера. Подключают схему устройства к трехфазной сети,
Страница: 4
RU 2 336 535 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
регул тором устанавливают такую величину вторичного напр жени , при которой
возникает номинальна величина тока в заведомо исправной обмотке 2 электродвигател компрессора, отсчитываема по амперметру 1. Далее обесточивают измерительную схему,
подключают плечо сравнени 3 к линейному проводнику 8 вторичной обмотки
трансформатора 6, вновь подключают сеть, измен ют величины сопротивлени резистора
4 и емкости конденсатора 5 до тех величин, при которых ток в нулевом проводнике 9,
измер емый амперметром 10, не станет равным нулю. Полученные величины
сопротивлени резистора 4 и емкости конденсатора 5 плеча сравнени 3 записывают в
базу данных. База данных и элементы плеча сравнени 3 используютс при
диагностических работах в услови х заказчика.
Сущность предлагаемого способа диагностики индуктивных обмоток нагл дно можно
продемонстрировать с помощью векторной диаграммы напр жений и токов, показанной на
фиг.3.
При наличии нейтрального (нулевого) проводника векторна диаграмма трехфазных
в
напр жений симметрична с углом сдвига фаз, равным 120°. Вектор полного тока
испытуемой обмотке 2 (фаза В), отстающий относительно вектора напр жени этой
фазы, т.к. он имеет индуктивный характер. Вектор полного тока
в плече сравнени 3
(фаза С), опережающий относительно вектора напр жени этой фазы, т.к. он имеет
емкостный характер.
Любому полному току IBi, соответствующему полному сопротивлению конкретной
индуктивной обмотки 2, можно подобрать с помощью резистора 4 и конденсатора 5 плеча
на
сравнени величину полного тока ICi, вектор которого опережает вектор напр жени такой угол, при котором векторы токов
наход тс в противофазе с векторами токов
.
Если
,
,
, то геометрическа сумма каждой пары векторов
окажетс равной нулю, ток в нейтральном (нулевом) проводнике 9, измер емый
амперметром 10, станет равным нулю. Это показатель исправного состо ни индуктивной
обмотки.
Такое состо ние измерительной схемы соответствует уравновешенному режиму
мостовой схемы. По известным величинам активного сопротивлени резистора 4 и емкости
конденсатора 5 легко рассчитать составл ющие полного сопротивлени индуктивной
обмотки 2, если така необходимость возникает. Формулы дл расчета параметров
индуктивной обмотки.
Полное сопротивление индуктивной обмотки 2 и фазные напр жени , UB=Uc=Zc?Ic,
активное и реактивное сопротивление индуктивной обмотки 2
RК=Zк?cos(60-?°с); XK=ZK?sin(60-?°с),
угол сдвига фаз между векторами тока и напр жени обмотки 2
,
.
?°K=60-?°c,
Если вектор полного тока, например,
отстает от вектора напр жени на
величину ?B3=60°, то противофазный ему вектор тока
направлен вдоль вектора
напр жени . В этом случае в плече сравнени 3 конденсатор 5 не используетс . Если
угол сдвига фаз ?B более 60°, то уравновешивание измерительной схемы может быть
выполнено с помощью индуктивной катушки в плече сравнени 3.
На практике у всех электродвигателей встроенных электроприводов компрессоров
холодильников и кондиционеров угол сдвига фаз между векторами тока и напр жени при
номинальных токах меньше 60°. Поэтому нет необходимости использовани в плече
сравнени 3 индуктивной катушки.
Предлагаемое техническое решение способа диагностики индуктивных обмоток
электродвигателей электроприводов, встроенных в неразъемные корпуса компрессоров
холодильников и кондиционеров, позвол ет определить нарушени электроизол ции,
Страница: 5
RU 2 336 535 C1
5
10
15
20
привод щие к незначительным коротким замыкани м на ранних стади х, когда такие
нарушени чаще всего про вл етс при деформаци х обмоток от нагрева их токами
равных или более номинальных. Использование электропитани измерительной схемы
сравнени , реализующей способ, от двух фаз вторичной обмотки трехфазного
трансформатора позволило в плечо сравнени включать резистор и конденсатор и
отказатьс от объектов сравнени заведомо исправных обмоток электроприводов
компрессоров однотипных холодильных агрегатов при диагностических работах в услови х
заказчика.
Формула изобретени Способ диагностики индуктивных обмоток, заключающийс в сравнении при
номинальном токе полного сопротивлени испытуемой индуктивной обмотки и полного
сопротивлени исправной однотипной индуктивной обмотки, отличающийс тем, что
сравнение полного сопротивлени испытуемой индуктивной обмотки выполн ют путем
включени ее с амперметром к первой фазе с регулируемым напр жением вторичной
обмотки трехфазного трансформатора, во вторую фазу вторичной обмотки с регулируемым
напр жением этого трансформатора включают электрическую цепь «сравнени », полное
сопротивление которой равно полному сопротивлению исправной однотипной обмотке и
содержащей последовательно соединенные резистор с переменной величиной
сопротивлени и конденсатор с переменной величиной емкости, а в нейтральный
проводник вторичной обмотки трансформатора включают индикатор тока и по отсутствию
тока в нем суд т об исправном состо нии испытуемой обмотки.
25
30
35
40
45
50
Страница: 6
CL
RU 2 336 535 C1
Страница: 7
DR
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
149 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа