×
10.10.2014
216.012.fd71

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах переменного тока. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и области применения, повышение чувствительности. Способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока основан на измерении параметров внешнего магнитного поля машины и формировании сигнала на отключение. Сигнал с измеренными параметрами магнитного поля машины переменного тока преобразуют в однополярный, выделяют из него гармонические составляющие с частотами f(ν-1/p) и f(ν+1/p). Если величина хотя бы одной из частот превысит первую пороговую величину, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора. Если величина хотя бы одной из частот превысит вторую пороговую величину, то формируют сигнал на отключение машины от сети, где ν принимает значения 0, 1, 2…; p - число полюсов, f - частота основной гармонической сети Использование способа защиты позволяет своевременно определить критическую величину эксцентриситета ротора и отключить электрическую машину от сети, а следовательно, сократить время и стоимость послеаварийного ремонта на таких машинах с любым числом полюсов. 3 ил.
Основные результаты: Способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока, основанный на измерении параметров внешнего магнитного поля этой машины и формировании сигнала на отключение, отличающийся тем, что сигнал с измеренными параметрами внешнего магнитного поля преобразуют в однополярный сигнал, затем из однополярного сигнала удаляют постоянную величину равную D, а из получившегося сигнала выделяют гармонические составляющие с частотами f(ν-1/p) и f(ν+1/p), и если величина хотя бы части из них превысит первую пороговую величину, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если величина хотя бы части из них превысит вторую пороговую величину, то формируют сигнал на отключение машины от сети, где ν может принимать значения 0, 1, 2…; p - число полюсов; f - частота основной гармонической сети; D постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала.

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для защиты от эксцентриситета ротора электрических машин переменного тока.

Известен способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока, основанный на измерении параметров внешнего магнитного поля этой машины и формировании сигнала на отключение, в котором из внешнего магнитного поля асинхронного двигателя раздельно выделяют два дополнительных магнитных поля с частотами fc(p±1), где fc - частота основной гармонической сети [KZ 13724 А, МПК G01R 31/34, опубл. 14.11.2003, бюл. №11].

Однако этот способ обладает недостаточной чувствительностью, так как частоты дополнительных полей и основной гармонической сети близки по величине, а возможности реальных полосовых фильтров ограничены. Кроме того, его нельзя реализовать на машинах с числом пар полюсов p=1.

Наиболее близкими к предлагаемому способу является способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока, основанный на измерении параметров внешнего магнитного поля этой машины и формировании сигнала на отключение, в котором сигнал с измеренными параметрами внешнего магнитного поля машины переменного тока преобразуют в однополярный и выделяют из него гармоническую составляющую с частотой fcp, где p - число полюсов машины переменного тока; fc - частота основной гармонической сети [KZ 19628 А, МПК G01R 31/34; H01H 71/00, опубл. 16.06.2008, бюл. №6].

Однако и этот способ на электрических машинах переменного тока с числом полюсов p=1 сложно реализовать из-за того, что измеряемый сигнал по частоте совпадет с сигналом основной гармонической поля. По этой же причине он обладает недостаточной чувствительностью и может ложно работать в некоторых режимах эксплуатации машины переменного тока с допустимым эксцентриситетом ротора.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и области применения, а также повышение чувствительности.

Поставленная задача решается за счет того, что сигнал с измеренными параметрами внешнего магнитного поля преобразуют в однополярный сигнал, затем из однополярного сигнала удаляют постоянную величину, равную D, а из получившегося сигнала выделяют гармонические составляющие с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p), и если величина хотя бы части из них превысит первую пороговую величину, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если величина хотя бы части из них превысит вторую пороговую величину, то формируют сигнал на отключение машины от сети, где ν может принимать значения 0, 1, 2…; p - число полюсов; fc - частота основной гармонической сети; D - постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения числом, последовательностью и назначением операций.

Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что такие операции известны. Однако использование их в указанной связи проявляет в заявляемом способе новые свойства.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ, где датчик 1 магнитного поля устанавливается на внешней поверхности электрической машины переменного тока 2. Выводы этого датчика подключают к входу блока 3 для преобразования электрического сигнала индукционного датчика в однополярный. В свою очередь выход блока 3 через блок 4 преобразования однополярного сигнала и блок 5 выделения гармонических составляющих с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p) присоединяют к входам первого 6 и второго 7 пороговых элементов. При этом выход первого порогового элемента 6 подключен к блоку 8 индикации, а второго порогового элемента 7 через блок 9 формирования отключающего сигнала к цепи отключения выключателя 10.

Датчик 1 магнитного поля может быть выполнен в виде катушки индуктивности. Блок 3 преобразования электрического сигнала в однополярный. представляет собой двухполупериодный выпрямитель. Блок 4 представляет собой вычитающее устройство произвольного типа, а в качестве блока 5 выделения гармонических составляющих с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p) используются, например, полосно-пропускающие фильтры с частотой, зависящей от числа пар полюсов и формы преобразования сигнала в однополярный.

Пороговые элементы 6 и 7 являются устройствами с фиксированным порогом срабатывания, причем у первого порогового элемента порог срабатывания ниже. В качестве блока 8 индикации можно использовать светодиод, который начинает светиться при достижении эксцентриситета ротора предельной величины, не опасной для дальнейшей эксплуатации электрической машины переменного тока. Блок 9 формирования отключающего сигнала можно выполнить в виде выходного промежуточного реле, которое срабатывает при появлении сигнала на выходе второго порогового элемента 7.

На фиг.2 и фиг.3 приведены осциллограммы напряжений U1, U3 и U4 на выходе датчика 1, а также блоков 3 и 4 неповрежденной электрической машины переменного тока с числом пар полюсов p=3 и при эксцентриситете ротора с двухполупериодным преобразованием сигнала. Кроме того, на этих же чертежах приведена зависимость Uг(fг) в виде спектра гармонических напряжений напряжения U4.

Во время работы по обмоткам электрической машины переменного тока протекают токи, которые формируют внутри него и на поверхности магнитное поле, параметры которого в известной степени зависят от наличия и величины эксцентриситета ротора. Это магнитное поле индуцирует в датчике магнитного поля электродвижущую силу, а на его выходе появляется напряжение U1. Это напряжение выпрямляется в блоке 3, а в блоках 4 и 5 из нее убирают постоянную составляющую величиной D и выделяют гармонические составляющие с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p).

Если эксцентриситет ротора в электрической машине отсутствует, то при включении его в сеть гармонические с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p) на выходе блоков 4 и 5 также будут отсутствовать. Поэтому сигнала не будет и на выходах первого и второго пороговых элементов 6 и 7, а также на выходе блоков 8 и 9 блока индикации и блока формирования отключающего сигнала. Машина остается в работе, а блок индикации указывает на нормальный режим работы.

При появлении эксцентриситета ротора в работающей электрической машине переменного тока в однополярном сигнале появятся гармонические с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p). И если величина хотя бы одной из них превысит порог срабатывания первого порогового элемента 6, то на блоке индикации 8 появится сигнал о наличии эксцентриситета ротора. При этом машина остается в работе.

Если в однополярном сигнале хотя бы одна из гармонических с частотами fc(ν-1/p) и fc(ν+1/p) превысит порог срабатывания второго порогового элемента, то блок 9 сформирует отключающий сигнал и выключатель 10 отключит электрическую машину переменного тока от сети.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в своевременном определении критической величины эксцентриситета ротора и отключении электрической машины переменного тока от сети, а следовательно, в сокращении времени и стоимости послеаварийного ремонта на таких машинах с любым числом полюсов.

Способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока, основанный на измерении параметров внешнего магнитного поля этой машины и формировании сигнала на отключение, отличающийся тем, что сигнал с измеренными параметрами внешнего магнитного поля преобразуют в однополярный сигнал, затем из однополярного сигнала удаляют постоянную величину равную D, а из получившегося сигнала выделяют гармонические составляющие с частотами f(ν-1/p) и f(ν+1/p), и если величина хотя бы части из них превысит первую пороговую величину, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если величина хотя бы части из них превысит вторую пороговую величину, то формируют сигнал на отключение машины от сети, где ν может принимать значения 0, 1, 2…; p - число полюсов; f - частота основной гармонической сети; D постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала.
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 151-153 of 153 items.
29.12.2017
№217.015.fe4c

Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей защиты за счет возможности предотвращения возникновения виткового замыкания из-за разрушения изоляции под воздействием вибрации в месте соприкосновения сместившихся витков. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638299
Дата охранного документа: 13.12.2017
04.04.2018
№218.016.2f7f

Способ диагностики повреждения короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение чувствительности защиты. Способ диагностики повреждения короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя основан на контроле электродвижущей силы на выводах обмотки статора в режиме выбега и формировании сигнала о...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644576
Дата охранного документа: 13.02.2018
29.05.2018
№218.016.5565

Динамический гаситель колебаний

Изобретение относится к области машиностроения. Динамический гаситель колебаний содержит корпус. Инерционная масса расположена внутри корпуса в виде рабочей жидкости (6). Рабочая жидкость заключена в резинокордную оболочку (2) и сообщена с входными отверстиями инерционных трубок (3). Выходные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654241
Дата охранного документа: 17.05.2018
Showing 151-160 of 165 items.
25.08.2017
№217.015.d04f

Способ получения металлического порошка механической обработкой цилиндрической заготовки

Изобретение относится к получению металлического порошка механической обработкой цилиндрической заготовки. Способ включает размещение заготовки соосно одной из абразивных головок, закрепленных в корпусе мелющего диска, приведение во вращение упомянутой заготовки и ее измельчение с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621204
Дата охранного документа: 01.06.2017
29.12.2017
№217.015.fe4c

Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от повреждений

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - расширение функциональных возможностей защиты за счет возможности предотвращения возникновения виткового замыкания из-за разрушения изоляции под воздействием вибрации в месте соприкосновения сместившихся витков. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638299
Дата охранного документа: 13.12.2017
04.04.2018
№218.016.2f7f

Способ диагностики повреждения короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение чувствительности защиты. Способ диагностики повреждения короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя основан на контроле электродвижущей силы на выводах обмотки статора в режиме выбега и формировании сигнала о...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644576
Дата охранного документа: 13.02.2018
09.06.2018
№218.016.5b81

Способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для защиты электрических машин от эксцентриситета ротора. Техническим результатом является повышение надежности и расширение области применения способа защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655913
Дата охранного документа: 30.05.2018
09.06.2018
№218.016.5c1d

Способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах. Техническим результатом является повышение точности защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока. В способе защиты от эксцентриситета ротора электрической машины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655718
Дата охранного документа: 30.05.2018
18.01.2019
№219.016.b119

Способ защиты синхронного двигателя переменного тока от витковых замыканий

Использование: в области электроэнергетики для защиты синхронного двигателя переменного тока от витковых замыканий в обмотках статора и ротора. Технический результат заключается в предотвращении повреждений от вибрации и, как следствие, в уменьшении времени и стоимости послеаварийного ремонта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677225
Дата охранного документа: 16.01.2019
30.03.2019
№219.016.f952

Способ диагностики эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока

Изобретение относится к способу диагностики эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока. Способ основан на измерении емкости относительно ротора в четырех расположенных равномерно по окружности точках, сравнении значений емкостей в диаметрально противоположно расположенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683583
Дата охранного документа: 29.03.2019
12.04.2019
№219.017.0c05

Устройство защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений в обмотках

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности функционирования устройства защиты однофазного трансформатора от электрических повреждений за счет устранения зависимости его чувствительности от места расположения замкнувшихся витков в обмотках защищаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684607
Дата охранного документа: 10.04.2019
27.08.2019
№219.017.c3f9

Способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты от эксцентриситета ротора электрических машин переменного тока. Технический результат заключается в повышении точности определения эксцентриситета ротора электрической машины в способе защиты от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698312
Дата охранного документа: 26.08.2019
26.10.2019
№219.017.dadc

Устройство защиты обмоток однофазного трансформатора от электрических повреждений

Использование: в области электроэнергетики для защиты трансформаторов от замыканий в его обмотках. Технический результат - повышение надежности функционирования устройства защиты обмоток однофазного трансформатора от электрических повреждений за счет снижения зависимости его чувствительности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704127
Дата охранного документа: 24.10.2019
+ добавить свой РИД