×
09.06.2018
218.016.5c1d

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. Техническим результатом является повышение точности защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока. В способе защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока измеряют сигнал внешнего магнитного поля электрической машины переменного тока с последующим его преобразованием в однополярный сигнал, удаляют из однополярного сигнала постоянную составляющую, равную D, где D - постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала, и выделяют из получившегося сигнала гармонических составляющих. Выделение гармонических составляющих осуществляют с частотами и , где f - частота основной гармонической сети, p - число пар полюсов электрической машины переменного тока, принимает значения 0, 1, 2, … p, определяют значение корня квадратного из суммы квадратов гармонических составляющих; если это значение превышает первую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока, но оно менее второй пороговой величины значения ее эксцентриситета, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если это значение превышает вторую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока, то формируют сигнал на отключение электрической машины от сети. 3 ил.

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

Известен способ диагностики эксцентриситета ротора машины переменного тока (Патент KZ №19628, МПК G01R 31/34, H01H 71/00, опубл. 16.06.2008), основанный на измерении параметров внешнего магнитного поля машины и формировании сигнала о результатах диагностики, в котором сигнал внешнего магнитного поля преобразуют в однополярный и выделяют из него гармоническую составляющую с частотой , где p - число пар полюсов машины; - частота основной гармонической сети, и если она превысит первую пороговую величину, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если ее величина превысит вторую пороговую величину, то формируют сигнал на отключение машины от сети.

Недостатками изобретения являются недостаточная чувствительность и узкая область применения из-за невозможности его реализации в машинах переменного тока с числом пар полюсов p=1 вследствие того, что измеряемый сигнал совпадает с сигналом основной гармонической поля.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ защиты от эксцентриситета ротора машины переменного тока (Патент RU №2530727, МПК G01R 31/34, опубл. 10.10.2014), основанный на измерении параметров внешнего магнитного поля этой машины и формировании сигнала на отключение, в котором 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 и , 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 может принимать значения 0, 1, 2 …; p - число пар полюсов; fc - частота основной гармонической сети; D - постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала.

Недостатком изобретения является недостаточная чувствительность из-за вибраций машины переменного тока и бросков момента сопротивления ее нагрузки.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение чувствительности в определении эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока.

Технический результат заключается в повышении точности способа защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока.

Это достигается тем, что в известном способе защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока, включающем измерение сигнала внешнего магнитного поля электрической машины переменного тока с последующим его преобразованием в однополярный сигнал, удаление из однополярного сигнала постоянной составляющей, равной D, где D - постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала, и выделение из получившегося сигнала гармонических составляющих, при этом выделение гармонических составляющих осуществляют с частотами: и , где - частота основной гармонической сети, p - число пар полюсов электрической машины переменного тока, принимает значения 0, 1, 2, … p, и затем определяют значение корня квадратного из суммы квадратов гармонических составляющих, при этом если это значение превышает первую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока, но оно менее второй пороговой величины значения ее эксцентриситета, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если это значение превышает вторую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока, то формируют сигнал на отключение электрической машины от сети.

Выбор значения постоянной составляющей D зависит от характеристик диагностируемой электрической машины и реализации датчика магнитного поля и блока преобразования электрического сигнала.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока, на фиг. 2 представлены осциллограммы напряжений на выходе датчика магнитного поля (U1), а также при двухполупериодном преобразовании сигнала на выходе блока преобразования электрического сигнала (U3) и блока преобразования однополярного сигнала (U4) неповрежденной электрической машины переменного тока с числом пар полюсов p=3, на фиг. 3 представлены осциллограммы напряжений на выходе датчика магнитного поля (U1), а также при двухполупериодном преобразовании сигнала на выходе блока преобразования электрического сигнала (U3) и блока преобразования однополярного сигнала (U4) при эксцентриситете ротора. Кроме того, на фиг. 2 и 3 приведена зависимость полученных из преобразованного сигнала - U4 величины гармонических от частоты Uг (fг) на выходе блока выделения гармонических составляющих.

Устройство, реализующее предлагаемый способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока, содержит датчик магнитного поля 1, установленный на внешней поверхности электрической машины переменного тока 2, к которому последовательно подсоединены блок преобразования электрического сигнала 3, блок преобразования однополярного сигнала 4, блок выделения гармонических составляющих 5 и блок определения диагностического признака 6.

К первому выходу блока определения диагностического признака 6 подсоединен первый пороговый элемент 7, ко второму выходу блока определения диагностического признака 6 подключен второй пороговый элемент 8. При этом к первому пороговому элементу 7 подключен блок индикации 9, ко второму пороговому элементу 8 подключен блок формирования отключающего сигнала 10, соединенный с выключателем 11 цепи отключения электрической машины переменного тока 2.

Датчик магнитного поля 1 выполнен с возможностью измерения магнитного поля, например, в виде катушки индуктивности. Блок преобразования электрического сигнала 3 представляет собой двухполупериодный выпрямитель. Блок преобразования однополярного сигнала 4 выполнен в виде вычитающего устройства произвольного типа. В качестве блока выделения гармонических составляющих 5 с частотами: и используются, например, полоснопропускающие фильтры с частотой, зависящей от числа пар полюсов и формы преобразования сигнала в однополярный. Блок определения диагностического признака 6 может быть выполнен в виде аналогового или числового арифметического устройства, выполняющего определение величины полученных гармонических: ,

где Uε - величина диагностического признака эксцентриситета ротора, полученная с помощью преобразований напряжения на выходе датчика магнитного поля 1; - гармонические, полученные в блоке выделения гармонических составляющих 5.

Первый 7 и второй 8 пороговые элементы представляют собой устройства с фиксированным порогом срабатывания, причем у первого порогового элемента 7 порог срабатывания ниже. В качестве блока индикации 9 можно использовать светодиод, который начинает светиться при достижении эксцентриситетом ротора величины, равной первой пороговой величине значения эксцентриситета электрической машины и не являющейся опасной для дальнейшей эксплуатации электрической машины переменного тока 2. Блок формирования отключающего сигнала 10 можно выполнить в виде выходного промежуточного реле, которое срабатывает при появлении сигнала на выходе второго порогового элемента 8.

Реализация предлагаемого способа защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока осуществляется следующим образом.

Во время работы по обмоткам электрической машины переменного тока 2 протекают токи, которые формируют внутри ее 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 1 электродвижущую силу, а на его выходе появляется напряжение U1. Это напряжение выпрямляют в блоке преобразования электрического сигнала 3 в однополярный (U3). Затем в блоке преобразования однополярного сигнала 4 убирают постоянную составляющую величиной D и на выходе этого блока получают напряжение U4, из которого в блоке выделения гармонических составляющих 5 выделяют гармонические составляющие: с частотами: и .

Далее в блоке определения диагностического признака 6 рассчитывают его величину Uε, равную корню квадратному из суммы квадратов гармонических с частотами: и по формуле: .

Данный расчет позволяет более точно диагностировать эксцентриситет ротора, т.к. в качестве диагностического признака используется величина, полученная как совокупность всех гармонических, появляющихся при эксцентриситете, а не каждая гармоническая в отдельности. Далее этот сигнал поступает на первый 7 и второй 8 пороговые элементы, где его значение сравнивается с первой и второй пороговыми величинами значения эксцентриситета электрической машины переменного тока 2.

Если значение корня квадратного из суммы квадратов гармонических сигнала с частотами: и менее первой пороговой величины значения эксцентриситета электрической машины переменного тока 2, то на выходе первого 7 и второго 8 пороговых элементов сигналов не будет. При этом электрическая машина переменного тока 2 остается в нормальном режиме работы.

При появлении эксцентриситета ротора в работающей электрической машине переменного тока 2 в преобразованном однополярном сигнале появятся гармонические с частотами: и .

При этом если значение корня квадратного из суммы квадратов гармонических сигнала с частотами: и превышает первую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока 2, но оно менее второй пороговой величины значения ее эксцентриситета, первый пороговый элемент 7 подает сигнал на блок индикации 9, который сигнализирует о наличии эксцентриситета. При этом электрическая машина переменного тока 2 остается в работе.

Если в преобразованном однополярном сигнале значение корня квадратного из суммы квадратов гармонических с частотами: и превышает вторую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока 2, то второй пороговый элемент 8 подает сигнал на блок формирования отключающего сигнала 10, который формирует отключающий сигнал на выключатель 11 цепи отключения электрической машины переменного тока 2 от сети.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить точность определения наличия эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока, а также своевременно определить критическую величину эксцентриситета ротора и отключить электрическую машину переменного тока от сети.

Способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока, включающий измерение сигнала внешнего магнитного поля электрической машины переменного тока с последующим его преобразованием в однополярный сигнал, удаление из однополярного сигнала постоянной составляющей, равной D, где D - постоянная величина размером от нуля до наибольшей величины однополярного сигнала, и выделение из получившегося сигнала гармонических составляющих, отличающийся тем, что выделение гармонических составляющих осуществляют с частотами 2f(ν-1/p) и 2f(ν+1/p), где f - частота основной гармонической сети, p - число пар полюсов электрической машины переменного тока, ν принимает значения 0, 1, 2, … p, и затем определяют значение корня квадратного из суммы квадратов гармонических составляющих, при этом, если это значение превышает первую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока, но оно менее второй пороговой величины значения ее эксцентриситета, то формируют сигнал о наличии эксцентриситета ротора, а если это значение превышает вторую пороговую величину значения эксцентриситета электрической машины переменного тока, то формируют сигнал на отключение электрической машины от сети.
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
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

Показаны записи 161-170 из 208.
17.02.2020
№220.018.0339

Способ настройки пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора замкнутой динамической системы

В способе настройки пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора замкнутой динамической системы включают регулятор последовательно с объектом управления, замыкают систему по целевой координате, задают коэффициенты регулятора равными нулю. Регулируют дифференциальный и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714372
Дата охранного документа: 14.02.2020
23.02.2020
№220.018.04be

Фильтрокомпенсирующее устройство

Фильтрокомпенсирующее устройство относится к области электротехники, может быть использовано в установках компенсации реактивной мощности и позволяет уменьшить массогабариты, при этом обеспечить снижение дополнительных потерь, приводящих к повышению коэффициента мощности. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714925
Дата охранного документа: 21.02.2020
23.02.2020
№220.018.0545

Способ стабилизации выходного напряжения вентильного магнитоэлектрического генератора

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системе электропитания автономных объектов. Техническим результатом является улучшение массогабаритных и энергетических показателей при упрощении технической реализации способа, что обеспечивает повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714921
Дата охранного документа: 21.02.2020
29.02.2020
№220.018.078d

Способ дистанционного определения координат коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для определения местоположения повреждений в линиях передачи энергии или в сетях, в частности, для дистанционного определения координат места возникновения коронного разряда на высоковольтной линии электропередачи. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715364
Дата охранного документа: 26.02.2020
09.03.2020
№220.018.0a94

Способ управления вентильно-индукторным электрическим двигателем

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах различных механизмов. Техническим результатом является повышение качества управления вентильно-индукторным электрическим двигателем. В способе управления вентильно-индукторным электрическим двигателем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716129
Дата охранного документа: 06.03.2020
21.03.2020
№220.018.0eb0

Способ быстродействующего включения резервного электропитания и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам противоаварийной автоматики подстанций напряжением 6-35 кВ, и может быть использовано для быстрого обнаружения повреждений в питающей сети распределительного устройства в момент их возникновения с целью осуществления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002717236
Дата охранного документа: 19.03.2020
01.07.2020
№220.018.2d55

Устройство определения степени неоднородности структурного состояния магнитных металлов вихретоковым методом

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для оценки степени неоднородности поверхностных слоев магнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред. Предлагаемое устройство содержит генератор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725020
Дата охранного документа: 29.06.2020
01.07.2020
№220.018.2d6a

Спектрофотоколориметр

Изобретение относится к области измерительной техники и касается спектрофотоколориметра. Спектрофотоколориметр содержит источник излучения, фотометрический блок, механически соединенный с блоком юстировки, набор светофильтров, цифровой матричный фотоприемник, подключенный к микропроцессору блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725002
Дата охранного документа: 29.06.2020
03.07.2020
№220.018.2db1

Охлаждаемая стенка токамака

Изобретение относится к охлаждаемой стенке токамака. Стенка содержит поверхность приема теплового потока [1] и прилегающую к ней теплопроводящую зону [2], совместно с кожухом [3] образующую полость сбора пара, игольчатые теплопроводящие элементы [4], расположенные перпендикулярно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725161
Дата охранного документа: 30.06.2020
04.07.2020
№220.018.2e8d

Способ электронно-лучевого аддитивного получения заготовок

Изобретение относится к способу электронно-лучевого аддитивного получения заготовок. Заготовки получают путем аддитивного электронно-лучевого формообразования из титановой и никелевой проволоки. Устройство, реализующее способ, содержит электронно-лучевую пушку 1, основной электронный луч 2 и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725537
Дата охранного документа: 02.07.2020
Показаны записи 1-4 из 4.
10.10.2014
№216.012.fd71

Способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530727
Дата охранного документа: 10.10.2014
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
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
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
+ добавить свой РИД