Как определить межвитковое замыкание электродвигателя: Способы проверки состояния обмоток электродвигателя

Проверка обмоток на межвитковые замыкания

Подробности

Категория: Подвижной состав

• ремонт
• локомотив
• контроль и измерения
• тепловоз

Содержание материала

• Измерения и испытания при ремонте электрооборудования тепловозов
• Измерение сопротивления изоляции
• Проверка обмоток на межвитковые замыкания
• Испытание электрических машин

Страница 3 из 4

Такую проверку выполняют на импульсных установках. Принцип проверки заключается в следующем: цепь испытуемых катушек главных или добавочных полюсов соединяют с параллельной цепью соответствующих катушек эталонных (исправных) и подсоединяют к импульсному генератору (на рис. 16, а цифрой I обозначена цепь катушек проверяемой машины, а цифрой II — цепь эталонных катушек; клеммы 1, 2 — выводы генератора импульсов, клеммы 3, 4 — выводы индикатора). При подаче импульса изображение обеих цепей на индикаторе сравнивают между собой. Совпадение волн указывает на отсутствие витковых замыканий.
На рис. 16, б показана проверка обмотки якоря на межвитковое замыкание. К одной из пластин коллектора подключают импульсный генератор, выводы 3 и 4 индикатора устанавливают на равном расстоянии от точки подключения генератора. При замыкании витков на экране появляются характерные кривые.

Рис. 16. Схема проверки импульсным напряжением обмоток на межвитковые замыкания в них:
а — катушек полюсов; б — якоря
Межвитковые замыкания якоря могут быть проверены методом падения напряжения, который основан на сравнении падения напряжения между каждой парой соседних коллекторных пластин. На коллектор 1 (рис. 17) устанавливают выполненную из изоляционного материала дугу 4 со щетками 5 по концам. К щеткам подведено напряжение 3—5 В (от двух-трех аккумуляторов). По дуге 4 перемещают вилку 2, контакты которой присоединены к миллиамперметру 3.

Рис. 17. Приспособление для замера относительного падения напряжения в витках обмотки между коллекторными пластинами
Поворачивая якорь или передвигая дугу по окружности коллектора, а вилкой касаясь каждой соседней пары пластин, проверяют всю обмотку. При хорошей пайке обмотки якоря в петушках, отсутствии обрыва обмотки и витковых замыканий отклонение стрелки прибора от средних показаний не должно быть более 15%. Если стрелка между двумя соседними пластинами отклоняется более чем на 15% в сторону уменьшения, то это указывает на наличие в обмотке межвиткового замыкания. Завышение показания более чем на 15% по сравнению со средним значением указывает на плохую пайку. Заброс стрелки показывает на неполный обрыв витков, а отсутствие показаний — о полном разрыве витков.

• Назад
• Вперёд

• Назад
• Вперёд

Близкие публикации:

• Технология ремонта тепловозов
• Ремонт вспомогательных электрических машин тепловозов
• Ремонт тягового генератора переменного тока тепловозов
• Ремонт тяговых генераторов постоянного тока тепловозов
• Обслуживание и текущий ремонт подшипников качения тепловозов

© 2009-2023 — lokomo. ru, железные дороги.

Методика определения межвиткового замыкания якоря на снятом с электровоза электродвигателе

С помощью такого параметра, как <НЕЙТРАЛЬ>, СКД позволяет выявить нарушения угла установки нейтрали электродвигателя, неплотное прилегание щеток к коллектору, загрязнение коллектора, а также, с помощью определенной методики измерения, межвитковое замыкание якоря. Рассмотрим способ определения межвиткового замыкания в обмотках электродвигателей или др. устройств , использую метод измерения “Нейтраль” СКД.

В зависимости от количества щеткодержателей щеточного аппарата электродвигатели имеют разное угловое межщеточное перемещение якоря.

Определение: поворот якоря относительно двух ближайших щеток щеточного аппарата электродвигателя – угловое межщеточное перемещение. Угловое межщеточное перемещение у двигателей с разным количеством щеток будет различным (2 щетки — 180º; 4 щетки — 90º; 6 щеток — 60º)

Угол φ– межщеточный угол (смотри рисунок 10)

Рисунок 10 — Межщеточный угол φ

Для определения межвиткового замыкания якоря необходимо межщеточный угол разделить на сектора по 5º – 10º, чтобы получилось 6 – 12 секторов (можно сосчитать количество ламелей якоря между двумя ближайшими щетками и разделить это число на 6 – 12 секторов и вращать якорь на полученное значение).

Количество секторов соответствует количеству замеров + один. Замеры необходимо сделать в режиме «ТЕСТЕР», выбрав пункт <НЕЙТРАЛЬ>, и занести на бумагу.

Замеры производятся в такой последовательности:

Произвести контроль нейтрали тягового электродвигателя в режиме «ТЕСТЕР».

Сделать запись результатов.

Повернуть якорь электродвигателя на угол 5º – 10º относительно любой щетки.

Произвести повторный контроль нейтрали и сделать запись результатов.

Повернуть еще раз в ту же сторону якорь электродвигателя на угол 5º – 10º относительно той же щетки и произвести контроль нейтрали с записью результатов.

Далее повторить действия, описанные выше, необходимое количество раз.

После проведенного контроля нужно сравнить максимальное и минимальное значе ние нейтрали и если их разница составляет более 20% от максимума, то это указывает на наличие межвиткового замыкания якоря.

Ниже, для примера, приведен график, показывающий наличие межвиткового замыкания якоря электродвигателя НБ-418К6. Разница между максимальным и минимальным значением, в этом случае, составляет 24,9%.

Рисунок 11 — График значений нейтрали тягового электродвигателя НБ-418К6 при повороте якоря на угол 60º между двумя щетками.

5. Инструмент и принадлежности

При работе с СКД используется следующий набор щупов – щуп №1 измерительный модуля URL(обозначение в паспорте прибора – ЦВНТ.017.00.01), щуп №2 подающий 48 В модуля «экспресс» (обозначение в паспорте СКД — ЦВНТ.017.00.02), щуп №3 измерительный модуля «экспресс» — трехжильный (обозначение в паспорте СКД — ЦВНТ.017.00.03).

Для обработки результатов измерений и работы со справочником оборудования локомотива в условиях стационарного помещения (лаборатории, кабинета и т.д.) имеется возможность подключения к СКД монитора и стандартной клавиатуры.

5. Маркировка и пломбирование скд

Маркировка наноситься на СКД виде накладных элементов.

На лицевой панели СКД нанесены надписи:

Страна изготовитель – РОССИЯ.

Рисунок 12.

Доктор – 030м.

Рисунок 13.

Питание прибора

бортовая сеть

48 В, 200 Вт.

Рисунок 14.

СЕТЬ.

I

O

Рисунок 15.

РАБОТА.

КЛАВИАТУРА.

Рисунок 16.

На задней панели СКД нанесены надписи:

Расшифровка позиций номера: ХХ ХХ ХХ ХХХ

порядковый номер

тип («Доктор-030м»)

месяц изготовления

год изготовления

Рисунок 17.

Государственное унитарное предприятие «Центр внедрения новой техники и технологий «Транспорт» МПС РФ.

Рисунок 18.

СЕТЬ 48 В, 5 А.

Рисунок 19.

• Держатель плавкого предохранителя, заменяемых оператором, иметь маркировку, указывающую в кодированном виде номинальный ток, тип предохранителя и скорость разрыва цепи (F– быстрое срабатывание) рисунок 20.

5 А, ВП1 – 1, F.

Рисунок 20.

Дисплей.

RS — 485.

Принтер.

Рисунок 21.

m

Рисунок 22.

СКД опломбирована пломбой изготовителя, установленной на задней панели.

На модулях СКД нанесены надписи:

URL.

ЭКСПРЕСС.

Рисунок 23.

Не более 50 В.

Рисунок 24.

• Держатель плавкого предохранителя, заменяемых оператором, иметь маркировку, указывающую в кодированном виде номинальный ток, тип предохранителя и скорость разрыва цепи (F– быстрое срабатывание) рисунок 25.

1 А, ВП1 – 1, F.

Рисунок 25.

На верхней крышке СКД нанесены надписи рисунок 26.

БЕЗ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

НЕ ВКЛЮЧАТЬ.

Рисунок 26.

В приложениях Б и В представлены способы нанесения и место расположение маркировки.

Остерегайтесь межвиткового напряжения статора в приложениях с ЧРП

Неправильные настройки в приложении с частотно-регулируемым приводом (ЧРП) влияют на обмотки электродвигателя. Если привод настроен неправильно или не настроен, когда не используются прямые настройки вольт/герц, между витками в обмотке возникают напряжения. В некоторых случаях это будет проявляться в виде небольших частичных разрядов (ЧР), а в других — в виде увеличения утечки между витками. Когда возникают эти условия, они вызывают небольшие разряды тока, которые влияют на магнитное поле воздушного зазора двигателя. В этой статье основное внимание уделяется использованию анализа электрических сигнатур (ESA) для обнаружения проблемы.

ИССЛЕДОВАНИЯ В ТЕЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ
Опубликованное исследование по этой теме было представлено на конференции по электрической изоляции Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 2020 года под названием «Оценка межвиткового напряжения статора и ротора». с анализом электрических характеристик в частотно-регулируемых приводах и ветряных генераторах». [1] Это исследование было продолжено после предыдущих исследований разрядов в вакууме. [ 2 ] При испытаниях в вакуумной камере наблюдались разряды, связанные с обмотками, оцененные прибором для проверки перенапряжения ЧР Electrom iTIGII (iTIGII). Затем было проведено полевое исследование обмоток 10 электродвигателей-генераторов с маховиком, работающих в почти вакууме, с использованием как iTIGII, так и анализатора электрических характеристик (ESA). Там, где были признаки частичного разряда в шести из десяти маховиковых накопителей мощностью 0,5 МВт, наблюдались специфические признаки, связанные с «замыканием обмотки». Проверка выявила некоторые проблемы как с настройками частотно-регулируемых приводов, так и с фильтрами, связанными с машинами.

Обсуждение сигнатур, связанных с межвитковыми короткими и связанными с ними исследованиями, продолжается уже некоторое время. Первая идентификация этого типа короткого замыкания в документе IEEE была сделана компанией General Electric в 1997 году [3], в которой отмечены токи обратной последовательности как короткие замыкания, возникающие в двигателе на частотно-регулируемом приводе. Первая публикация соответствующей формулы для обнаружения была сделана Йоксимовичем и Пенманом в октябре 2000 г. в статье IEEE «Обнаружение межвитковых коротких замыканий в обмотках статора работающих двигателей» [4], в которой было введено спектральное уравнение ниже (уравнение 1).

Исторически сложилось так, что работа, связанная с этой проблемой, в основном выполнялась университетскими и корпоративными исследователями в лабораторных условиях с индуцированными неисправностями, поскольку было определено, что короткое замыкание обмотки произойдет слишком быстро, чтобы его можно было обнаружить до отказа. И хотя поиск литературы выявил ряд таких исследований, проводившихся после 1997 г., ни одно из них не выходило за рамки фактических дуговых замыканий между проводниками.

Следуя наблюдениям за исследованием маховика, мы выполнили обзор исторических данных, относящихся к машинам, которые испытали как отказы подшипников при разгрузке (гофрирование подшипников), так и неисправности обмоток при применении ЧРП, и выявили корреляцию, которая оправдывает дополнительные исследования.

Следующим шагом была идентификация существующих условий в трех 600 л.с., 460 В, 4-полюсных электродвигателях. Первоначальные результаты испытаний, показанные на рис. 1, также были близки к нескольким частотам подшипников, и были обнаружены определенные рассчитанные пики напряжения обмотки. Было установлено, что если бы мы не искали эти частоты, они могли бы быть ошибочно идентифицированы как связанные с пиками пеленга. После этого приводы были правильно настроены, что привело к результатам, подобным показанным на рис. 2.9.0007

 

---

 

Рис. 1. Пиковые напряжения обмотки, связанные с неправильно настроенным приводом
(работает на частоте 40 Гц).

---

 

Рис. 2. Пиковые напряжения обмотки значительно уменьшились в тех же
рабочих условиях после правильной настройки привода (40 Гц).

---

 

Затем исследование было проведено на большей совокупности двигателей (67 единиц) мощностью от 10 до 300 л. с. Было обнаружено, что девятнадцать из этих двигателей имеют признаки напряжения обмотки. Все 19были неправильные настройки привода. Остальные двигатели (48), у которых были правильные настройки привода, не вызвали никаких проблем. Изменение настроек привода устранило или значительно уменьшило сигнатуры напряжения. (Примечание: документ IEEE 2020 года, вышедший из этого исследования, отражает первое техническое использование термина «напряжение обмотки» для описания этого класса раннего обнаружения.)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ подпись в ESA как «напряжение обмотки» нельзя переоценить. При просмотре данных, относящихся к статору, сигнатура напряжения обмотки может определить серьезность дефекта. Например, искрообразование в пазах в высоковольтных двигателях также будет проявляться как дефект напряжения обмотки, что означает, что сигнатура, относящаяся к обмотке статора, и сигнатура напряжения обмотки будут указывать на движение катушки статора с искрением. TRR

 

---

 

ЛИТЕРАТУРА
Анализ сигнатур в частотно-регулируемых приводах и ветрогенераторах», Конференция по электроизоляции IEEE 2020 г. (EIC ), Ноксвилл, Теннесси, США, 2020 г., стр. 274–277, doi: 10.1109/EIC47619.2020.9158738.

2. Х. У. Пенроуз и М. Б. Драйсилкер, «Оценка автономного частичного разряда в вакуумных средах», 2019 г.Конференция по электроизоляции IEEE (EIC), Калгари, AB, Канада, 2019 г., стр. 364–367, doi: 10.1109/EIC43217.2019.9046618.

3. Г. Б. Климан, В. Дж. Премерлани, Б. Язичи, Р. А. Кегл и Дж. Мазереу, «Бессенсорная онлайн-диагностика двигателя», в IEEE Computer Applications in Power, vol. 10, нет. 2, стр. 39-43, апрель 1997 г., doi: 10.1109/67.582451.

4. Джоксимович Г. М., Пенман Дж. «Обнаружение межвитковых коротких замыканий в обмотках статора работающих двигателей», в IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 47, нет. 5, стр. 1078-1084, октябрь 2000 г., doi: 10.1109/41.873216.

 

---

 

ОБ АВТОРЕ
Ховард Пенроуз, доктор философии, CMRP, основатель и президент Motor Doc LLC, Ломбард, Иллинойс, и, среди прочего, бывший председатель Общество надежности и специалисты по техническому обслуживанию, Атланта (smrp. org). Напишите ему по адресу [email protected] или [email protected], и/или посетите сайт motordoc.com.

 

---

Теги: надежность, доступность, техническое обслуживание, ОЗУ, электродвигатели, приводы, тестирование двигателей, анализ электрических характеристик, ESA

---

Оценка неисправности асинхронного двигателя на основе межвиткового замыкания статора | Widjiantoro

Оценка отказов асинхронного двигателя на основе межвиткового замыкания статора

С 19 века использование электродвигателей продолжает расти. В настоящее время электродвигатели нашли широкое применение в различных областях промышленности. Одним из часто используемых типов электродвигателей является асинхронный двигатель. Асинхронные двигатели работают при наличии наведенных токов из-за относительной разницы вращения ротора с вращающимися магнитными полями. Асинхронные двигатели предпочтительны для промышленных целей из-за низкой стоимости, простоты обслуживания и высокого КПД. Асинхронные двигатели, которые используются постоянно, могут иметь несколько типов неисправностей. Наличие неисправности может повлиять на работу асинхронного двигателя. Одна из неисправностей, которая часто возникает в асинхронном двигателе, является результатом межвиткового замыкания статора. Эта неисправность вызвана постепенным износом изоляции в обмотке статора, что приводит к короткому замыканию. Рано или поздно эта неисправность может привести к повреждению асинхронного двигателя за короткое время, если ее не устранить. Поэтому очень важно отслеживать неисправность в режиме реального времени. Поэтому в этом исследовании предлагается метод оценки неисправности асинхронного двигателя. Для оценки межвиткового замыкания статора используется схема оценки неисправности, основанная на фильтрации частиц и уравнениях расширенного пространства состояний. Эффективность этого подхода подтверждается с помощью компьютерного моделирования с использованием двух сигналов отказа, представленных линейным сигналом η_cc и ступенчатым сигналом. Показатели этой оценки неисправности измеряются среднеквадратичной ошибкой, и при использовании 500 частиц она имеет наименьшее значение среднеквадратичной ошибки, которое составляет 0,0112 и 0,0124 для текущей неисправности dq при использовании линейного сигнала η_cc и 0,2373 и 0,2367 для текущей неисправности dq при использовании ступенчатого сигнала η_cc.

Ключевые слова

Асинхронный двигатель; фильтрация частиц; Межвитковое замыкание статора

Полный текст:

PDF

Ссылки

Т. Йектанируманд, М. Н. Азари и М. Голами, «Оптимальное обнаружение неисправностей ротора в асинхронном двигателе с использованием оптимизированной нейронной сети с оптимизацией роя частиц», Int. J. Eng., том. 31, нет. 11, стр. 1876–1882, 2018.

Г. Б. Климан, В. Дж. Премерлани, Р. А. Кегл и Д. Хевелер, «Новый подход к обнаружению неисправности поворота в двигателях переменного тока в режиме реального времени», стр. 687–69.3, 2002.

J. Yun, K. Lee, K. W. Lee, S. Bin Lee, and J. Y. Yoo, «Обнаружение и классификация ошибок вращения статора и высокоомных электрических соединений для асинхронных машин», IEEE Trans. Ind Appl., vol. 45, нет. 2, стр. 666–675, 2009.

С. Уильямсон и К. Мирзоян, «Анализ асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и неисправностью обмотки статора. Катушки асинхронных двигателей». July, pp. 50–51, 1985.

C. Andrieu, A. Doucet, and S.S. Singh, «Методы частиц для обнаружения изменений, идентификации системы и управления», Proc. IEEE, том. 92, нет. 3, стр. 423–438, 2004.

Т. Ф. Чан и К. Ши, Прикладное интеллектуальное управление приводами асинхронных двигателей. 2011.

Э. Шеффер и С. Башир, «Моделирование неисправностей обмотки асинхронной машины для диагностики», в журнале «Диагностика электрических машин», 2013 г., стр. 23–68.

К. Огата, Современная техника управления, 3-е изд. Нью-Джерси: Prentice Hall, 1997.

К. Индриавати, Т. Агустина и А. Джазиди, «Надежное отказоустойчивое отслеживание на основе наблюдателя для линейных систем с одновременными отказами привода и датчика: приложение к системе двигателя постоянного тока», Междунар. Рев. Модель. Симуляторы, том. 2020. Т. 8. С. 410–417.

Н. К. Ки и Э. Дж. Делп, «Новые модели для отслеживания в реальном времени с использованием фильтрации частиц», Proc. ШПАЙ, том. 7257, 2009.

Н. Дж. Гордон, Д. Дж. Салмонд и А. Ф. М. Смит, «Новый подход к нелинейной/негауссовской байесовской оценке состояния», IEE Proc. F — Процесс обработки радиолокационных сигналов, том. 140, стр. 107–113, 1993.

Т. Б. Шён, «Решение нелинейных задач оценки состояния с использованием фильтров частиц — реферат с инженерной точки зрения», 2010.

С. Аллауи, К. Чафаа, Ю. Лаамари и Б. Атамена, «Оценка состояния индукционного двигателя с использованием настроенного расширенного фильтра Калмана», 2015 г., 4-й междунар. конф. электр. англ., стр. 1–5, 2015.

DOI: http://dx.doi.org/10.12962/j23546026.y2020i6.11148

Рефбеки

• В настоящее время нет рефбеков.

Посмотреть мою статистику: нажмите здесь

amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; lt; div & amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; gt; & amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp; amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;amp;lt;a title=»Web Analytics Made Easy — StatCounter» href=»https://statcounter.