Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ существующих методов контроля качества электрических машин и трансформаторов . 8
1.1. Контроль качества электрических машин 8
1.2. Методики и средства диагностики состояния трансформаторов в условиях эксплуатации 10
1.3. Контроль отдельных показателей качества электрических машин подвижного состава 15
2. Разработка методики диагностирования состояния изоляции обмоток тяговых трансформаторов . 23
2.1. Создание режима импульсных испытаний 23
2.2. Использование методов Гира при моделировании процессов в электрическом оборудовании 26
2.3. Математические модели электромагнитных процессов в трансформаторе при диагностировании состояния изоляции 35
2.4. Методика диагностирования 46
3. Разработка устройства для диагностирования изоляции тяговых трансформаторов . Экспериментальная часть. 50
3.1. Устройство диагностирования состояния изоляции трансформаторов 50
3.2. Экспериментальные исследования 57
4. Автоматизация контроля отдельных показателей качества электрических машин после ремонта подвижного состава . 70
4.1. Разработка стенда для электрических и механических испытаний электрических машин 70
4.2. Математическая модель стенда для электрических и механических испытаний электрических машин. 76
4.3. Работа на стенде 83
4.4. Разработка методики диагностирования состояния обмоток роторов электрических машин
4.5. Расчет точности измерений 90
4.6. Максимальное и минимальное значение напряжения с учетом сопротивления контакта щеток с коллектором
4.7. Имитационное моделирование 93
4.8. Стенд для диагностики состояния изоляции роторов электрических машин 95
Заключение. 99
Литература.
- Методики и средства диагностики состояния трансформаторов в условиях эксплуатации
- Использование методов Гира при моделировании процессов в электрическом оборудовании
- Экспериментальные исследования
- Разработка методики диагностирования состояния обмоток роторов электрических машин
Введение к работе
Актуальность проблемы.
На объектах метрополитена и электрифицированного наземного железнодорожного и городского транспорта используется дорогостоящее оборудование, в котором в процессе длительной эксплуатации, аварийных режимов работы, в результате старения, а также скрытых дефектов производства и некачественного ремонта проявляются различные дефекты, влияющие на работоспособность самого оборудования, а также оказывающие мощные вредные воздействия на работу смежных устройств.
В связи с тем, что электрическое оборудование исключительно многообразно, в работе рассматриваются отдельные аспекты этой проблемы.
В зависимости от того, на каком этапе "жизненного цикла" проводится диагностирование, к средствам диагностики и кон- V троля качества предъявляются различные требования.
Дистанциями ремонта служб электроснабжения проводится "диагностирование и контроль отдельных показателей качества V оборудования в процессе эксплуатации и после ремонта. Дефекты оборудования с высокой степенью достоверности могут быть выявлены на стационарных стендах, что требует его отключения, замены и транспортировки в центры диагностики. Так, для замены и транспортировки трансформатора с тяговой подстанции метрополитена требуется электровоз с двойной тягой, оборудованный краном и лебедкой, а также работа обслуживающего персонала в течение двух ночных смен. Отмеченное приводит к необходимости диагностирования оборудования в процессе эксплуатации с помощью специальных малогабаритных переносных^ средств. Для снижения трудозатрат, времени выполнения программы испытаний электрических машин подвижного состава после ремонта на стационарных стендах, необходимо автоматизи-
ровать процесс диагностирования и контроля отдельных показателей качества.
Работа проводилась по заданию службы электроснабжения Петербургского метрополитена и ОАО "Октябрьский электровагоноремонтный завод" в соответствии с договорами N«556, №303, №555.
Цель диссертационной работы заключается в'разработке методик и средств диагностики и контроля отдельных показателей качества тяговых трансформаторов и электрических машин подвижного состава, а именно: в проектировании, создании и использовании малогабаритных переносных средств диагностирования наличия дефектов в изоляции трехфазных сухих трансформаторов тяговых подстанций метрополитена; в решении задач, связанных с автоматизацией процесса испытаний электрических машин при ремонте подвижного состава.
Задачи исследований. Для реализации поставленной цели в работе решались следующие задачи:
Исследование процессов в объектах диагностирования и в оборудовании при испытаниях тяговых трансформаторов и электрических машин подвижного состава.
Разработка научно-обоснованной методики диагностирования наличия дефектов в изоляции тяговых трансформаторов.
Разработка, проектирование и использование малогабаритного переносного устройства для диагностирования дефектов в изоляции обмоток тяговых трансформаторов.
Расчет точности измерений и выработка рекомендаций к автоматическому регулированию при автоматизации отдель-
ных пунктов программы контроля качества электрических машин подвижного состава после ремонта.
Методика исследований. Для решения указанных задач используются методы Гира, дискретных резистивных схем, теории электрических цепей, имитационного моделирования, математические модели электромеханических преобразователей, теория точности. Для численных расчетов использовался пакет MatLab. Правомерность теоретических моделей оценивалась сопоставимостью результатов расчета с экспериментальными данными.
Научная новизна.
Разработаны математические модели процессов в электрических машинах и в оборудовании при испытаниях, базирующиеся на представлении машин как управляемых электромеханических преобразователей, а также модели процессов при импульсных испытаниях изоляции тяговых трансформаторов с использованием методов Гира.
Предложен и обоснован способ создания режима импульсных испытаний трансформатора путем подключения генератора- импульсного напряжения к обмотке низшего напряжения, с диагностированием изоляции обмотки высшего напряжения, стержня, соседнего к стержню, на обмотку низшего напряжения которого подается импульс.
Разработана методика диагностирования наличия дефектов в изоляции тяговых трансформаторов, основанная на отслеживании изменений в поведении введенной характеристики (системной функции), обладающей повышенной чувствительностью к наличию дефектов в изоляции. Проведенные экспериментальные.. исследования подтвердили эффективность предложенной методики.
4. Как результат проведенных исследований разработано устройство диагностирования изоляции тяговых трансформаторов метрополитена мощностью от 630 кВА до 2500 кВА, а также сформулированы требования к точности измерений и регулированию при автоматизации программы контроля отдельных показателей качества электрических машин подвижного состава после ремонта.
Практическая ценность работы состоит в возможности осуществления диагностирования наличия дефектов в изоляции тяговых трансформаторов: частичного пробоя на корпус и межвит-ковых замыканий, определения ухудшения поперечной изоляции. Результаты работы были использованы при создании устройства диагностирования изоляции трансформаторов (УДИТ), разработанного на кафедре "Теоретические основы электротехники" ПГУПСа по заданию Петербургского метрополитена. Данное устройство внедрено и находится в эксплуатации в службе электроснабжения метрополитена. Результаты работы были использованы при создании средств автоматизации измерений сопротивлений секций обмоток роторов электрических машин и программы электрических и механических испытаний генераторов подвижного состава. Данное оборудование было передано заказчику: ОАО "Октябрьский электровагоноремонтный завод".
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Апробация работы. : м .
Основные результаты работы докладывались и обсуждались
на: - .<
- 56, 57 и 58 научно-технических конференциях с участием студентов, молодых специалистов и ученых в 1996, 1997, 1998 гг. . в
ПГУПС,
научных семинарах кафедры "Теоретические основы электротехники" ПГУПС,
2 международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" (г. Москва, 1996 г.),
6 международной научно-технической конференции " Проблемы повышения технического уровня электроэнергетических систем и электрооборудования кораблей, плавучих сооружений и транспортных средств" (Санкт-Петербург, 1998 г.),
Всероссийской научно-практической конференции "Проблемы внедрения технической диагностики узлов и деталей подвижного состава" (Санкт-Петербург 1999 г.).
Структура и объем работы.
Методики и средства диагностики состояния трансформаторов в условиях эксплуатации
При решении задач контроля качества электромеханических и статических преобразователей строятся различные модели, представляющие собой системы дифференциальных и алгебраических уравнений.
Многие задачи по моделированию электромагнитных процессов и методик диагностики сводятся к задаче расчета электрических цепей. Электрические цепи оказываются, как правило, большой размерности с широким набором линейных и нелинейных элементов.
В настоящее время создан мощный математический аппарат и множество пакетов прикладных программ для расчета электрических и элетронных цепей на ЭВМ типа PSPICE, Matlab (Power System), NAP и другие.
Зачастую универсальность этих пакетов не позволяет учитывать тонкости данной задачей или расчитывать цепи с какими-либо особенностями, полностью контролировать процесс интегрирования.
Каждая программа обладает некоторым набором базовых элементов, из которых строится цепь. Например, если программа была разработана для аналсиза схем, содержащих только резисторы и источники напряжения, то базовый набор строится только из резисторов и источников напряжения. Чем больший базовый набор допускается программой, тем более многофункциональной она становится. Новые же элементы реализуются через эквива 27 лентные схемы замещения, построенные на основе элементов_из базисного набора.
Наличие собственных программ для расчета переходных процессов позволяет создавать новые элементы, не представляя их в виде схемы замещения из уже имеющихся, а реализовывать более эффективно, а также, применять синтез численных и аналитических методов, использовать диакоптику и т. д.
Важными этапами построения программы расчета электрических цепей являются: 1. выбор метода численного решения системы дифференциальных уравнений; 2. подход к формированию системы уравнений; 3. построение базового набора элементов. После представления исходной задачи электрической цепью важным является выбор численного метода расчета. Существует много методов численного решения задачи Коши: x = f(t,x), x{tQ) = x0, (2.1) но большинство из них базируется на двух основных принципах: разложение в ряд Тейлора и полиномиальная аппроксимация.
Методы основанные на первом подходе, обычно называют методами Рунге-Кутта. Методы, основанные на полиномиальной аппроксимации, называют методами численного интегрирования. В методах численного интегрирования существуют две большие группы: явные и неявные методы. В явных методах при определении каждого следующего значения численного решения используются только предыдущие значения решения, в неявных — и определяемое на данном шаге значение. Таким образом, в неявных методах на каждом шаге приходится решать, в общем случае, нелинейную систему уравнений относительно следующего искомого значения численного решения. Основными требованиями, предъявляемыми к численным методам, являются: устойчивость (защищенность от накапливания методической ошибки и ошибки округления) и точность, которые влияют на выбор величины шага и порядка метода. В явных методах выбор величины шага связан более с обеспечением устойчивости и достижением точности, в неявных (устойчивых) — с обеспечением заданной абсолютной и относительной точности. Кроме того, так как при расчете электрических цепей системы. обладающие свойством жесткости (неформально: системы с большим разбросом собственных значений якобиана или системы. где в решении присутствуют быстрые и медленные компоненты). встречаются скорее как правило, а не исключение — желательно использовать методы, обладающие свойством жесткой устойчивости.
Для решения систем дифференциальных уравнений был выбрано семейство неявных жесткоустойчивых методов Гира. Формулы для метода Гира представлены в табл. 2.2. В общем виде: Р-\ хп+1 = а}хпЧ + /г6_! f(tn+i,xn+i), (2.2) где р - порядок метода. Для нахождения областей абсолютной устойчивости рассматривается тестовое уравнение: х = Хх, х(0) = 1. (2.3)
Это связано с тем, что любое линейное уравнение может быть сведено к тестовому линейной заменой переменных, а вместо нелинейного уравнения можно рассмотреть приближенное х = - (xQ)x, где з(#о) — якобиан. Л — в общем случае, комплексное число. Далее, если ввести в рассмотрение а — Xh, то методами изложенными в [96], можно найти области абсолютной устойчивости, которые для методов Гира разного порядка представлены на рис. 2.1
Использование методов Гира при моделировании процессов в электрическом оборудовании
При диагностики качества возникают следующие проблемы: оценка влияния на результаты измерения параметров изоляции тягового двигателя температуры воздуха и влажности, корректировка методик испытаний, необходимость в которой связана с прогрессом в области изоляционных материалов.
Для количественной оценки влияния влажности и температуры на результаты испытаний были проведены дополнительные исследования, для которых были выбраны двигатели долгое время находившиеся в эксплуатации [86, 88].
У них замеряли сопротивление изоляции, tg 5 и полученные данные сопоставляли с фактическими значениями температуры и влажности. Измерения проводились примерно 2 раза в неделю на протяжении года. Было принято допущение о линейной зависимости: tg 500B = оТ + ЪН + с, (1.1) где tg$5ooB — тангенс угла диэлектрических потерь при напряжении 500В., Т - температура С, Н - относительная влажность,%. а, 6, с - константы, а, 6, с были определены для каждого двигателя. Формулу (1.1) можно использовать для приведения измеренных параметров к стандартным условиям, но для двигателей с хорошим состоянием изоляции обычно корректировка по температуре и влажности не требуется. Далее были проверены на эффективность пять методов проверки состояния изоляции: измерение сопротивления изоляции, измерение tg 5, измерение постоянной составляющей тока, измерение емкостного сопротивления (выводы делают по численному значению емкости системы изоляции) и по частичному разряду (выводы делают по величине напряжения в момент начала разряда). Изучая корреляцию между величиной пробивного напряжения и измеряемыми в методах параметрами. пришли к выводу: корреляция между tg 5 и величиной пробивного напряжения ярко выражена, корреляция для емкости меньше чем для tg, корреляция с напряжением частичного разряда мала. Далее, испытания на сопротивление изоляции точно определяют плохое состояние изоляции, связанное с влажностью, испытания на постоянную составляющую тока — из-за повреждений в определенных местах. Таким образом, авторы приходят к выводу: наиболее эффективным методом определения состояния изоляции тягового двигателя является испытание на постоянную составляющую тока, а второй по эффективности метод — измерение tg.
В [76] была разработана методика прогнозирования пробивного напряжения изоляции тяговых электродвигателей УРТ110. ЛК106, ДК409 и ЭДТ-200Б. Был разработан и внедрен измерительный комплекс управляемый микропроцессорной системой.
Было показано, что с точностью 10% для прогнозирования пробивного напряжения можно использовать зависимость: ипр = —4.831 + 2.055-ЙГабс + 20.14Л ОСТ, где /Сост — коэффициент остаточного напряжения, А дбс — коэффициент абсорбции. К сложностям прогнозирования следует отнести: невозможность иногда найти четкую функциональную зависимость, невозможность провести достаточное количество экспериментов (например, экспериментальное определение пробивного напряжения).
На ремонтных заводах после измерение сопротивления изоляции относительно корпуса, измерения сопротивления обмоток при постоянном токе, испытание электрической прочности изоляции относительно корпуса и между обмотками, электрической прочности межвитковой изоляцией, проверки качества пайки и отсутствия дефектов на втором этапе проводят механические и электрические испытания электрических машин. В механических испытаниях проводят испытания при повышенной частоте вращения 1) для электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением — на 20 % сверх наибольшей, но не менее чем 50% сверх номинальной. 2) для электродвигателей с регулировкой частоты вращения — на 20% сверх наибольшей.
Длительность механических испытаний 5 мин.
В электрических испытаниях номинальные данные указанные на заводском щитке, проверяются в течение 30 мин. При этом генераторы должны развивать номинальную мощность при отклонении напряжения от номинального на +-2%.
Например, для подвагонных генераторов на Октябрьском электровагоноремонтном заводе программа механических и электрических испытаний выглядит следующим образом: 1) холостой ход, повышенная частота вращения - 5 мин. 2) Первая половина электрических испытаний: Вращение при нагрузке 0.25РНОМ -5 мин., при 0.5-Рном 5 мин., при 0.75Р1ЮМ - 5 мин., при Рном - 15 мин. 3) Вторая половина электрических испытаний: вращение в другую сторону при полной нагрузке 30 мин.
Существуют различные подходы создания режимов ускоренных испытаний для тяговых двигателей: [25, 48, 49].
Как правило, тяговые двигатели и генераторы испытывают на стендах в режиме взаимной нагрузки, когда две машины работают в связке, нагружая друг друга, а вольтодобавка покрывает потери. Такие схемы испытаний требуют создание универсальных стендов с возможностью испытания различных типов генераторов, с полной автоматизацией программы испытаний, с максимальной защитой от ошибок оператора. Для экономии электроэнергии работа должна осуществляться в режиме взаимной нагрузки разгонного двигателя и генератора. Автоматизация программы электрических испытаний требует выработки требований к регулированию и управлению параметрами системы.
Экспериментальные исследования
Конденсатор соединяется с обмоткой испытуемого трансформатора через полупроводниковый ключ, состоящий из ключевого тиристора VS и двух силовых диодов VD\ и УДг- Через тиристор VS, при поступлении на него управляющего импульса, проходит силовой импульс на обмотку трансформатора.
Диод VD-2 обеспечивает возврат части энергии, запасенной в электромагнитном поле обмотки трансформатора, назад в емкость генератора, а цепь из VD\ и С[ защищают тиристор VS от импульсов с большой скоростью нарастания напряжения (т.е. от -fi). Параллельно выходным клеммам подключен делитель Дг, с которого снимается напряжение соответствующее по форме напряжению на обмотке трансформатора (вторичной), а следовательно и высоковольткой с поправкой на коэффициент трансформации.
Измерительный блок имеет два канала. Канал напряжения и канал тока. Канал напряжения состоит из усилителя входного напряжения, снимаемого с делителя Дг и ячейки памяти, запоминающей максимальное значение входного напряжения. Канал тока имеет два входных усилителя. Ток, снимаемый с резистора -йш, имеет характер затухающих колебаний в виде синусоиды, но с различными амплитудами положительных и отрицательных полуволн. Для определения его среднего значения за время воздействия испытательного импульса напряжения, в приборе применено разделение тока по знаку с помощью входных диодов. После его усиления усилителями с одинаковым коэффициентом усиления, сумматор определяет среднюю величину тока, которую запоминает ячейка памяти тока.
Далее величины напряжения и тока с ячеек памяти поступают на входы аналогового делителя (525ПС2А), выдающего сигнал соответствующий делению у21-.
Напряжение с входа аналогового делителя попадает на вход АЦП и преобразуется в цифровой код, который высвечивается на индикаторе лицевой панели прибора.
Работой прибора управляет устройство, определяющее последовательность операций. Устройство представляет собой счетчик синхронизированный частотой 50 Гц. Через десятичный дешифратор он управляет ячейками памяти и запуском силового генератора. Перед пуском силового генератора очищаются ячейки памяти от предыдущего измерения, после чего подается импульс управления на включение силового тиристора VS.
Последовательность поступления импульсов управления продолжается пока нажата кнопка "Пуск".
Генератор импульсов пуска силового тиристора VS (рис. 3.3) состоит из: импульсного трансформатора Т; ключевого тиристора VSi, включенного последовательно с обмоткой W\ трансформатора Т и разрядного конденсатора Сг, который разряжается через зарядный резистор R\. Схема генератора запуска силового тиристора. Т имеет две выходные обмотки. Одна обмотка соединена с управляющим электродом и катодом VS, а вторая является обмоткой синхроимпульса для осциллографа при отладке и не имеет внешнего вывода. Запуск VS[ осуществляется контактом реле, включаемого от счетчика. Сз разряжается на управляющий электрод VS\.
Используя приведенные схемы, изготовлено устройство диагностирования изоляции трансформаторов рис. 3.4. Масса изготовленного устройства — 14 кг, размеры — 650 х 450 х 250 мм. На лицевую панель вынесены средства измерения, индикации, фиксации и управления (выключатель, кнопка). Устройство реализовано с учетом эксплуатационных требований, обеспечивающих его основные технические характеристики: надежность, простоту в обслуживании, ремонтопригодность, минимально возможные габариты и массу. Устройство диагностирования изоляции высоковольтных обмоток тяговых трансформаторов метрополитена. Назначение УД 1-ІТ - произвести тестирование высоковольтных обмоток трансформаторов системы электроснабжения метрополитена. Испытание трансформатора производится при полном его отсоединении от внешних цепей (выпрямительных агрегатов с низковольтной стороны и от источника питания с высоковольтной стороны).
Подготовка объекта испытания. Трансформатор должен быть отключен от сети питания и от выпрямительного агрегата. Высоковольтная обмотка разбирается на отдельные фазовые обметки, т.е. если высоковольтные обмотки были соединены звездой, концы обмотки оставляют свободными, изолированными от земли: при соединении обмоток треугольником, если возможно, снимаются перемычки и освобождаются концы высоковольтных обмоток Вторичную обмотку трансформатора, если она собрана в звезду или треугольник с возможностью ее разборки, можно оставить в рабочем состоянии.
Начало тестируемой высоковольтной обмотки через резистор 75 Ом подключается к "земле" (землей в данном случае является железо трансформаторного сердечника). Данный резистор является измерительным шунтом для измерения величины тока между высоковольтной обмоткой и сердечником. Второй вывод высоковольтной обмотки должен быть изолирован от сердечника. Невыполнение этого условия приведет к попаданию высокого напряжения в низковольтную измерительную часть прибора и к выходу его из строя.
Провод с коаксиальным разъемом, идущий от резистора (шунта), подключается к соответствующему гнезду устройства ("вход Г).
Низковольтная обмотка фазы, на которую подается импульс, подключается к силовым выводам прибора. Полярность подключения для каждого типа трансформаторов указана в методике, испытаний.
Подготовка устройства УДИТ к проведению испытаний.
До включения устройства в сеть "220 В" необходимо поставить переключатель ступеней испытания в положение "0", повернув его по часовой стрелке, выключатель устройства должен быть выключен (в нижнем положении). Выполнив выше изложенное, включают устройство в сеть 220В и включают тумблер " Сеть". На лицевой панели засветятся индикаторы табло. Цифры на индикаторах могут быть любые. После включения УДИТ дают схеме несколько минут прогреться.
Разработка методики диагностирования состояния обмоток роторов электрических машин
Диагностика состояния обмотки якоря является частью контроля качества двигателей после ремонта.
Полная система контроля состоит из механических, тепловых и электрических испытаний.
Согласно требованиям приемо-сдаточных испытаний после ремонта якоря проводится определение: межвиткового замыкания методами электромагнитной индукции или методом падения напряжения; межламельного замыкания, сопротивления, качества пайки методом падения напряжения; электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса машины; сопротивления изоляции обмоток.
В результате исследований была проанализирована возможность использования метода узловых сопротивлений, метода узловых проводимостей, модифицированного метода узловых сопротивлений, а также диакоптического подхода для диагностики якорей электрических машин на постоянном токе с последующей проверкой качества изоляции обмотки подачей синусоидального напряжения требуемой величины; обоснована точность измерения отдельных величин для исключения противоречивых данных диагностических экспериментов.
Для контроля качества обмотки якоря наряду с индукционным мето дом,-методом-бегущей волны [85], -для тяговых двигателей используется метод измерения сопротивлений [29, 21].
Одним из методов диагностики пассивных электрических цепей является метод узловых сопротивлений и его разновидности [37].
Предполагается, что имеется пассивная резистивная цепь, все п + 1 узлов которой доступны для проведения диагностических экспериментов, а топология известна. Сущность метода заключается в определении проводимостей ветвей цепи, представленной как полный многополюсник. По проводимостям ветвей делается вывод о состоянии цепи.
В j0M эксперименте между нулевым и jbIM узлом подается ток J = I А (в общем случае не 1 А, а относительная единица тока) и измеряются узловые напряжения U[,.. . &7,- В результате п экспериментов получается множество систем уравнений, которые можно объединить в одну: Z = U называется матрицей узловых сопротивлений. Y = Z-1. По матрице проводимостей можно вычислить проводимости ветвей. В обобщенном методе узловых сопротивлений задающие токи устанавливаются ненулевыми не в одном, а в нескольких узлах.
Для цепей большой размерности, когда матрица У разряженная, используется модифицированный метод узловых сопротивлений. Метод основан на HDQ -разложении матрицы Y. Для цепей со сложной структурой используются также методы диакоптики.
Применительно к задаче контроля качества обмотки целесообразно применить метод, в котором число экспериментов равно числу узлов цепи.
При разработке методического обеспечения контроля качества тяговых двигателей электроподвижного состава рассматривались электрические машины типа ДК103, ДК106, УРТ110. Некоторые характеристики обмоток данных моделей приведены в таблице: Тип Кол-во ламелей Тип обмотки Кол-во пазов Витков в секции номобмотки Шаг коллектор пазы ДКЮЗ ДК106 УРТ110 301 329 329 волна волна волна 4347 47 1 1 1 0.20S 0.165 0.164 1-151 1-165 1-165 1-11 1-121-12
Секции, отходящей от ламели по часовой стрелке, присваивается номер ламели. К основным неисправностям, которые подлежат выявлению при контроле качества после ремонта, относят: 1. межламельные замыкания, являющиеся следствием попадания в межламельные промежутки стружки, соприкосновений коллекторных пластинок; 2. плохое качество пайки, обрыв; 3. межсекционное замыкание, вызванное механическим повреждением или пробоем изоляции; В основу контроля качества обмотки положен метод определения сопротивлений секций с учетом пайки к ламелям.
Через щетки, установленные на расстоянии 15 ламелей, подается ток 10 А. Через потенциальные контакты, находящиеся на расстоянии (N — 1)/2 ламелей (N - общее число ламелей), измеряется напряжение. Якорь приводится во вращение. За один оборот якоря делается N измерений напряжения и N измерений подаваемого тока. Схема диагностирования представлена на рис. 4.8.
По полученным значениям напряжения и тока находятся сопротивления секций с учетом пайки к ламелям. к-му измерению соответствуют измеренные напряжения и ток, когда первый потенциальный контакт находился на к-ой ламели. Пусть множество индексов Ak - номера секций, образующих при к измерении 2-ую ветвь, множество индексов Вк - номера секций, которые закоротили щетки, тогда нашему эксперименту соответствует система уравнений: {h-- гк = щ, к — l..N, Е Тг iN\Bk где щ. ik - измеренное напряжение и ток, г,-, і = 1../V -сопротивления секций.
Приближенное решение находится по формуле j f. = "Vj-bui = 1..JV, котоізое можно уточнить по итерационной формуле Ньютона для нелинейных систем: /(f) = 0, г 1) = г ) - [//(г 0))]"1 /(г 0 ) (в данном случае метод сходится).
По полученным сопротивлениям секций могут быть локализованы неисправности: 1. межламельное замыкание - две секции имеют нулевое сопротивление; 2. плохое качество пайки - сопротивление секции больше на 20 % номинального; 3. межсекционное замыкание - нулевое сопротивление одной секции, пониженное двух примыкающих. 4. сочетания дефектов, межсекционные замыкания нескольких секций проявляются еще более ярко;
