Введение к работе
Актуальность работы. Маооовый характер производства асинхронных двигателей (они потребляют около 40 % всей производимой электроэнергии I I /) определяет необходимость повышения их качества. Среди дефектов асинхронных двигателей со всипними обмотками чаще встречаются витковые замыкания, на них приходится до ЭО % всох отказов / 2 /, другие дефекты обмоток являются развити-ам витковых замиканий. Такой высокий процент дефектности витко-эой изоляции объясняется конструктивными особенностями асинхронных электродвигателей до 100 кВт. имеющих в основном всыпную эсмотку из эмальпровода, тонкая і-оляцня которого наруиаетсл ь процессе намотки катушек и укладки их в статор / 3 / Замкнутые витки могут образовываться не только за счет разрушения изоляции в процессе изготовления, но и при совладении сквозных дефектов зровода.
Вопросы создания испытательных напряжений достаточно хорошо рассмотрены в многочисленных литературных источниках. Наибольшую іроблому составляет измерительна,! задача - обнаружение витковых замыканий вне зависимости от условий и процессов их возник-ювения.
Оценивать чувствительность метода з / 4 / предлагается по этношопию фиксируемого параметра сигнала при наличии дефекта к їтоііу до параметру для исправной обмотка, зтот параметр не характеризует возможности метода обнаруживать замкнутый виток. Как сказалось, известные методы контрам но дают стабильного результата, так как они разработаны без учота влияния на выходной анатаз ируемнй сигнал нестабильности испытательного сигнала и раз-Зроса параметров обмотки. Возникает ситуация, когда отноокгаль-іое Изменение параметра выходного сигнала от ьиткового замыкания іеньшз, чем разброо параметров исправной обпотки в продолах догу сгл л изменения этого ав параметра при некоррелированном от-'лононка парамзї-роз непитательного сигнала, что приводят к
)Ш2бК0.
Цель.рлботы. Цэльп работы является разработка методов о ш-:окоЯ чувствительное:'>т> к нитковому замыканию, одновременно ло-шолякшвх узость или снизать влияние нестабильности параметров ісіштательного сигнала и разброса параметров обмотки па выходной :згнал.
В соответствии о поставленной целью формулируются задача їселодования:
проанализировать возможность устранения влияния амнлитудно нестабильности испытательного импульса на параметры выходного сигнала путем представления последнего в виде последовательностей импульсов;
исследовать влияние нестабильности временных параметров ио питательного сигнала на параметры выходного сигнала;
разраоотать методы контроля обмоток, использующие унифицированное представление выходного сигнала в виде последовательно стой импульсов;
разработать меры по снижению влияния разброса параметров обмоток на резул гаты контроля;
разработать методы контроля обмоток, основанные на замене малочувствительной регистрации временных параметров сигналов, характеризующих состояние обмотки, регистрацией изменений параметров одной или нескольких гармоник;
последовать возможности выбора временных параметров испита тельно.j сигнала с целью увеличения чувствительности и обеспоче ния безошибочности обнаружения дефектов;
проанализировать возможности метода обнаруживать дефект;
разработать автоматизированные средства контроля обмоток асинхронных двигателей.
Научная новизна работы. Разработан принцип контроля обмоток, основанный на замене малочувствительной регистрации измене ний временных параметров сигналов, характеризующих состояіше об мотки, регистрацией изменений параметров одной или нескольких гармоник, обладающих максимальной чувотвціалмір^'"^ ": откл^н^ни -км контролируемого параметра обмотки.
Разработана методика, исключающая влияние нестабильности амплитуды испытательного сигнала на регистрируемый параметр фиксируемого сигнала, за счет формирования из выходного сигнала представляющего из себя затухающее колебание последовательности импульсов в моменты перехода через ноль колебания, а влияние не стабилнности частоты уменьшается за счет регистрации амплитуда гармоники, находящейся в области наименьшой чувствительности амшштуда ого спектра к вариациям частоты.
Решена задача исключения влияния на результаты контроля разброса параметров обмоток за счет формирования из выходного сигнала - затухающего колебания - двух прерывистых последовательностей импульсов.
Определен оптимальный для использования в контроле участок
частотных характеристик обмоТок, для которого отношение относительного изменения одного из его значений при возникновении вит-кового замыкания к такому же изменении при отклонанин параметров обмотки в пределах дощ ска было бы максимальным.
Разработаны принципы контроля, основанные на частотном совмещении области минимальной чувствительности амплитудного спектра испытательного сигнала к нестабильности его параметров о области) максимальной чувствительности АЧХ обмотки к дефектам.
Показана возможность подавления неикформативных гармоник в снимаемом сигнале путем соответствующего выбора временных параметров испытательного сигнала.
Получены аналитические выражения, позволяющие оценить методы контроля обмоток о позиции безошибочного обнаружения витково-го замыкания, учитывавшие нестабильность параметров испытательного сигнала и отклонения параметров исправных обмоток.
Пиактяческая ценность. Разработаны способы контроля обмотки на базе унифицированного представления выходного сигнала, рекомендованы временные параметры сигналов и номера гармоник, анализируемые для определения состояния обмотки, реализация этих способов возможна на базе используемых в промышленности генераторов испытательных импульсов.
разработаны способы, основанные на выборо временных параметров испытательного сигнала, с целью подавления неинформативных гармоник в выходном сигнале и снижения влияния на него нестабільностей испытательного сигнала. Определен участок частотных характеристик обмоток, использование которого при реализации разработанных методов позволит получить наибольшую чувствительность.
Получен критерий оценки возможности метода обнаруживать замкнутый виток, что позволяет дать заключение о целесообразности использования для контроля обмотрк метода, предлагаемого для внедрения в производство.
Разработаны и внедрены приборы контроля обмоток о азтоыг л-зиреэая.чыл! процессом измерения, используемое в ремонтных службах предприятий и при серийном производстве электрических машин.
На защиту выносятся:
1, Методы контроля обмоток, основанные на унифицированном
представлении выходного сигнала.
2. Принцип контроля, основанный на частотном совмещении об
ласти минимальной чувствительности амплитудного спектра иипкга-
тельного сигнала к нестабильности его параметров о ойластью максимальной чувствительности амллитудно-чаототной характеристики обмотки к дефекта.!.
-
Методы контроля обмоток, основанные на выборе временных параметров испытательных сигналов.
-
Принципы определения возможности метода безошибочно обнаруживать витковое замыкание.
Апробация работы, основные результаты работы докладывались и обоуждались на:
HI Всесоюзной научно-твхничеокой конференции "Неразрушающие физические методы контроля", Свердловск, 1990;
9-оь; Всесоюзном оовещании по физике и металлам, электротехнических сталей и сплавов, Минск, 1991;
межвузовской научно-технической конференции "Современные методы а средотва электромагнитного контроля и юс применение в промыт, іности", Могилев, 1992;
. - республиканском научно-техническом семинаре "Импульсный магнитный метод контроля механических свойств сталей", Минск, IS9I;
заседании Ученого Совета Института прикладной физики Академии наук Боларуси;
научном семинаре лаборатории магнитных методов контроля Института прикладной физики Академии наук Беларуси.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 8 тезисов докладов, получено 8 авторских свидетельств.
структура и объем работы. Диооертация_сосдоит ид-введоикяу ііашрх-»швг^аключвтшя7_списка литературы и приложений. Основное содержание изложено на 154 страницах машинописного текста, включая 41 рисунок, описок литературы из 276 наименований. Приложение содержит II страниц.
Похожие диссертации на Спектрально-импульсные методы контроля обмоток асинхронных двигателей
