Измерение индуктивности (добротности) магнитных систем

Межвитковые замыкания можно контролировать по значению измерения индуктивности (добротности)магнитных систем. С помощью такого параметра, как « ДОБРОТНОСТЬ» («ИНДУКТИВНОСТЬ»), СКД позволяет выявить неплотное прилегание щеток к коллектору, загрязнение коллектора, а также, с помощью определенной методики измерения межвитковое замыкание якоря. Рассмотрим способы определения межвиткового замыкания в обмотках электрических двигателей или других устройств, используя метод измерения «ДОБРОТНОСТЬ» («ИНДУКТИВНОСТЬ») с помощью 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 (рисунок 2.4.)

Рисунок 2.4 ‒ 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 пункты «ДОБРОТНОСТЬ» или «ИНДУКТИВНОСТЬ», и записать на бумагу. Замеры производятся в такой последовательности:

1. Произвести контроль добротности тягового электродвигателя в режиме «ТЕСТЕР».

2. Сделать запись результатов.

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

4. Произвести повторный контроль добротности и сделать запись результатов.

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

6. Далее повторить действия, описанные выше, необходимое количество раз.

После проведенного контроля нужно сравнить максимальное и минимальное значения из полученных результатов. Сравнение произвести по следующей формуле

Если Результат составляет более 25 %, то это указывает на наличие межвиткового замыкания якоря.

Для наиболее эффективного использования данной методики измерений необходимо подключать измерительные щупы на две соседние щетки щеткодержателя, имеющие разную полярность.

Определение геометрической нейтрали:

На якорную обмотку подается напряжение. За счет трансформаторной связи между якорной обмоткой и обмоткой возбуждения на обмотке возбуждения наводится напряжение, которое в следующий момент измеряется. Отношение напряжений (поданного и измеренного) дает коэффициент, пропорциональный состоянию геометрической нейтрали. При отклонении геометрической нейтрали от нормы коэффициент увеличивается. Результат замера записывается на жесткий диск встроенного компьютера СКД.

‒ коэффициент трансформации,

где U _возб ‒ напряжение обмотки возбуждения;

U _як ‒ напряжение якорной обмотки.

Для определения межвиткового замыкания якоря с помощью контроля геометрической нейтрали необходимо также межщеточный угол φ (см. рисунок 2.4) 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 двигателя 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;

– повторить действия, описанные выше, необходимое количество раз.

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

Рассмотрим еще один способ определения межвиткового замыкания в обмотках электрических машин и катушек устройств. Схема подключения СКД при проверке на межвитковое замыкание приведена на рисунке 2.5.

Щуп

Щуп

Щуп

Рисунок 2.5 ‒ Схема подключения СКД при проверке на наличие межвиткового замыкания в обмотках различных устройств

 

Для проверки на межвитковые замыкания в различного рода магнитных системах подключить щуп к контролируемой обмотке проверяемого узла. С пульта дистанционного управления необходимо выбрать режим «ТЕСТЕР», далее выбрать операцию «ИНДУКТИВНОСТЬ» («ДОБРОТНОСТЬ»).

Алгоритм определения межвиткового замыкания:

Измерение индуктивности основано на контроле падения напряжения на некоторой катушке L x. Ток низкой частоты задается с помощью генератора и набора добавочных резисторов R д определенного сопротивления.

При выполнении условия

получим:

где U x – падение напряжения на катушке L x, которое пропорционально контролируемой индуктивности;

U ген – напряжение, выдаваемое генератором;

F ген – частота, выдаваемая генератором.

Для контроля пределов измерения индуктивности, кроме переключения R д, производится переключение частоты генератора треугольного напряжения.

Контролируемая индуктивность и эталонные резисторы подключаются в соответствии с рисунком 2.6. Амплитуда меандра определяет величину индуктивности. При наличии МВЗ амплитуда резко падает, т. е. уменьшается индуктивность (в сравнении с эталонным значением).

Рисунок 2.6 – Схема подключения индуктивности и эталонных резисторов

 

2.9 Метод контроля времени отключения аппарата

На вентильную катушку аппарата подается постоянное напряжение 48 В. Программа контролирует замыкание контактов аппарата. При замыкании контактов напряжение 48 В снимается и запускается таймер микропроцессора. Программа контролирует размыкание контактов аппарата. При размыкании контактов таймер останавливается. Результат контроля времени отключения записывается на жесткий диск встроенного компьютера СКД.