Как проверить обмотку генератора на межвитковое замыкание: Как проверить статор генератора на межвитковое замыкание — АртСтрой — строительные материалы в Санкт-Петербурге

Содержание

Как проверить статор генератора на межвитковое замыкание

Проверка генератора
Данное руководство применимо почти ко всем системам зарядки.

Самая простая проверка системы зарядки
Замерить напряжение аккумулятора на незапущенном двигателе, если акум не разряжен, то напряжение должно быть 12,5 — 12,8 вольт. Теперь нужно запустить двигатель и замерить напряжение на аккумуляторе. Допустимые пределы напряжения 13,5-14,5. Допустимый максимум зарядки на некоторых автомобилях 14,7 вольт. Учтите что если аккумулятор разряжен, то напряжение на его клеммах при заведенном двигателе может быть и выше.

Простая проверка на автомобиле
Не снимая с автомобиля можно провести ряд простых предварительных проверок. При выключенном зажигании проверьте при помощи контрольной лампы (5Вт) наличие напряжения на силовом проводе В+. Этот провод практически всегда напрямую соединен с плюсом аккумулятора. На некоторых авто он может идти через мощный предохранитель (от 60 ампер и выше).

Так же контролькой проверяем наличие питания на проводе S, здесь тоже должно присутствовать +12 вольт и лампа будет гореть в полную мощность.

Включите зажигание. При подаче отрицательного напряжения на вывод L должен загораться светодиод контроля заряда на панели приборов. Все эти проверки свидетельствуют о том, что с проводкой все в порядке.

Проверяем снятый с автомобиля генератор
Проверка ротора

Мультиметром в режиме измерения сопротивлений прозвоните обмотку возбуждения (на роторе). Сопротивление исправной обмотки на генераторах лифан должно быть в пределах 2,7 -3,1 Ом. Если сопротивление не показывает совсем, то в обмотке обрыв. Если сопротивление ниже положенного, то скорее всего межвитковое замыкание. Если же выше, то возможно плохой контакт или непропаяны как следует выводы обмотки к контактным кольцам.

Так же замеряем потребляемый обмоткой возбуждения ток. Для этого подаем на контактные кольца +12 вольт и в разрыв цепи подключаем амперметр постоянного тока. Ток потребляемый обмоткой должен быть в пределах 3-4,5 Ампер. Если ток завышен, значит в обмотке ротора межвитковое зажигание и она требует замены. Максимальный ток реле-регулятора 5 Ампер, поэтому при завышенном токе обмотки ротора регулятор тоже нужно заменить.

Сопротивление изоляции можно проверить высоким переменным напряжением 220 вольт, подав напряжение через лампу накаливания 220 в, 40 Вт., один контакт подлючаем на контактное кольцо, другой на металлический корпус ротора. При отсутствии замыканий на корпус лампа гореть не должна. Если нить лампы хоть чуть-чуть светится, значит имеет место утечка тока на массу. Такая обмотка требует ремента или замены.

Соблюдайте меры предосторожности при работе с высоким напряжением!

Статор генератора
Обмотки статора можно смотреть только отсоединив или отпаяв выводы от диодного моста. Сопротивление между выводами обмоток должно быть примерно 0,2 Ома. А между выводом любой обмотки и 0 (общим выводом) около 0,3 Ом. Если замыкают обмотки статора или диодный мост, то генератор при работе сильно гудит.

Точно так же проверка изоляции на пробой осуществляется через лампу напряжением 220 вольт. Один контакт подсоединяется к выводу обмотки, второй на корпус статора. При исправной изоляции лампа гореть не должна!

Так же внимательно осмотрите состояние внутренних частей статора и наружной части ротора. Они не должны соприкасаться между собой при работе. Как говорится «башмачить». При такой работе генератор издает повышенный шум, что свидетельствует об износе подшипников или втулок.

Диодный мост
Диодный мост состоит из двух пластин, одна из которых положительная, а другая отрицательная. Диоды проверяются мультиметром в режиме омметра.

Подсодините один щуп к выоду В+ дионого моста, а второй поочередно подсоединяйте к выводам Ф1 Ф2 Ф3 и 0. Затем поменяйте щупы местами и проделайте то же самое. В одном случае тестер должен показывать проводимость (какое-либо сопротивление), а в другом нет. Таким образом мы проверили диоды на плюсовой пластине.

Для проверки диодов на отрицательной пластине один щуп соединяем с отрицательной пластиной, а второй с выводами диодов поочередно. Точно так же потом меняем щупы местами и повторяем процедуру. В одном случае проводимость будет, в другом нет.

Обратите внимание что сопротивление не должно равняться нулю! Это говорит о пробое диода. Так же о пробое диода говорит отсутствие сопростивления в обе стороны при подключении. Диодный мост даже с одним неисправным диодом будет давать недрозаряд аккумулятора, поэтому требует замены.

Щетки и контактные кольца
Кольца и щетки можно проверить визуально, оценив их состояние и исправность. Проверить выступающую длину щеток. Она должна быть не меньше 4,5 мм. А в норме 8-10 мм.

Так же диаметр токосъемных колец должен быть минимум 12,8 мм. а в идеале 14,2-14,4. Изношенные кольца можно поменять, если вы найдете их в магазине. Снимаются они специальным съемником, при этом отпаиваются выводы обмотки. После установки новых колец их можно проточить на токарном станке для устранения биений и шлифануть мелкой наждачкой для ликвидации заусенцев.

криво (с)тырено. потерялись картинки с пояснениями.

Источник: www.drive2.ru

Как Проверить Обмотку Генератора На Межвитковое Замыкание

Проверка обмотки возбуждения на межвитковое замыкание

Межвитковое замыкание вызывает увеличение силы тока возбуждения. Из-за перегрева обмотки разрушается изоляция и еще большее число витков замыкают между собой. Увеличение тока возбуждения может повлечь выход из строя регулятора напряжения. Эту неисправность определяют сравнением измеренного сопротивления обмотки возбуждения с техническими условиями. Если сопротивление обмотки уменьшилось, то ее перематывают или заменяют.

Межвитковое замыкание в катушке обмотки возбуждения определяют измерением сопротивления катушки возбуждения при помощи омметра, имеющегося на стендах Э211, 532-2М, 532-М и др., отдельного переносного омметра (см. рис. 14, в), или по показаниям амперметра и вольтметра при питании обмотки от аккумуляторной батареи (см. рис. 14, г). Плавкий предохранитель защищает амперметр и батарею при случайном коротком замыкании цепи. К контактным кольцам ротора подключают щупы и делением величины измеренного напряжения на силу тока определяют сопротивление и сравнивают его с техническими условиями (см. табл. 2).

Рис. 14. Проверка обмотки возбуждения:

а—на обрыв; б—на замыкание с валом и полюсом; в — омметром на обрыв и межвитковое замыкание; г — — подключение приборов для определения сопротивления.

Проверка обмотки статора на обрыв.Проверка обмотки ста тора на обрыв производится при помощи контрольной лампы или омметра. Лампу и источник питания поочередно подключают к концам двух фаз по cxeме рис. 15, а. При обрыве в одной из катушек лампа гореть не будет. Омметр, подключенный к этой фазе, покажет «бесконечность При подключении к двум другим фазам он покажет сопротивление этих двух фаз.

Межвитковое замыкание в обмотке генератора. Как обнаружить.Совет автоэлектрика.

Если канал приносит Вам реальную пользу, тогда поддержите проект! Сумма не имеет значения! КАРТА (СБЕРБАНК)…

Межвитковое замыкание в статарной обмотке генератора.

Если канал приносит Вам реальную пользу, тогда поддержите проект! Сумма не имеет значения! КАРТА (СБЕРБАНК)…

Проверка обмотки статора на замыкание с сердечником.При такой неисправности значительно снижается мощность генератора или генератор не работает, увеличивается его нагрев. Аккумуляторная батарея не заряжается. Проверка производится контрольной лампой напряжение 220 В. Лампу подключают к сердечнику и любому выводу обмотки по схеме рис. 15, б. При наличии замыкания лампа будет гореть.

Проверка обмотки статора на межвитковое замыкание.Межвитковое замыкание в катушках обмотки статора определяется измерением сопротивления катушек фаз отдельным омметром (см. рис. 15, в), на стендах Э211, 532-2М, 532-М и других, или по схеме, приведенной на рис. 15, г. Если сопротивление двух обмоток (замеренное или подсчитанное) меньше указанного в табл. 2, то обмотка статора имеет межвитковое замыкание. Эту неисправность можно обнаружить, используя нулевую точку обмотки статора. Для этого необходимо замерить или подсчитать сопротивление каждой фазы в отдельности и, сравнивая сопротивления

Рис. 15. Проверка обмотки статора:

а — на обрыв; б — на замыкание с сердечником; в — на межвитковое замыкание и обрыв

омметром; г — подключение приборов для определения сопротивления обмотки статора

всех трех фаз, определить, какая из них имеет межвитковое замыкание. Обмотка фазы, имеющая межвитковое замыкание, будет иметь меньшее сопротивление, чем другие. Дефектную обмотку заменяют.

Исправность обмоток статора можно проверить на контрольно-испытательных стендах на симметричность фаз. При этой проверке замеряется переменное напряжение между фазами обмотки статора до выпрямительного блока при одинаковой (постоянной) частоте вращения ротора генератора. Если напряжение, наводимое (индуктируемое) в обмотках статора, неодинаковое, то это указывает на неисправность обмотки статора.

Для измерения напряжения двух фаз проводами вольтметра стенда через окна крышки генератора поочередно касаются двух радиаторов выпрямительного блока (для генераторов с выпрямительными блоками типа ВБГ) или головок винтов, соединяющих обмотку статора и выпрямительный блок (для генераторов с выпрямительными блоками типа БПВ).

Источник: 5net.ru

Межвитковое замыкание якоря, статора, трансформатора. Как определить замыкание между витками.

Электродвигатели часто выходят из строя, и основной причиной для этого является межвитковое замыкание. Оно составляет около 40% всех поломок моторов. От чего возникает замыкание между витками? Для этого есть несколько причин.

Основная причина – излишняя нагрузка на электродвигатель, которая выше установленной нормы. Статорные обмотки нагреваются, разрушают изоляцию, происходит замыкание между витками обмоток. Неправильно эксплуатируя электрическую машину, работник создает чрезмерную нагрузку на электродвигатель.

Нормальную нагрузку можно узнать из паспорта на оборудование, либо на табличке мотора. Лишняя нагрузка может возникнуть из-за поломки механической части электромотора. Подшипники качения могут послужить этой причиной. Они могут заклинить от износа или отсутствия смазки, в результате этого возникнет замыкание витков катушки якоря.

Замыкание витков возникает и в процессе ремонта или изготовления двигателя, в результате брака, если двигатель изготавливали или ремонтировали в неприспособленной мастерской. Хранить и эксплуатировать электромотор необходимо по определенным правилам, иначе внутрь мотора может проникнуть влага, обмотки отсыреют, как следствие возникнет витковое замыкание.

С витковым замыканием электродвигатель работает неполноценно и недолго. Если вовремя не выявить межвитковое замыкание, то скоро придется покупать новый электродвигатель или полностью новую электрическую машину, например, электродрель.

При замыкании витков обмотки двигателя повышается ток возбуждения, обмотка перегревается, разрушает изоляцию, происходит замыкание других витков обмотки. Вследствие повышения тока может послужить причиной выхода из строя регулятора напряжения. Витковое замыкание выясняется сравнением обмоточного сопротивления с нормой по техусловиям. Если оно снизилось, обмотка подлежит перемотке, замене.

Как найти межвитковое замыкание

Замыкание витков легко определить, для этого есть несколько методов. Во время работы электродвигателя обратите внимание на неравномерный нагрев статора. Если одна его часть нагрелась больше, чем корпус двигателя, то необходимо остановить работу и провести точную диагностику мотора.

Существуют приборы для диагностики замыкания витков, можно проверить токовыми клещами. Нужно измерить нагрузку каждой фазы по очереди. При разнице нагрузок на фазах надо задуматься о наличии межвиткового замыкания. Можно перепутать витковое замыкание с перекосом фаз сети питания. Чтобы избежать неправильной диагностики, надо измерить приходящее напряжение питания.

Обмотки проверяют мультиметром путем прозвонки. Каждую обмотку проверяем прибором отдельно, сравниваем результаты. Если замкнуты оказались всего 2-3 витка, то разница будет незаметна, замыкание не выявится. С помощью мегомметра можно прозвонить электромотор, выявив наличие замыкания на корпус. Один контакт прибора соединяем с корпусом мотора, второй к выводам каждой обмотки.

Если нет уверенности в исправности двигателя, то необходимо произвести разборку мотора. При разборе нужно осмотреть обмотки ротора, статора, наверняка будет видно место замыкания.

Наиболее точным методом проверки замыкания между витками обмоток является проверка понижающим трансформатором на трех фазах с шариком подшипника. Подключаем на статор электромотора в разобранном виде три фазы от трансформатора с пониженным напряжением. Кидаем шарик подшипника внутрь статора. Шарик бегает по кругу – это нормально, а если он примагнитился к одному месту, то в этом месте замыкание.

Можно вместо шарика применить пластинку от сердечника трансформатора. Ее также проводим внутри статора. В месте замыкания витков, она будет дребезжать, а где замыкания нет, она просто притянется к железу. При таких проверках нельзя забывать про заземление корпуса двигателя, трансформатор должен быть низковольтным. Опыты с пластинкой и шариком при 380 вольт запрещаются, это опасно для жизни.

Самодельный прибор для определения виткового замыкания

Сделаем дроссель своими руками для проверки межвиткового замыкания в обмотке двигателя. Нам понадобится П-образное трансформаторное железо. Его можно взять, например, от старого вибрационного насоса «Ручеек», «Малыш». Разбираем его нижнюю часть, хорошо нагреваем ее. Там имеются катушки, залитые эпоксидной смолой.

Эпоксидку разогреваем и выбиваем катушки с сердечником. С помощью наждака или болгарки срезаем губки сердечника.

Намотаны эти катушки как раз на П-образном трансформаторном железе.

Не нужно соблюдать углы. Нужно сделать место, в которое легко ляжет маленький и большой якорь.

При обработке необходимо учесть, что железо слоеное. Нельзя обрабатывать его так, чтобы камень его задирал. Нужно обрабатывать в таком направлении, чтобы слои лежали друг к другу, чтобы не было задиров. После обработки снимите все фаски и заусенцы, так как придется работать с эмалированным проводом, нежелательно его поцарапать.

Теперь нам надо сделать две катушки для этого сердечника, которые разместим с обеих сторон. Замеряем толщину и ширину сердечника в самых широких местах, по заклепкам. Берем плотный картон, размечаем его по размерам сердечника. Учитываем размер паза в сердечнике между катушками. Проводим неострым краем ножниц по местам сгиба, чтобы удобнее было сгибать картон. Вырезаем заготовку для каркаса катушек. Сгибаем по линиям сгиба. Получается каркас катушки.

Теперь делаем четыре крышки для каждой стороны катушек. Получаем два картонных каркаса для катушек.

Рассчитываем количество витков катушек по формуле для трансформаторов.

13200 делим на сечение сердечника в см 2 . Сечение нашего сердечника:

3,6 см х 2,1 см = 7,56 см 2 .

13200 : 7,56 = 1746 витков на две катушки. Это число не обязательное, отклонение 10% в обе стороны никакой роли не сыграет. Округляем в большую сторону, 1800 : 2 = 900 витков нужно намотать на каждую катушку. У нас есть провод 0,16 мм, он вполне подойдет для наших катушек. Наматывать можно как угодно. По 900 витков можно намотать и вручную. Если ошибетесь на 20-30 витков, то ничего страшного не будет. Лучше намотать больше. Перед намоткой шилом делаем отверстия по краям каркаса для вывода провода катушек.

На конец провода надеваем термоусадочный кембрик. Конец провода вставляем в отверстие, загибаем, и начинаем намотку катушки.

Заполнение получилось малым, поэтому можно мотать и проводом толще. На второй конец припаиваем проводок с кембриком и вставляем в отверстие. Не заматываем катушку, пока не провели испытание.

Обе катушки намотаны. Надеваем их на сердечник таким образом, чтобы провода шли вниз и были с одной стороны. Катушки абсолютно одинаково намотаны, направление витков в одну сторону, концы выведены одинаково. Теперь необходимо один конец с одной катушки и один с другой соединить, а на оставшиеся два конца подать напряжение 220 вольт. Главное не запутаться и соединить правильные провода. Чтобы понять порядок соединения, нужно мысленно разогнуть наш П-образный сердечник в одну линию, чтобы витки в катушках располагались в одном направлении, переходили от одной катушки во вторую. Соединяем два начала катушек. На два конца подаем напряжение.

Сравним дроссель фабричный и самодельный.

Проверяем заводской дроссель металлической пластинкой на вибрацию места витковых замыканий якоря двигателя и отмечаем их маркером. Теперь то же самое делаем на нашем самодельном дросселе. Результаты получились идентичные. Наш новый дроссель работает нормально.

Снимаем наши катушки с сердечника, обмотки фиксируем изолентой. Пайку также изолируем лентой. Одеваем готовые катушки на сердечник, припаиваем к концам проводов питание 220 В. Дроссель готов к эксплуатации.

Межвитковое замыкание якоря

Для проверки якоря воспользуемся специальным прибором, который представляет трансформатор с вырезанным сердечником. Когда мы кладем якорь в этот зазор, его обмотка начинает работать как вторичная обмотка трансформатора. При этом, если на якоре имеется межвитковое замыкание, от местного перенасыщения железом металлическая пластинка, которая будет находиться сверху якоря, будет вибрировать, либо примагничиваться к корпусу якоря.

Включаем прибор. Для наглядности мы специально замкнули две ламели на коллекторе, чтобы показать каким образом производится диагностика. Помещаем пластинку на якорь и сразу видим результат. Наша пластинка примагнитилась и начала вибрировать. Поворачиваем якорь, витки смещаются, и пластинка перестает вибрировать.

Теперь удалим замыкание ламелей для проверки. Повторяем проверку и видим, что обмотка якоря исправна, пластинка не вибрирует ни в каких местах.

Способ №2 проверки якоря на витковое замыкание

Этот способ подходит для тех, кто не занимается профессиональным ремонтом электроинструмента. Для точной диагностики межвиткового замыкания требуется скоба с катушкой.

Мультиметром можно выяснить лишь обрыв катушки якоря. Лучше для этой цели применять аналоговый тестер. Между каждыми двумя ламелями замеряем сопротивление.

Сопротивление должно быть везде одинаковое. Бывают случаи, когда обмотки не сгорели, коллектор нормальный. Тогда замыкание витков определяют только с помощью прибора со скобой от трансформатора. Теперь устанавливаем мультиметр на 200 кОм, один щуп замыкаем на массу, а другим касаемся каждой ламели коллектора, при условии, что нет обрыва катушек.

Если якорь не прозванивается на массу, то он исправный, либо может быть межвитковое замыкание.

Межвитковое замыкание трансформатора

У трансформаторов есть распространенная неисправность – замыкание витков между собой. Мультиметром не всегда можно выявить этот дефект. Необходимо внимательно осмотреть трансформатор. Провод обмоток имеет лаковую изоляцию, при ее пробое между витками обмотки есть сопротивление, которое не равно нулю. Оно и приводит к разогреву обмотки.

При осмотре трансформатора на нем не должно быть гари, обуглившейся бумаги, вздутия заливки, почернений. Если известен тип и марка трансформатора, можно узнать, какое должно быть сопротивление обмоток. Мультиметр переключают в режим сопротивления. Сравнивают измеренное сопротивление со справочными данными. Если отличие составляет больше 50%, то обмотки неисправны. Если данные сопротивления не удалось найти в справочнике, то наверняка известно количество витков, тип и сечение провода, можно вычислить сопротивление по формулам.

Чтобы проверить трансформатор блока питания с выходом низкого напряжения, подключаем к первичной обмотке напряжение 220 В. Если появился дым, запах, то сразу отключаем, обмотка неисправна. Если таких признаков нет, то измеряем напряжение тестером на вторичной обмотке. При заниженном на 20% напряжении есть риск выхода из строя вторичной обмотки.

Если есть второй исправный трансформатор, то путем сравнения сопротивлений выясняют исправность обмоток. Чтобы проверить более подробно, применяют осциллограф и генератор.

Межвитковое замыкание статора

Часто на неисправном двигателе имеется межвитковое замыкание. Сначала проверяют обмотку статора на сопротивление. Это ненадежный метод, так как мультиметр не всегда может точно показать результат замера. Это зависит и от технологии перемотки двигателя, от старости железа.

Клещами тоже можно измерить сопротивление и ток. Иногда проверяют по звуку работающего мотора, при условии, что подшипники исправны, смазаны, редуктор привода исправен. Еще проверяют межвитковое замыкание осциллографом, но они имеют большую стоимость, не у каждого имеется этот прибор.

Внешне осматривают двигатель. Не должно быть следов масла, подтеков, запаха. Измеренный по фазам ток, должен быть одинаковый. Хорошим тестером проверяют обмотки на сопротивление. При разнице в замерах более 10% есть вероятность замыкания витков обмоток.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник: elektronchic.ru

Как проверить обмотку статора генератора

Добро пожаловать на ChipTuner Forum.

Опции темы

Очень заинтересовал этот вопрос как проверить статор генератора на межвитковое или межобмоточное замыкание.

У кого есть специальный профессиональный тестер там все понятно. А как быть тем у кого его нет, а проверить надо.

На целостность обмотки проверяем мультиметром, и мерим сопротивление.
На пробой изоляции или замыкания на массу можно проверить лампой накаливания, самое простое 220В но желательно поменьше чтоб не повредить изоляцию.

1. Поставить генератор на стенд, дать нагрузку и померить мультиметром переменное напряжение на выходах обмоток. Оно должно быть одинаково.Сколько допускается отклонение, при каких условиях делать замер? Если есть отклонение отключить диодный мост и провести повторно.
Не всегда возможно сделать. Есть у генератора дефект сгоревший дионый мост, или выработка контактного кольца.Как быть?
2. Проверить его осциллографом. Опять два варианта
Первый подключится к выходу генератора, желательно отключить аккумулятор и проанализировать осциллограмму в сети информации по проблемам обмотки очень мало без должного опыта можно не определить.
Второй встречал на просторах интернета. Снять регулятор напряжения отключить обмотки стартера и снять осциллограмму с выводов стартера.
Очень мало информации. Просто подключая Мотодок 3 к обмоткам (один провод на массу второй на обмотку) даже без вращения там уже есть пульсации.
3. Подключить выводы обмоток через мощные лампы на источник питания, и снять осциллограмму в момент включения, сразу со всех обмоток.
4. Использовать принцип с заводских тестеров статора, подать на обмотку напряжение и померить его падения. Очень мало информации. Необходим мощный источник стабилизированного напряжения. А что и как на каких параметрах делать дальше?
Может кто пробовал.

Источник: chiptuner.ru

Пропала зарядка? Ищем неисправности самостоятельно.

Проверка генератора мультиметром

Самостоятельно можно проверить обычным тестером, включенным в режим омметра (измерение сопротивления). Сначала проверяем ротор, потом статор и затем диодный мост. Напомню что в генераторе есть еще щеточный узел и регулятор напряжения.

Иногда эти два узла конструктивно объединены в один узел. В общем начните проверки с визуального осмотра щеточного узла. Ведь если щетки не будут доставать до контактных колец, то и выдавать электричество агрегат не будет.

Самая простая проверка системы зарядки

Замерить напряжение аккумулятора на не запущенном двигателе, если аккумулятор не разряжен, то напряжение должно быть 12,5 — 12,8 вольт. Теперь нужно запустить двигатель и замерить напряжение на аккумуляторе. Допустимые пределы напряжения 13,5-14,5. Допустимый максимум зарядки на некоторых автомобилях 14,7 вольт. Учтите что если аккумулятор разряжен, то напряжение на его клеммах при заведенном двигателе может быть и выше.

Простая проверка на автомобиле

Не снимая с автомобиля можно провести ряд простых предварительных проверок.

[box type=»bio»] При выключенном зажигании проверьте при помощи контрольной лампы (5Вт) наличие напряжения на силовом проводе В+. Этот провод практически всегда напрямую соединен с плюсом аккумулятора. На некоторых авто он может идти через мощный предохранитель (от 60 ампер и выше).[/box]

Проверка генератора на автомобиле также допускает использование тестера или мультиметра. При работе мотора включите максимальное количество энергопотребителей и проверьте напряжение на аккумуляторе. Оно не должно падать ниже 12,8 вольт.

Проверка ротора

Мультиметром в режиме измерения сопротивлений прозвоните обмотку возбуждения (на роторе).

Для этого присоедините измерительные щупы к контактным кольцам.

Сопротивление исправной обмотки на должно быть в пределах 2,3 -5,1 Ом.

Если сопротивление не показывает совсем, то в обмотке обрыв.
Если сопротивление ниже положенного, то скорее всего межвитковое замыкание.
Если же выше, то возможно плохой контакт или не пропаяны как следует выводы обмотки к контактным кольцам.

Сопротивление изоляции можно проверить высоким переменным напряжением 220 вольт, подав напряжение через лампу накаливания 220 в, 40 Вт., один контакт подключаем на контактное кольцо, другой на металлический корпус ротора. При отсутствии замыканий на корпус лампа гореть не должна . Если нить лампы хоть чуть-чуть светится, значит имеет место утечка тока на массу. Такая обмотка требует ремонта или замены.

Соблюдайте меры предосторожности при работе с высоким напряжением !

Статор генератора

Обмотки статора можно смотреть только отсоединив или отпаяв выводы от диодного моста. Сопротивление между выводами обмоток должно быть примерно 0,2 Ома. А между выводом любой обмотки и 0 (общим выводом) около 0,3 Ом. Если замыкают обмотки статора или диодный мост, то генератор при работе сильно гудит.

[box type=»info»] Точно так же проверка изоляции на пробой осуществляется через лампу напряжением 220 вольт. Один контакт подсоединяется к выводу обмотки, второй на корпус статора. При исправной изоляции лампа гореть не должна![/box]

Видео, проверка на самодельном стенде:

Диодный мост

Диодный мост состоит из двух пластин, одна из которых положительная, а другая отрицательная. Диоды проверяются мультиметром в режиме омметра.

Подсоедините один щуп к выводу «+ » диодного моста, а второй поочередно подсоединяйте к выводам Ф1 Ф2 Ф3 и 0. Чтобы было понятней: один щуп подсоединяем к плюсовой пластине, а другим поочередно касаемся выводов тех диодов, которые впрессованы в эту пластину.

Затем поменяйте щупы местами и проделайте то же самое. В одном случае тестер должен показывать проводимость (какое-либо сопротивление), а в другом нет. Таким образом мы проверили диоды на плюсовой пластине.

[box type=»bio»] Обратите внимание что сопротивление не должно равняться нулю! Это говорит о пробое диода. Так же о пробое диода говорит отсутствие сопротивления в обе стороны при подключении. Диодный мост даже с одним неисправным диодом будет давать недозаряд аккумулятора, поэтому требует замены.[/box]

Щетки и контактные кольца

Кольца и щетки можно проверить визуально, оценив их состояние и исправность. Проверить выступающую длину щеток. Она должна быть не меньше 4,5 мм. А в норме 8-10 мм.

Источник: www.em-grand.ru

Межвитковое замыкание обмотки статора генератора

Часто в генераторе автомобиля возникают проблемы с обмоткой статора. Ответвление проводника, образование зазоров и другие недостатки обычно приводят к замыканию детали или всего устройства. Однако определить наличие такое проблемы получается не сразу. Чтобы выявить неисправность, необходимо проверить обмотку мультиметром. Проверка выполняется быстро, однако владельцу потребуется разобрать агрегат. Если вы не хотите тратить время и имеете малый опыт, обратитесь в наш автосервис. ООО «ГС» быстро проведет диагностику многофункциональными инструментами или стендами, точно определит наличие неполадок и предложит выгодный способ ремонта в Санкт-Петербурге. Для записи на прием звоните по телефонам: +7 (812) 940-43-99, +7 (812) 917-37-67.

Записаться на ремонт

Мы перезвоним вам на указанный телефон и подтвердим запись

Как проверить обмотку статора на замыкание?

Не у всех имеется мультиметр. Однако для точного выполнения работ потребуется измеритель сопротивления. Он показывает количество Ом в конкретной части обмотки. При отсутствии возможности использовать специальные приборы, потребуется выполнить более сложные операции. Процесс проверки выполняется в следующем порядке:

демонтируйте генератор и разберите его до изъятия статора;
замкните лампочку на фазах АКБ;
поочередно подсоедините обмотку к фазам аккумулятора.

Обнаружить наличие замыкания между витками позволяет отсутствие питания на лампочке. Если она не горит, значит, в цепи имеется разрыв. С приборами процедура выполняется гораздо быстрее и точнее. Опытный автоэлектрик определит не только наличие разрыва, но и точный участок. В нашем автосервисе вы дополнительно сможете перемотать статор, что сэкономит деньги на покупке новой обмотки.

Как устранить неисправность?

Чтобы избавиться от проблемы, не обязательно покупать ротор или якорь в сборе. Электрический двигатель автомобиля изготавливается из составных деталей, поэтому можно выполнить замену только статора. Однако это не самое выгодное решение. Дешевле перемотать деталь. Правда, такая процедура требует опыта и знаний, поэтому стоит доверить работу профессионалам. Процесс происходит поэтапно. Особое внимание уделяется изоляции проводника. При этом обмотка должна иметь выводы в соответствии с конструктивными особенностями генератора.

Ремонт обмотки в ООО «ГС»

Наша компания выполняет перемотку статора с применением специальных инструментов. При этом вся работа проводится с постоянной проверкой диагностическим оборудованием путем пропускания тока через обмотку. Мы обеспечим:

кратчайшие сроки восстановления статора;
выгодные цены на услуги;
гарантийные сроки на отремонтированную деталь;
удобные способы оплаты и многое другое.

После завершения работ, один из специалистов проконсультирует клиента по вопросам возникновения проблем и способам их предотвращения в будущем. Наши советы помогут продлить срок службы генератора и избежать повторных поломок статора в будущем.

Как проверить обмотку генератора

Для проверки генераторной установки и поиска неисправности достаточно иметь омметр. Однако более точную информацию об обмоточных узлах можно получить, применяя специальные приборы, которые осуществляют поиск неисправности в обмотках методом сравнения их параметров с заведомо годной обмоткой. Они годны для дефектовки как обмоток статора, так и возбуждения.

Проверьте обмотку ротора. Для этого включите омметр на измерение сопротивления обмотки, и поднесите его выводы к кольцам ротора. Сопротивление исправного ротора при напряжении 14 В находится в пределах:у генераторов, которые работают с регуляторами напряжения, рассчитанными на максимальную силу тока 3,5—4,0 А — 3-5 Ом, у работающих с регуляторами напряжения, которые рассчитаны на силу тока 5 А — 2,5—3 Ом.Если прибор показал бесконечно большое сопротивление, это значит, что цепь обмотки возбуждения разорвана. Обычно это происходит в месте пайки выводов обмотки к кольцам, при сгорании обмотки или при проворачивании каркаса с обмоткой возбуждения на полувтулках полюсных половин. Также об этом говорит и потемнение, а также и осыпание ее изоляции, что можно обнаружить визуально. Данная неисправность приводит к межвитковому замыканию в обмотке, что сопровождается уменьшением общего сопротивления.Определить частичное межвитковое замыкание, когда сопротивление обмоток изменяется мало, можно только специальным прибором, например ПДО-1. При этом происходит сравнение данной обмотки с заведомо исправной. Обмотку возбуждения бесконтактных генераторов (ГА2, 955.3701) проверяют омметром, выводные концы которого подсоединяются непосредственно к выводам обмотки. Затем проверьте отсутствие у нее замыкания на массу. Для этого следует один вывод омметра поднести к его клюву, другой — к любому кольцу ротора, а у бесконтактных генераторов — к втулке индуктора и любому выводу обмотки. Исправная обмотка должна показать разрыв на омметре, т.е. бесконечно большое сопротивление.

Проверьте обмотки статора. Для этого подсоедините концы омметра к одному из выводов обмотки и пакету железа, т.е. проверьте замыкание на «массу». Прибор у исправной обмотки должен показать разрыв цепи. Проверьте межвитковое замыкание в обмотках статора. Дляэтого измерьте сопротивление отдельных фаз и сравните полученные результаты между собой, разница не должна быть больше 10%. Сопротивление фазы составляет доли Ом, поэтому для этого требуются высокоточные приборы измерения.Полную информацию о состоянии обмоток генератора может предоставить прибор ПДО-1, подключенный к выводам трех фаз. Когда фазы идентичны, то на экране наблюдается одна осциллографическая кривая, если нет (из-за межвиткового замыкания в фазе) то кривых две. Замер следует повторить, предварительно поменяв фазы местами. Тем самым можно найти и неодинаковость фаз, например, разное количество витков в них, которое может возникнуть после перемотки статора. Обрыв фазы проверяйте омметром, поочередно подсоединяя его к нулевой точке и к выводу каждой фазы.

Как проверить обмотку статора генератора на межвитковое замыкание?

Оригинальное Владельцам автомобилей Toyota Chaser рекомендовано фирменное моторное масло Toyota Motor Oil с вязкостью 10W-40 или 5W-30.

Как проверить якорь генератора на межвитковое замыкание?

Мультиметром в режиме измерения сопротивлений прозвоните обмотку возбуждения (на роторе). Сопротивление исправной обмотки на генераторах лифан должно быть в пределах 2,7 -3,1 Ом. Если сопротивление не показывает совсем, то в обмотке обрыв. Если сопротивление ниже положенного, то скорее всего межвитковое замыкание.

Как проверить обмотку на межвитковое замыкание?

Последовательность действий такова: три фазы с понижающего трансформатора подаются на статор предварительно разобранного двигателя. Туда кидается шарик. Если он движется внутри статора по кругу – аппарат в рабочем состоянии. Если через несколько оборотов он «залипает» на одном месте – именно там и находится замыкание.

Как определить межвитковое замыкание в трансформаторе?

Если в трансформаторе есть межвитковое замыкание, картинка будет иметь вид «грязно-пушистого прямоугольника», и почти все напряжение упадет на резисторе. Если замыканий нет, прямоугольник будет чистый, и падение напряжения на резисторе будет составлять доли Вольта.

Как проверить двигатель на короткое замыкание?

Схема его проверки выглядит следующим образом:

Включите прибор на единицы Ом и измерьте попарно сопротивление ламелей коллектора.
Затем измерьте сопротивление между корпусом якоря и коллектором.
Проверьте обмотки статора.
Измерьте сопротивление между корпусом и выводами статора.

Как проверить межвитковое замыкание Мегаомметром?

Наличие замыкания на корпус можно проверить при помощи мегаомметра. Для этого один щуп прибора прикладывается к корпусу двигателя, второй — поочередно к каждому из выводов обмоток. В исправном двигателе сопротивление на каждой из фаз должно быть значительным (смотрите — Как правильно пользоваться мегаомметром).

Как проверить обмотку электромагнита?

Если электрическая катушка с обмоткой находится на устройстве, для проверки её необходимо выпаять (что бы исключить прозвонку через другие электрические цепи прибора). И только когда обмотка электрически не связана с другими цепями её можно прозванивать тестером на внутреннее сопротивление.

Какое сопротивление обмотки генератора?

Сопротивление обмотки статора проверяется без диодного моста и меж выводами должно быть около 0,2 Ом, а помеж нулевым проводом и обмоткой до 0,3. Сильное гудение генератора во время работы говорит о замыкании обмотки статора или моста.

Как определить наличие короткозамкнутых витков в трансформаторе?

Однако, проверить наличие короткозамкнутых витков можно при помощи простой неоновой лампы. Лампа может подойти любая – даже от неисправного электрочайника китайского производства. Для проведения измерения лампу без ограничительного резистора необходимо подключить к исследуемой обмотке.

Как определить неисправность трансформатора?

В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки.

Информационные признаки повреждения обмотки статора для построения релейной защиты автономного асинхронного генератора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.313 1:621.3.045.532

05.00.00 Технические науки

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРИЗНАКИ ПОВРЕЖДЕНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ АВТОНОМНОГО АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Богдан Александр Владимирович д.т.н., доцент, профессор кафедры SPIN-код6662-4171, [email protected]

Соболь Александр Николаевич

к.т.н., доцент кафедры

ФГБОУ ВПО Кубанский государственный

аграрный университет, Краснодар, Россия

В большинстве случаев (85-95 %) отказы асинхронных машин происходят из-за повреждения статорной обмотки. При этом более 90 % повреждений приходится на межвитковые замыкания. Замыкание небольшого количества витков статорной обмотки автономного асинхронного генератора не существенно изменяет основной магнитный поток машины, и, поэтому велика вероятность его длительной работы с таким видом повреждения. Скрытый отказ, существующий в виде виткового замыкания, значительно снижает надежность генератора, как источника резервного питания. На данный момент чувствительных защит асинхронных генераторов не существует, так как существует мнение, что в случае коротких замыканий (КЗ) генератор теряет возбуждение, и защита для него не требуется. Выявление информационных признаков витковых коротких замыканий в обмотке статора асинхронного генератора позволяет разработать релейную защиту. Основным принципом обнаружения витковых замыканий в обмотке статора асинхронного электродвигателя является измерение появляющейся несимметрии токов статора. Установлено, что в случае витковых КЗнесимметрия токов и напряжений не велика и сравнима с несимметрией в цепи нагрузки ААГ. Это не позволяет выполнить защиту, реагирующую на данную несимметрию. Тоже можно сказать и об изменении гармонического спектра токов и напряжений. Для построения защиты необходимо применять высокочувствительные схемы для обнаружения несимметрии трехфазной системы токов и напряжений, а также искажения формы токов

Ключевые слова: РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА, ВИТКОВЫЕ ЗАМЫКАНИЯ, ОБМОТКА СТАТОРА, АВТОНОМНЫЙ АСИНХРОННЫЙ

UDC 621.313 1:621.3.045.532 Technical sciences

ESTIMATES OF THE ERROR OF EXPERIMENTAL DATA AT STUDIES OF DENSITY AND THE SATURATED VAPOR PRESSURE (SVP) PETROLEUM PRODUCTS

Bogdan Alexander Vladimirovich

Doctor of technical sciences, associate professor,

professor of the chair, SPIN-code 6662-4171,

[email protected]

SobolAlexanderNikolaevich

Candidate of technical sciences, associate professor of the chair

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

It is estimated that (85-95%) of the electric motor failures occur due to damage to the stator winding. In this case, more than 90% of damage are because of interturn short circuits. Short circuits in stator windings of stand-alone asynchronous generator change the base magnetic flux incidentally, so the probability of its long work with such kind of damage is great. A latent failure, existing as a loop closure, significantly reduces the reliability of the generator as a backup power source. Now sensitive protections of asynchronous generators do not exist, since it is believed that in the case of short circuits (short circuit), the generator loses its excitation, and protection is not required for it. Identification of information signs of short-circuit currents in the stator winding of an asynchronous generator makes it possible to develop relay protection. The main principle of detection of stokes closures in the stator winding of an asynchronous electric motor is the measurement of the emerging asymmetry of the stator currents. It has been established that in the case of short-circuit faults, the asymmetry of the currents and voltages is not large and comparable to the asymmetry in the AAG load circuit. This does not allow performing a protection that reacts to this asymmetry. You can also say about changing the harmonic spectrum of currents and voltages. To build protection, it is necessary to use highly sensitive circuits for detecting the asymmetry of a three-phase system of currents and voltages, as well as distortion of the shape of currents and voltages, for example, by harmonic analysis. Do not exclude the possibility of using other protection devices, such as reacting the vibration of the case of an induction generator in the event of damage to the stator winding

Keywords: RELAY PROTECTION, SHORT CIRCUITS OF STATOR WINDINGS, STANDALONE ASYNCHRONOUS GENERATOR,

ГЕНЕРАТОР, ГАРМОНИЧЕСКИЕ VIBRATION

СОСТАВЛЯЮЩИЕ, ВИБРАЦИЯ

Doi: 10.21515/1990-4665-131-101

1. Введение

В течение последних лет в нашей стране исследования и практика показали, что возможность применения автономных асинхронных генераторов (ААГ) в качестве альтернативных источников электроснабжения сельскохозяйственных предприятий, а также для личных нужд имеет достаточно большие перспективы [1]. Асинхронные генераторы различаются по способу возбуждения, характеру частоты (постоянная, изменяющаяся), способу стабилизации напряжения, конструктивному исполнению (с короткозамкнутым, фазным, полым ротором), числу фаз.ААГ с емкостным самовозбуждением имеет простую конструкцию, высокую надежность, относительно небольшую стоимость, является бесконтактной машиной.Автономный асинхронный генератор с емкостным самовозбуждением можно использовать для питания асинхронных электродвигателей, электробытовых приборов, для нужд освещения, обогрева и т. д. в районах, удаленных от линий электропередач и электростанций местного значения.

Значительный вклад в науку и практику их применения внесли такие ученые, как Н.И. Алиев, Н.Д. Торопцев, В.Я. Беспалов, М.Л. Костырев, АЗ. Р. Джендубаев и др. [7] Однако, при эксплуатации ААГ под воздействием различных факторов снижается электрическая прочность изоляции обмотки, что может привести к ее повреждению. Известно, что в большинстве случаев (85-95 %) отказы асинхронных машин происходят из-за повреждения статорной обмотки. При этом более 90 % повреждений приходится на межвитковые замыкания [2].

На данный момент чувствительных защит ААГ не существует, так как существует мнение, что в случае коротких замыканий (КЗ) ААГ теряет возбуждение, и защита для него не требуется [6].

Проверка этого положения, а также установление информационных признаков витковых коротких замыканий в обмотке статора ААГ для построения релейной защиты осуществлялась экспериментально.

2. Постановка задачи

Существует мнение, что АГ не требует защиты, так как при КЗ он теряет возбуждение. Проверка этого положения осуществлялась экспериментально.

Защиты электрических машин, в основном, строятся на изменениях: величин токов и их симметричных составляющих, величины и фазы тока (дифференциальные защиты), гармонических составляющих токов и магнитных потоков рассеяния, вибрации. Защиты генераторов применяются в основном для синхронных генераторов большой и средней мощности. Для построения собственной защиты ААГ необходимо знать специфику процессов в нем в случае витковых и межфазных КЗ в обмотке статора [3].

Для эксперимента была подготовлена установка c АГ, выполненная на базе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа

двигатель

Рисунок 1 — Схема экспериментальной установки

4Л10084У3 (3 кВт, 1435 об/мин). [2] Схема установки изображена на рисунке 1. Емкость самовозбуждения равна 40 мкФ. Генератор приводился во вращение асинхронным двигателем. Искусственные замыкания между различными витками в фазных обмотках автономного асинхронного генератора создавались с помощью специальных, предварительно выведенных наружу из лобовой части обмотки статора, выводов.

3. Результаты экспериментальных исследований

Для анализа несимметрии токов и напряжений ААГ в случае витковых КЗ введем понятие коэффициента обратной последовательности токов К2 согласно [4]

к 2 =—, 2 i1

где I2- ток обратной последовательности; Ij- ток прямой последовательности.

Также можно записать следующее выражение [4]

к У2 у(ia — ic )2 +(ic — ib )2 +(ib -«iaf к 2 =-,

IA + IB + IC

где ia,ib , IC — соответственно значение токов фаз «Л», «В», «С». — число витков в фазе.

I. А

О 10 20 30 40 \У,0 о

Рисунок 2 — Кривые изменения токов КЗ генератора

На рисунке 3 показаны кривые изменения токов генератора 1аг, 1Ьг, 1сг в амперах (А) для фаз «А», «В», «С» соответственно, а также ток короткого замыкания 1кз в фазе «А» при активной нагрузке генератора 600Вт в зависимости от числа замкнувшихся витков по отношению к числу витков в фазе

_1а1 1в1

1с1

1с2 /

1в2 У

1а2 /

0 5 10 и 20 25 30 \У. %

Рисунок 3 — Кривые изменения фазных токов генератора

Опыты показали, что при витковых и междуфазных КЗ в обмотке статора при малом числе замкнувшихся витков АГ не теряет возбуждения. Из полученных данных видно, что ток в короткозамкнутой части обмотки увеличивается в 5-10 раз по сравнению с номинальным.

В случае 15 % КЗ витков фазные, емкостные токи, напряжения в поврежденной фазе уменьшаются в 1,3 раза (привод w=const и чисто активная нагрузка). Коэффициент обратной последовательности для фазных, емкостных токов и фазных напряжений имеет величину менее 0,1. Разница между средними значениями токов и напряжений фаз при 15 % КЗ витков, и токами и напряжениями в поврежденной фазе, по отношению к номинальным величинам, будет соответственно 0,04 I ном и 0,07 U ном. Ток нагрузки в поврежденной фазе в этом случае уменьшается в 1,1 раза. Коэффициент обратной последовательности имеет величину менее 0,05.

Таким образом, большой несимметрии фазных токов нагрузки не наблюдается. Генератор теряет возбуждение только при 15-30 % замкнутых витков.

Кривые изменения емкостных токов ААГ представлены на рисунке

1емкА1 1

/ 1емкв1 I емк С1

/I емкА *> /

/ 1емкВ 1 Д емкС 2

0 5 Ю 15 20 25 30 V/, % Рисунок 4 — Кривые изменения емкостных токов генератора

На рисунке 5 приведены осциллограммы тока и напряжения в поврежденной фазе А, соответственно емкостного тока, тока нагрузки, а также тока короткого замыкания при замыкании 15% витков обмотки статора и осциллограмма изменения сигнала с датчика вибрации, прикрепленного к ААГ.

Из полученных осциллограмм видно, что при КЗ происходит уменьшение тока и напряжения в поврежденной фазе, также соответственно емкостного тока, тока нагрузки. При этом в момент замыкания наблюдается характерный всплеск фазного, емкостного токов, а также тока в короткозамкнутом контуре. Далее в течение небольшого промежутка времени токи принимают установившиеся значения. При уменьшении напряжения и тока нагрузки данного характерного всплеска не наблюдается. Изменение токов в неповрежденных фазах аналогичное.

В случае междуфазных (двухфазных и трехфазных) КЗ внутри обмотки статора также происходит уменьшение соответствующих величин и наблюдается характерный всплеск [2]. Однако, при симметричном замыкании пиковые значения токов при всплеске примерно одинаковые, а при несимметричном замыкании всплеск тока в фазе с большим числом замкнутых витков заметно больше, чем в остальных фазах. Ток КЗ в случае симметричного повреждения больше, чем при несимметричном повреждении.

Рисунок 5 — Осциллограммы при витковом замыкании Ь«р://д .kubagro.ru/2017/07/pdf/101.pdf

Также было установлено изменение гармонического состава соответствующих величин при витковом КЗ. На рисунке 6 показан спектр фазных токов ААГ при витковом замыкании 15 % витков в фазе «А» и чисто активной нагрузке (для системы w = const).

В ходе проведения экспериментальных исследований установлено, что при 15 % КЗ витков наблюдается уменьшение первой, пятой и седьмой гармоник фазных и емкостных токов в поврежденной фазе соответственно в 1,15, 2,15 и 2,9 раз, а также рост третьей гармоники в 1,9 раз.

Для фазных напряжений происходит уменьшение первой, третьей, пятой и седьмой гармоник в поврежденной фазе соответственно в 1,53, 1,68, 1,43 и 1,1 раза.

фазный ток обмотка исправна

фазный ток КЗ

спектр сигнала вибродатчика обмотка исправна

спектр сигнала вибродатчика КЗ

Рисунок 6 — Спектральный состав при 15 % КЗ витков в фазе «А»

Подобно напряжению происходит уменьшение данных гармоник тока нагрузки, но в 1,4 раз меньше.В целом же была установлена несимметрия гармонических составляющих, аналогичная несимметрии токов и напряжений в фазах.

Аналогичный характер имеет изменение гармонических составляющих в неповрежденных фазах. Изменение гармонических составляющих токов и напряжений в случае межфазных и трехфазных несимметричных КЗ аналогично изменению при витковых КЗ. При симметричном трехфазном КЗ наблюдается рост первой гармоники фазных и емкостных токов в 1,25 раз. Третья, пятая и седьмая гармоники уменьшаются в 2,8, 1,5 и 1,1 раз. Аналогичные соотношения получены для фазных напряжений, однако в данном случае первая гармоника уменьшается, а третья возрастает. Гармонические составляющие для токов нагрузки уменьшаются подобно напряжению, но в 1,4 раз меньше.

4. Выводы и возможность использования экспериментальных данных для построения релейной защиты Таким образом, можно сделать вывод, что замыкание малого числа витков не ведет к развозбуждению генератора и может приводить к термическому повреждению обмотки статора, пожару и т.д.

Основным принципом обнаружения витковых замыканий в обмотке статора асинхронного электродвигателя является измерение появляющейся несимметрии токов статора. Установлено, что в случае витковых КЗнесимметрия токов и напряжений не велика и сравнима с несимметрией в цепи нагрузки ААГ. Это не позволяет выполнить защиту, реагирующую на данную несимметрию. Тоже можно сказать и об изменении гармонического спектра токов и напряжений.

Поэтому для построения защиты необходимо применять высокочувствительные схемы для обнаружения несимметрии трехфазной

системы токов и напряжений, а также искажения формы токов и напряжений например, путем гармонического анализа.

Не исключается возможность использования других устройств защиты, например реагирующих на несимметрию магнитного поля внутри генератора в случае виткового КЗ в статорной обмотке (при размещении кольца, охваченного ферромагнитным сердечником, внутри электрической машины) [5].

Однако, размещение кольца внутри машины сопряжено с необходимостью разборки и сборки машины и представляет сложную технологическую операцию. Наводимое в кольце электромагнитное поле не дает точного представления о характере нарушения изоляции и возникновении короткого замыкания в обмотке, что приводит к необходимости усложнения схемы блока защиты. Также сложность блока защиты не позволяет обеспечить его высокую надежность. Тоже можно сказать и об устройствах тепловой защиты.

Для защиты ААГ от внутренних межфазных КЗ в обмотке статора, вблизи нулевых выводов можно использовать устройство дифференциально-фазной защиты, работа которого основана на измерении токов фаз в случае КЗ [8]. Также можно использовать устройство дифференциальной защиты ААГ, работа которого основана на измерении токов в нулевых, фазных выводах и присоединении емкостей [10].

В качестве чувствительного устройства защиты, позволяющего определять и витковые замыкания обмоток статора ААГ, имеется возможность использовать устройство, основанное на использовании вибродатчика, который крепится на корпусе генератора [9].

На рисунке 7 показана функциональная схема управления и защиты

ААГ.

Рисунок 7 — Схема защиты ААГ на основе вибродатчика При возникновении виткового КЗ в обмотке статора и при неисправности подшипников появляются дополнительные колебания корпуса машины 1, и сигнал вибродатчика 2 превышает пороговое значение. Сигнал на выходе блока сравнения 5 усиливается усилителем 6 и вызывает срабатывание исполнительного механизма 7 УЗ. Исполнительный механизм 7 приводит в действие привод аварийного отключения выключателя 4, который отключает ААГ от цепи емкостей самовозбуждения. Блок питания 8 подключен к блокам 5 и 6 и обеспечивает работу этих блоков. Блоки 5, 6, 7 и 8 в совокупности составляют УЗ 3.

Список литературы

1. Богдан А.В., Диагностика повреждений обмотки статора автономного асинхронного генератора / А.В. Богдан, А.Н. Соболь // Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 2013. -№ 1.- С.70 — 71.

2. Богдан А. В. Признаки повреждения обмотки статора асинхронного генератора / А.В. Богдан, И.А. Потапенко, А.Н. Соболь // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2007.- № 8. -С.13 — 14.

3. Гашимов М.А. Исследование в целях диагностики физических процессов функционирования электрических машин при неисправностях в обмотке статора и ротора / М.А. Железко, С.В. Абдулзаде // Электротехника, 2004.- № 2.- С. 20-27.

4. Железко Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии / Ю.С. Железко. — М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Клецель М.А. Защита электродвигателей на катушках индуктивности от витковых замыканий / М.А. Клецель// Проекты и исследования, 1994.- № 3.- С. 17 — 20.

6. Соболь А.Н. Защита автономных асинхронных генераторов сельскохозяйственного назначения от витковых коротких замыканий: автореф. дис. к-та техн. наук. — Краснодар: КубГАУ, 2010, 24 с.

7. Торопцев Н.Д. Области применения асинхронных генераторов / Н.Д. Железко // Энергетик, 2004. _ № 3.- С. 31 — 34.

8. Пат.2313890 РФ ЯИ, МПК 51 Н02М 7/08, Н02Н 3/28. Устройство для дифференциально-фазной защиты.

9. Пат. № 2295815 РФ ЯИ, МПК 51 Н02Н 7/08, 001М 15/00, Н02К 15/00. Устройство защиты машин переменного тока.

10. Пат. № 66127 РФ RU, МПК 51 H02K 11/00, H02H 7/08. Устройство для дифференциальной защиты асинхронного генератора.

References

1. Bogdan A.V., Diagnostika povrezhdenij obmotki statora avtonomnogo asinhronnogo generatora / A.V. Bogdan, A.N. Sobol’ // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Jelektromehanika, 2013. № 1. S.70 — 71.

2. Bogdan A. V. Priznaki povrezhdenija obmotki statora asinhronnogo generatora / A.V. Bogdan, I.A. Potapenko, A.N. Sobol’ // Mehanizacija i jelektrifikacija sel’skogo hozjajstva, 2007. № 8. S.13 — 14.

3. Gashimov M.A. Issledovanie v celjah diagnostiki fizicheskih processov funkcionirovanija jelektricheskih mashin pri neispravnostjah v obmotke statora i rotora / M.A. Zhelezko, S.V. Abdulzade // Jelektrotehnika, 2004. № 2. S. 20-27.

4. Zhelezko Ju.S. Kompensacija reaktivnoj moshhnosti i povyshenie kachestva jelektrojenergii / Ju.S. Zhelezko. M.: Jenergoatomizdat, 1985.

5. Klecel’ M.A. Zashhita jelektrodvigatelej na katushkah induktivnosti ot vitkovyh zamykanij / M.A. Klecel’// Proekty i issledovanija, 1994. № 3. S. 17 — 20.

6. Sobol’ A.N. Zashhita avtonomnyh asinhronnyh generatorov sel’skohozjajstvennogo naznachenija ot vitkovyh korotkih zamykanij: avtoref. dis. k-ta tehn. nauk. — Krasnodar: KubGAU, 2010, 24 s.

7. Toropcev N.D. Oblasti primenenija asinhronnyh generatorov / N.D. Zhelezko // Jenergetik, 2004. _ № 3. S. 31 — 34.

8. Pat.2313890 RF RU, MPK 51 H02M 7/08, H02H 3/28. Ustrojstvo dlja differencial’no-faznoj zashhity.

9. Pat. № 2295815 RF RU, MPK 51 H02H 7/08, G01M 15/00, H02K 15/00. Ustroj stvo zashhity mashin peremennogo toka.

10. Pat. № 66127 RF RU, MPK 51 H02K 11/00, H02H 7/08. Ustrojstvo dlja differencial’noj zashhity asinhronnogo generatora.

Как Проверить Обмотку Генератора На Межвитковое Замыкание

Проверка обмотки возбуждения на межвитковое замыкание

Рис. 14. Проверка обмотки возбуждения:

Межвитковое замыкание в обмотке генератора. Как обнаружить.Совет автоэлектрика.

Если канал приносит Вам реальную пользу, тогда поддержите проект! Сумма не имеет значения! КАРТА (СБЕРБАНК)…

Межвитковое замыкание в статарной обмотке генератора.

Если канал приносит Вам реальную пользу, тогда поддержите проект! Сумма не имеет значения! КАРТА (СБЕРБАНК)…

Рис. 15. Проверка обмотки статора:

а — на обрыв; б — на замыкание с сердечником; в — на межвитковое замыкание и обрыв

омметром; г — подключение приборов для определения сопротивления обмотки статора

Post Views: 1 639

( Пока оценок нет )

Проверка генератора на замыкание на массу. Как проверить генератор лампочкой и другими способами. Диагностика с помощью приборов

Проверка генератора мультиметром

Самая простая проверка системы зарядки

Замерить напряжение аккумулятора на не запущенном двигателе , если не разряжен, то напряжение должно быть 12,5 — 12,8 вольт. Теперь нужно запустить двигатель и замерить напряжение на аккумуляторе. Допустимые пределы напряжения 13,5-14,5. Допустимый максимум зарядки на некоторых автомобилях 14,7 вольт. Учтите что если аккумулятор разряжен, то напряжение на его клеммах при заведенном двигателе может быть и выше.

Простая проверка на автомобиле

Не снимая с автомобиля можно провести ряд простых предварительных проверок.

При выключенном зажигании проверьте при помощи контрольной лампы (5Вт) наличие напряжения на силовом проводе В+. Этот провод практически всегда напрямую соединен с плюсом аккумулятора. На некоторых авто он может идти через мощный предохранитель (от 60 ампер и выше).

Проверка ротора

Мультиметром в режиме измерения сопротивлений прозвоните обмотку возбуждения (на роторе).

Для этого присоедините измерительные щупы к контактным кольцам.

Сопротивление исправной обмотки на должно быть в пределах 2,3 -5,1 Ом.

Если сопротивление не показывает совсем, то в обмотке обрыв.
Если сопротивление ниже положенного, то скорее всего межвитковое замыкание.
Если же выше, то возможно плохой контакт или не пропаяны как следует выводы обмотки к контактным кольцам.

Сопротивление изоляции можно проверить высоким переменным напряжением 220 вольт , подав напряжение через лампу накаливания 220 в, 40 Вт., один контакт подключаем на контактное кольцо, другой на металлический корпус ротора. При отсутствии замыканий на корпус лампа гореть не должна . Если нить лампы хоть чуть-чуть светится, значит имеет место утечка тока на массу. Такая обмотка требует ремонта или замены.

Соблюдайте меры предосторожности при работе с высоким напряжением !

Статор генератора

Видео, проверка на самодельном стенде:

Диодный мост

Обратите внимание что сопротивление не должно равняться нулю! Это говорит о пробое диода. Так же о пробое диода говорит отсутствие сопротивления в обе стороны при подключении. Диодный мост даже с одним неисправным диодом будет давать недозаряд аккумулятора, поэтому требует замены.

Щетки и контактные кольца

Стабильная и корректная работа электроники автомобиля во многом зависит от исправности генератора. Именно он обеспечивает питание всех устройств, а также способствует запуску двигателя. В связи с этим важно следить за его исправностью, а при необходимости знать, как проверить генератор автомобиля мультиметром.

Данный элемент напрямую связан с аккумуляторной батареей , с которой также нередко возникают проблемы. А при необходимости подключить к штатной бортовой сети новые устройства и различные приборы следует проверить исправность генератора, так как именно он является источником штатного тока. Другими словами, это один из тех узлов, которые необходимо регулярно проверять.

Начало работы

Чтобы начать проверку, особых приготовлений не требуется. Нужно только подготовить сам мультиметр. Также желательно провести проверку генератора — осмотреть статор генератора, диодный мост, регулятор напряжения и т.д. Благодаря этому появляется возможность выявить неисправность на ранней стадии. Кроме этого, следует провести внешний осмотр других элементов электрической цепи автомобиля. Возможно, дальнейшая работа и не требуется.

Итак, проверка включает несколько этапов:

Осмотр реле-регулятора.
Проверка диодного моста.

Реле-регулятор

Реле-регулятор поддерживает оптимальное значение напряжения в штатной электрической цепи. Фактически именно оно не позволяет возрасти напряжению до критических значений. Для осуществления проверки следует запустить двигатель, подключить мультиметр и выставить значение «измерение напряжения».

После этого необходимо измерить электропитание бортовой сети непосредственно на клеммах аккумуляторной батареи или на контактах самого генератора. Значения должны быть в пределах 14–14,2 В.

Затем нужно нажать акселератор и ещё раз сделать измерение.

Показатели не должны измениться больше чем на 0,5 В. В противном случае это будет свидетельствовать о некорректной работе.

Диодный мост состоит из шести отдельных диодов: половина из них положительные, другая половина отрицательные. Необходимо на мультиметре выбрать режим «Прозвонка». После этого, как только на тестере замыкаются контакты, будет слышно негромкое попискивание. Проверять нужно в обоих направлениях. Если писк слышно и в том и в другом случае, то это говорит о пробитии диода. Следовательно, требуется его замена.

При положении щупов мультиметра, как на следующих фото, сопротивление должно быть бесконечным, если поменять местами щупы – в пределах 700 Ом.

Ротор генератора

Ротор представляет собой стержень, сделанный из металла с обмоткой возбуждения. Если взглянуть на один из его концов, можно увидеть специальные кольца контакта со скользящими щёточками.

В первую очередь необходимо извлечь стержень и провести внешний осмотр обмотки, а также подшипников. В некоторых случаях проблема заключается в повреждениях. Если всё в порядке, тогда следует переходить к проверке с помощью мультиметра.

На приборе следует выставить режим «Измерение сопротивления». Его следует проверить между контактными кольцами. Данное значение не должно быть слишком большим – это говорит об исправности и целостности обмотки.

Самостоятельно достаточно сложно провести детальную диагностику ротора, так что при подозрениях на какие-либо проблемы следует обратиться в автомастерскую.

Статор выглядит как небольшой цилиндр, внутри которого прокладывается обмотка. Сам статор перед проверкой обязательно необходимо отключить от диодного моста. В первую очередь следует внимательно осмотреть статор, а также отдельные его элементы на предмет каких-либо повреждений. Особое внимание следует обратить на следы возможного подгорания.

Далее можно проводить проверку мультиметром, выставив режим «Измерение сопротивления». С его помощью выявляются пробои обмотки. Чтобы это сделать, следует один контакт подключить к корпусу, а другой к выводу обмотки.

В данном случае сопротивление должно быть очень велико, фактически оно стремится к бесконечным значениям. Если же показания составляют менее 50 КОм, то это, скорее всего, говорит о неисправностях статора и всего генератора.

Перед началом проверки всегда следует заранее узнать, какая именно генераторная установка стоит на автомобиле. Например, в зависимости от модели машины реле-регулятор может поддерживать различные значения в диапазоне от 13,6–14,2 В. Об этом необходимо знать заранее, так как в итоге всё это влияет на конечный результат проверки.

В остальном же особых сложностей нет, поэтому собственными силами вполне реально выявить неисправности, либо другие проблемы, которые случаются время от времени с генератором и другими элементами бортовой электрической цепи.

Видео

Для получения более подробной информации, смотрите видеоматериал:

Для проверки снятого генератора используют омметр. Предварительно наружную поверхность генератора мягкой тряпкой тщательно очищают от грязи, затем положительный щуп прибора присоединяют к выходу «30» генератора, а второй щуп – к корпусу генератора и проводят замер сопротивления. Если оно близко к нулю, это может говорить как о выходе из строя одного из диодов системы, так и о замыкании обмотки статора на корпус.

Затем проверяют положительные диоды генератора. Для этого положительный конец измерительного прибора присоединяют к выходу «30», а второй – к болту крепежной системы выпрямительного блока генератора.

Показатель сопротивления, близкий к нулевой отметке, свидетельствует о выходе из строя одного из диодов.

Для того чтобы проверить конденсатор, его снимают с генератора и присоединяют к выводам соответствующие концы омметра. При рабочем состоянии конденсатора показываемое прибором сопротивление сначала должно уменьшиться, а затем начать возрастать.

Для проверки отрицательных диодов генератора необходимо присоединить положительный конец омметра к болту крепежной системы выпрямительного блока генератора, а отрицательный конец замкнуть на корпусе генератора.

При нормальной работе диодов показатели прибора будут отличаться от нуля (рис. 80).

Рисунок 80. Проверка диодов генератора

Регулятор напряжения проверяют тоже после снятия его с генератора. Если в свободном состоянии щетки выступают из щеткодержателя на 5 мм и более, а при нажатии на них свободно и пружинисто двигаются в пазах, регулятор может эксплуатироваться дальше. При противоположных результатах требуется замена детали.

Для проверки работы регулятора напряжения используют вольтметр. Положительный вывод регулятора присоединяется к такому же выводу аккумулятора, второй замыкается на массе, вольтметр при этом должен показать напряжение на контактах щеточного узла; в противном случае элемент не работает и требуется замена регулятора.

Чтобы проверить состояние ротора генератора, один щуп измерительного прибора присоединяют к корпусу, а второй замыкают на контактном кольце ротора (рис. 81 а). Если прибор показывает наличие сопротивления, это является свидетельствуют об отсутствии замыкания в роторе и целостности его обмотки (рис. 81 б). В противном случае необходимо заменить деталь.

Рисунок 81. Проверка регулятора напряжения и ротора генератора

В ходе диагностики генератора заменяют неисправные элементы системы: конденсатор, регулятор напряжения, ротор или статор.

Если проверка показала неисправность диода, необходимо полностью заменить выпрямительный блок генератора.

ТИПИЧНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

ПРОБЛЕМА – СЛАБОЕ НАПРЯЖЕНИЕ В БОРТСЕТИ (НАПРЯЖЕНИЕ ПОД НАГРУЗКОЙ МЕНЕЕ 13,6 В)

1. Проверить регулятор генератора, при необходимости заменить деталь.

2. Проверить ремень генератора, для чего нажать на него большим пальцем – прогиб ремня не должен превышать 1,5 см. Если ремень ослаб, отрегулировать его натяжение.

3. Проверить диодный мост в генераторе и контакт диодного моста с корпусом генератора. Если причина в выходе из строя диодов, заменить диодный мост.

4. Проверить место соединения обмотки с диодным мостом. При ослаблении прижима выводов обмотки или обрыве контакта необходимо припаять выводные кольца обмотки к диодному мосту и подтянуть гайки.

Инжекторный ремень длиннее карбюраторного, поэтому при покупке обязательно берите ремень, соответствующий вашему типу мотора.

ПРОБЛЕМА – ПРИ РАБОТЕ ДВИГАТЕЛЯ КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА СВЕТИТСЯ, БАТАРЕЯ АККУМУЛЯТОРА ПЕРЕЗАРЯЖАЕТСЯ

Проверить регулятор напряжения. Вероятно, произошло короткое замыкание между массой и выводом «DF». Регулятор необходимо заменить новым.

ПРОБЛЕМА – ПРИ РАБОТЕ ДВИГАТЕЛЯ КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА СВЕТИТСЯ В ПОЛНАКАЛА ИЛИ ЯРКО ГОРИТ, БАТАРЕЯ АККУМУЛЯТОРА РАЗРЯЖЕНА

1. Проверить диоды питания обмотки возбуждения. Если они повреждены, необходимо заменить их или выпрямительный блок.

2. Проверить регулятор напряжения. При обнаружении неисправности заменить его новым.

3. Проверить обмотку статора. В случае ее короткого замыкания, обрыва или замыкания ее на массу статор генератора необходимо заменить.

4. Проверить выводы обмотки возбуждения. Возможно, произошла их отпайка от контактных колец. Выводы припаять или заменить ротор генератора.

5. Проверить исправность вентилей выпрямительного блока. В случае необходимости заменить выпрямительный блок новым.

6. Отрегулировать натяжение ремня в случае, если ремень привода генератора проскальзывает.

ПРОБЛЕМА – КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА НЕ ГОРИТ КАК ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ЗАЖИГАНИЯ, ТАК И ПРИ РАБОТЕ ДВИГАТЕЛЯ, БАТАРЕЯ АККУМУЛЯТОРА РАЗРЯЖЕНА, КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ РАБОТАЮТ

1. Проверить положительные вентили на короткое замыкание. При его обнаружении заменить выпрямительный блок.

2. Проверить регулятор напряжение на наличие повреждений.

Вероятно, произошел обрыв между массой и выводом «DF». В этом случае следует заменить регулятор напряжения.

3. Проверить провод «КБ» и его соединения (от комбинации приборов до генератора).

В случае обнаружения обрыва в цепи между штекером «D» генератора и комбинацией приборов устранить неисправность.

4. Проверить выводы обмотки возбуждения. Если произошла их отпайка от контактных колец, выводы следует припаять или заменить ротор генератора новым.

5. Проверить провод от вывода «D» щеткодержателя. В случае отсоединения провод следует присоединить к выводу.

6. Проверить щетки на зависание и износ. При необходимости произвести замену щеткодержателя со щетками.

7. Проверить контактные кольца. В случае окисления их следует протереть смоченной в бензине салфеткой.

8. Проверить контрольную лампу. Если она перегорела, заменить новой.

9. Проверить плотность прижима контактов патрона лампы к печатной плате. В случае необходимости подогнуть контакты патрона или заменить его новым.

ПРОБЛЕМА – ГЕНЕРАТОР СЛИШКОМ СИЛЬНО ШУМИТ

1. Возможно, произошло замыкание обмотки статора на массу или межвитковое замыкание. В этом случае статор следует заменить.

2. Проверить подшипники генератора. В случае обнаружения повреждений заменить переднюю крышку с подшипником или задний подшипник.

3. Проверить вентиляторы генератора. В случае обнаружения короткого замыкания в одном из них необходимо заменить выпрямительный блок.

Проверка исправности регулятора напряжения в генераторе

Первым делом необходимо осмотреть щетки. Их выступ из держателей не должен превышать 5 миллиметров. Щетка должна свободно ходить в держателях, должна быть цела и не изношена. Дальше подключаете положительную клемму к выходу устройства, а отрицательную к массе регулятора напряжения. Подсоединяем контрольную лампочку к щеткам. Подаем 13,3 вольт на регулятор, при этом лампочка должна загореться. После увеличения напряжения до 14,3 вольт, контрольная лампа погаснет, так как регулятор перестал давать напряжение на щетки. При уменьшении напряжения до 13,3 вольт, лампа должна сработать.

Проверка работоспособности конденсаторов

Подключаем омметр к конденсатору. Если он исправен, то независимо от полярности подключения, начальное сопротивление плавно увеличивается и вскоре перестает изменяться. Это является показателем исправности конденсатора. Вы, наверняка, поняли, что проверить генератор автомобиля совсем не сложно. Требуется иметь некоторую подготовку, сноровку и комплект соответствующих приборов, который можно приобрести на любом автомобильном рынке.

Проверка целостности диодного моста генератора

Чтобы проверить диодный мост генератора автомобиля, устанавливаем омметр в положение проверки диодов. Подсоедините положительный контакт омметра к общей шине диодов. «Минусовую» клемму подключаем к выходу диода. Если сопротивление бесконечно – диод исправен, а если устройство предоставляет другие параметры, то диод требуется заменить. Следующий шаг – замена положения клемм омметра местами. Результаты сопротивления должны быть около нуля. Так проверяем каждый диод для получения точного результата. Далее проверяем, не пробивает ли диод на кузов. Положительной клеммой омметра касаемся пластины, на которой находятся диоды, а отрицательной клеммой, как и в предыдущем варианте, к выходу диода. При нулевом сопротивлении – диод не исправен, а при бесконечном – исправен.

Проверка подшипников

Здесь рассмотрена только электрическая составляющая неисправностей генератора, но нельзя забывать еще и о механических проблемах с данным типом устройств. Стоит не забывать про самую распространенную проблему у генераторов, это выход из строя подшипников устройства. Проверить генератор автомобиля на работоспособность его подшипников не так уж и сложно. Обычно при этом генератор издает не приятные скрежещущие шумы, которые заметно слышны, когда вы находитесь возле машины либо в салоне.

Данная проблема возникает как в старых генераторах, так и в новых, современных устройствах. Здесь, в основном, многое зависит от правильного и отрегулированного натяжения ремня привода генератора. В случае, когда ремень перетянут, то в скором времени можно готовиться к серьезному ремонту подшипников генератора, как правило, это приводит к разрядке АКБ и скорому выходу ее из строя, особенно в зимний период времени. Первые признаки этой проблемы, это мигание контрольной лампочки заряда аккумулятора, которая находится на панели приборов автомобиля и имеет красный цвет.

Если данного индикатора у вас не имеется, что встречается довольно редко в современных автомобилях, то приобретите специальный индикаторный прибор с набором светодиодов, который монтируется в разъем прикуривателя и сигнализирует о степени заряда аккумулятора. Существуют и более «навороченные» электронные аналоги, но функционально они не сильно отличаются и стоят на порядок дороже.

Существуют аппаратные и визуальные способы, как проверить генератор машины. Однако владелец должен знать устройство и предназначение этого электроприбора, чтобы осуществить диагностику правильно. Данное руководство поможет избежать поездки в СТО и сэкономить эксплуатационный бюджет.

Конструкция и назначение генератора

Перед тем, как проверить генератор мультиметром своими силами, нужны хотя бы минимальные знания о конструкции электроприбора:

ремень передает вращение с коленвала ДВС на шкив генератора
механическая энергия преобразуется в электрическую
диодный мост изменяет переменный ток в постоянный
реле регулятора отвечает за подзарядку АКБ при ее разрядке во время запуска ДВС
остальное напряжение расходуется на электроприборы машины

Для аккумулятора вреден, как недозаяд, так и перезаряд, поэтому напряжение на клеммах должно обладать стабильными характеристиками на любых оборотах. При этом присоединительный узел, размеры, схема и качество изготовления генераторов могут существенно отличаться у разных производителей и для конкретных модификаций авто.

Схемы и клеммы

Перед тем, как проверить генератор на машине собственными силами, необходимо знать электрическую схему этого узла и назначение клемм на его корпусе. Наиболее востребованы 6 схем, для примера на нижнем фото приведена одна из них.

Для удобства ознакомления цифровые обозначения на всех схемах одинаковые:

блок генератора
возбуждающая обмотка
статорная обмотка
выпрямитель
выключатель
реле лампы контрольной
регулятор напряжения
лампа контрольная
конденсатор для подавления помех
блок трансформатор/выпрямитель
стабилитрон
резистор

Выводы на корпусе обозначаются не одинаково, что может помешать правельной диагностике мультиметром (тестером):

положительная клемма выпрямителя силового – ВАТ; В+; 30; В или «+»
возбуждающая обмотка – FLD; E; EXC; F; DF; 67 либо Ш
вывод для контрольной лампы от выпрямителя дублирующего – IND; WL; L; 61; D+ или D
фаза – STA; R; ͠ или W
нуль – МР или «0»
вывод для «+» АКБ – Б; 15 или S
клемма для соединения с бортовым компьютером – F или FR
вывод на выключатель зажигания – IG

В РФ чаще всего эксплуатируются генераторы, возбуждающая обмотка регулятора напряжения которых соединена с бортовой сетью «минусом». Хотя существуют варианты, присоединенные к ней «+».

В машинах с дизельными ДВС могут быть установлены двухуровневые силовые установки 14/28 В. Проверка этих генераторов сложнее, лучше осуществлять ее в СТО.

Самостоятельная проверка генератора

Простейшим вариантом, как проверить генератор в домашних условиях без поездки в сервис, является визуальный осмотр и поиск посторонних звуков. Однако этими способами можно выявить не все имеющиеся дефекты. Например, свечение лампы на приборной панели извещает о том, что не производится подзарядка аккумулятора. При этом может быть неисправна сама батарея АКБ или генератор подает недостаточное напряжение на ее клеммы.

Поэтому лучше вооружиться тестером или его более современным вариантом небольших габаритов – мультиметром для высокоточной диагностики. Большинство поломок можно определить по месту, для поиска и починки остальных нужно проверить снятый генератор, разобрав его частично.

Техника безопасности

Чтобы диагностика была безопасной для пользователя и электрической части авто, следует выполнить условия:

использование тестера, мультиметра или приборов для измерения сил тока, напряжения и сопротивления по отдельности
отключение аккумулятора от бортовой сети и от генератора дополнительно
при замене проводки сохранять длину и сечение кабеля, как у исходных деталей
убедиться в нормальном натяжении ремня

Запрещено производить действия:

использовать источники с напряжением больше 12 В
выключать потребители при работающем двигателе и соединенной ременной передачей генератора
замыкать с «массой» или клеммой D+ (67) вывод B+ (он же 30)
проверять искру на корпус коротким замыканием

Визуальный осмотр

Прежде всего, владельца интересует, как проверить генератор на машине не снимая этот электроприбор. Поэтому неисправности могут диагностироваться следующими способами:

лампочка подзарядки – если она зажглась на панели, либо напряжение подзарядки недостаточное, либо АКБ выработала ресурс
сторонние звуки – шум, свист и шелест свидетельствуют о слабом натяжении ремня, изношенной втулке или подшипнике
запах гари – может проникнуть через печку в салон, вероятна причина высокотемпературный нагрев обмоток
перебои в работе электрики – указывают на недостаточный ток, который производит работающий генератор

Ремень можно натянуть, не снимая узел целиком, остальные неисправности устраняются только после демонтажа генератора.

Подшипники (втулки)

Вал генератора вращается в двух подшипниках качения. Первый фиксируется на самом валу, вынимается вместе с якорем. Второй впрессован в статор в его центральной части. В данном случае диагностика производится на слух и визуально:

свист и гул при нормальном натяжении ремня являются признаками выработки подшипника или его рассыпавшейся обоймы
при проворачивании вала вручную после снятия ремня он должен крутиться свободно, бел поперечного люфта

В противном случае возможны перекосы, заклинивание, перегорание обмоток, высыпание магнитов якоря. В любом случае до аккумулятора будет доходить пониженное напряжение, недостаточное для подзарядки.

Обмотки

Этот узел единственный в генераторе, диагностика которого визуальным способом эффективнее использования тестера по ряду причин:

при интенсивном нагреве лаковое покрытие медного проводника темнеет
появляется запах гари
сопротивление обмоток слишком маленькое, чтобы точно диагностировать их на короткое замыкание

Следует учесть, что перед тем, как проверить генератор на работоспособность, в этом случае придется его разобрать, сняв с посадочного места. Если электроприбор исправный, лаковое покрытие будет по умолчанию светлым.

Коллекторная группа и щетки

Перед тем, как проверить генератор на износ этих деталей трения, нужно его разобрать:

щетки прилегают к латунным контактам цилиндрической формы – коллекторам
чаще всего изнашиваются щетки, лучше менять их комплектом
износ коллекторной группы определяется визуально по появившимся канавкам
коллекторы можно шлифовать 3 – 4 раза, затем придется их заменить целиком

На этом этапе проблем у автовладельца не возникает.

Внимание: «Дедовский» метод проверки работоспособности генератора – снятие клеммы «минус» после запуска ДВС и не глохнущий при этом двигатель, для современных авто неприемлем. Мало того, на инжекторых авто лучше не давать «прикуривать» проводами от аккумулятора, подключенного к бортовой системе. Возможно загорание ошибки «чек».

Аппаратная диагностика мультиметром

Лучшим вариантом, как проверить генератор автомобиля собственными руками, является использование приборов: омметр + вольтметр + амперметр или тестера (мультиметра). Последний вариант, как проверить исправность генератора, предпочтительнее, так как универсальным прибором можно так же прозвонить диодный мостик.

Диодный мост

Конструкционно состоит мостик из 6 диодов – 3 из них считаются отрицательными, оставшиеся положительными. На самом деле они развернуты в схеме в противоположные стороны, пропуская ток в одном лишь направлении.

Существует два варианта, как проверить автомобильный генератор на целостность диодного выпрямляющего мостика:

без снятия агрегата – диагностика производится после отключения «массы» аккумулятора, проводов с регулятора напряжения и диодного моста, тестер переводится в режим омметра, его плюс (красный провод) подключается к 30 клемме генератора, минус (черный провод) замыкается на корпус электроприбора, все диоды целые, если на шкале мультиметра появится бесконечность, пробитые – если высветится какое то значение в Ом
после демонтажа и частичной разборки – положительные диоды проверяются аналогичным образом, отрицательные – наоборот, в обоих случаях конкретное значение сопротивления на индикаторе тестера становится признаком пробоя

Внимание: Если при подключении аккумулятора ошибиться с полярностью, выходит из стоя именно диодный мостик.

Ротор и статор

Если проверка механической части не выявила проблем, работу генератора проверяют дальше после его разборки:

статор – проверить обмотку генератора нужно для каждого витка, сопротивление составляет около 0,2 Ом, поэтому потребуется точный прибор, можно использовать безаппаратные способы, рассмотренные выше
ротор – если используется модификация на постоянных магнитах, нужно лишь заново установить их внутри обоймы, у обычных роторов всего 2 обмотки, сопротивление каждой из которых составляет 2 – 5 Ом, если тестер покажет бесконечность, значит произошел пробой изоляции или отрыв провода

Для более детальной диагностики, работает ли генератор, стартер нужно проверить дополнительно, но уже в комплекте. Для этого замеряется сопротивление между выводом любой обмотки и их общим «нулем», оно должно составлять 0,3 Ом.

Реле регулятора напряжение зарядки АКБ

Во избежание ошибок перед тем, как проверить зарядку генератора машины, следует учесть нюансы:

нормальным для аккумулятора авто считается напряжение 12,5 – 12,7 В на его клеммах, то есть во всей бортовой сети при заглушенном двигателе
на холостом ходу при включенном ДВС оно достигает значения 13,5 – 14,5 В, для некоторых иномарок нормальным напряжением считается 14,8 В
на повышенных оборотах напряжение генератора снижается до 13,7 В
если прибор показывает 13 В при работе ДВС под нагрузкой, генератор однозначно нуждается в ремонте
перезарядка 15 В опасна тем, что вскипает электролит, начинают сыпаться пластины кислотного аккумулятора
недозарядка 13 В не позволит накопить в АКБ истраченную при прокручивании маховика в момент пуска электроэнергию, следующая поезда будет под вопросом

Операции диагностики нужно производить последовательно:

выполняется запуск двигателя ключом стартера
включаются фары на 15 минут, выставляются средние обороты на все это время
измеряется напряжение между клеммой В+ (30) генератора и его «массой», оно должно быть в пределах 13,5 – 14,5 В

Многие владельцы после установки качественного автозвука, для которых критичны просадки напряжения бортовой сети, решают проблему кардинально:

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Эксплуатация автомобиля часто преподносит различные сюрпризы. Из строя могут выйти те устройства, о работоспособности которых мы даже не задумывались. Нужно всегда следить за основными агрегатами и наблюдать за их состоянием, чтобы иметь возможность предотвратить неприятную поломку посреди дороги. Если вы думаете, что покупка дорогого европейского автомобиля избавит вас от необходимости проверять работу разных узлов, вы ошибаетесь.

Одним из наиболее нежных и сложных в ремонте агрегатов в конструкции автомобиля является генератор. Этот узел выполняет важную задачу рекуперации энергии, что позволяет переключать работу всех электрических приборов с аккумулятора непосредственно на генератор. Благодаря правильному функционированию этого узла, мы можем использовать аккумуляторную батарею пять-семь лет, лишь несколько раз подзарядив ее.

Самые простые методы проверка неисправностей генератора

Начнем с очень простых вариантов определения неполадок. Если у вас дорогой современный автомобиль, во время запуска двигателя всегда смотрите на сообщения бортового компьютера. На экране в течение нескольких секунд может появляться сообщение с кодом ошибки, которое поможет вам определить те или иные неисправности в системе генератора.

Код ошибки нужно сообщить в сервисный центр или найти информацию в интернете, что поможет вам с точностью до мелких деталей узнать причину поломки. Если же автомобиль просто просит поехать на диагностику, нужно обязательно это сделать, а не гадать, в чем же может быть проблема. Самые простые и эффективные методы проверки генератора следующие:

заведите автомобиль и включите фары, музыку, кондиционер и прочие электроприборы, откройте капот и послушайте работу генератора;
при заведенном автомобиле и включенном дальнем или ближнем свете фар, нажмите несколько раз на педаль газа, заметьте, не меняется ли интенсивность освещения;
после достаточно большой нагрузки на генератор (к примеру, длительной поездки в вечернее время), попробуйте корпус устройства рукой — он не должен быть слишком горячим;
прислушайтесь к работе генератора на холостых оборотах — он не должен издавать посторонних звуков, свистов и скрипов;
посмотрите в темноте на работающий генератор — нет ли в нем искр и прочих световых сопровождений работы.

Чтобы безопасно проверять генератор во время его работы, убедитесь, что никакие рукава и прочие детали одежды не свисают в свободном режиме и не могут быть захвачены устройством. В ином случае вам придется несладко, ведь высвободить одежду из зацепления ремня будет сложно. Лучше не допускать подобных моментов, что обеспечит вашу безопасность.

Такая проверка генератора является примерной и не даст вам точных данных. Но если вы определите, что признаки неполадок в устройстве есть, можно будет быстро сделать необходимый ремонт на станции технического обслуживания. Ведь иначе вы можете и не узнать, что причиной всех проблем в работе вашего автомобиля является именно генератор.

Более детальная и точная проверка работы генератора в автомобиле

Еще один способ проверки, который можно испытывать только на отечественных автомобилях и иномарках до 1998 года, поможет вам понять, работает ли генератор. Заведите двигатель и дайте ему прогреться до нормального режима работы. Затем снимите минусовую клемму с аккумулятора. Если двигатель заглохнет, значит, генератор неисправен.

Такой способ проверки позволяет легко получить данные о работе генератора. Правда, ответ будет достаточно простым — либо устройство работает, либо не работает. То есть, если вы и выясните отсутствие работоспособности генератора, то придется ехать на СТО для определения конкретной причины поломки. В новых авто так делать нельзя, ведь могут случиться несколько серьезных проблем:

генератор может просто выйти из строя, если отправленный им на аккумулятор заряд не дойдет до места назначения;
также может поломаться регулятор напряжения, замена которого обойдется вам в достаточно большую сумму;
компьютер просто может блокировать систему, двигатель будет глохнуть при отключенной клемме, но не покажет поломку генератора;
действия электронной системы управления двигателем при таких обстоятельствах могут быть вообще непредсказуемыми;
после такого завершения работы силового агрегата его может быть непросто снова запустить.

Так что от подобного способа проверки лучше отказаться, если в вашем распоряжении автомобиль нового поколения. Даже новые отечественные авто не будут вам благодарны за такой способ тестирования работы генератора. Но есть еще несколько вариантов проверки данного устройства. Можно использовать вольтметр или мельтиметр для измерения напряжения на выходе генератора.

Для этого нужно обзавестись устройством измерения напряжения, а также открыть инструкцию по эксплуатации автомобиля на странице с описанием работы генератора. Там указаны числовые данные напряжения и контакты, которые необходимо замерять с помощью вольтметра. Этот способ проверки является самым достоверным, но достаточно сложным в исполнении, ведь измерять нужно работающий генератор.

Обслуживание генератора у специалистов

Чтобы получить ответы на все вопросы и прекратить неполадки автомобиля в сфере электрической системы, необходимо обратиться к специализированному мастеру. Это может быть официальная станция обслуживания или специалист, который занимается ремонтом генераторов вашей марки автомобилей. Главное, чтобы у человека была достойная квалификация и достаточно знаний о работе генератора в вашей модели автомобиля. Основные плюсы такого обслуживания для владельца автомобиля следующие:

отсутствуют риски случайной поломки прочих узлов автомобиля при неумелой проверке;
получение достоверных результатов, которые подтверждены профессионалом;
возможность быстрого исправления неполадок с помощью услуг специалиста;
выполнение только тех работ, которые приведут к исправлению неполадок, отсутствие распыления;
качественная диагностика всей электрической системы и обнаружение самых явных проблем.

С помощью специалиста вы сможете полностью наладить работу вашего автомобиля, забыть о возможных неприятностях и проблемах. Профессиональный сервис поможет вам получить максимум от вашего транспортного средства. Нужно лишь выбрать специалиста, который действительно хорошо разбирается в вашей технике и может предоставить профессиональные услуги ремонта. Такой мастер позволит получить работающий автомобиль уже через несколько часов после сдачи на ремонт.

Предлагаем визуально посмотреть на процедуру проверки генератора с помощью вольтметра:

Подводим итоги

Один из самых важных моментов в работе автомобиля — правильное функционирование всех систем. Необходимо обязательно использовать возможности качественной и надежной работы генератора, а также следить за возможными неполадками. Если вам кажется, что генератор работает неправильно, а бортовой компьютер постоянно выдает какие-то ошибки, следует поехать на сервис и решить эту проблему. Иначе в один ужасный момент автомобиль может просто остановиться посреди дороги.

С помощью качественного ремонта вы сможете без проблем вернуть работоспособность автомобиля и получить максимальную надежность, которой каждый водитель ждет от своего транспортного средства. Если вы сталкивались с проблемами поломки генератора, опишите симптомы этих неполадок на вашей модели автомобиля ниже в комментариях.

Диагностика неисправностей на основе ИНС для межвиткового короткого замыкания обмоток ротора синхронного генератора

Журнал электромагнитного анализа и приложений
Vol. 1 No. 3 (2009), ID статьи: 729, 5 страниц DOI: 10.4236 / jemaa.2009.13028

Диагностика неисправностей на основе ИНС для межвиткового короткого замыкания обмоток ротора синхронного генератора

H. Z. MA, L. PU

Кафедра электротехники, Университет Хохай, Нанкин, Китай.

Эл. Почта: [email protected], [email protected]

Поступила 15 марта ^-е, 2009; доработана 8 июня ^-е, 2009 г .; принята в печать 26 июня ^-го, 2009г.

Ключевые слова: Генератор , обмотка ротора, межвитковое замыкание, ИНС, диагностика

РЕФЕРАТ

Межвитковое замыкание обмотки ротора — распространенное электрическое повреждение в паровых турбинах. Когда между обмотками ротора генератора происходит межвитковое короткое замыкание, параметры клемм генератора изменяются. По этим параметрам можно отразить состояние обмотки ротора.Однако трудно выразить взаимосвязь между информацией о неисправностях и параметрами клемм генератора в точной математической формуле. Удовлетворительные результаты в диагностике неисправностей можно получить с помощью нейронной сети. В общем, информация об уровне серьезности неисправностей генератора может быть получена непосредственно при обнаружении неисправных выборок в обучающих выборках нейронной сети. Однако на практике дефектные образцы трудно получить. В этой статье отношения между активной мощностью, реактивной мощностью и током возбуждения обнаруживаются путем анализа генератора mmf с постоянным напряжением на клеммах.В зависимости от этих соотношений предлагается новый метод диагностики межвиткового короткого замыкания обмотки ротора генератора с использованием метода ИНС для получения образцов повреждений напрямую, без разрушающих испытаний.

1. Введение

Статистический материал из Китайского научно-исследовательского института электроэнергетики показал, что межвитковое замыкание обмотки ротора является распространенным электрическим повреждением в генераторе [1,2]. Однако незначительное межвитковое замыкание не повлияет на нормальную работу генераторной установки, поэтому его часто игнорируют.Но если эта неисправность разовьется, появится что-то серьезное, такое как заметное увеличение тока ротора, более высокая температура обмотки, снижение реактивной мощности, искажение напряжения, вибрация генераторного агрегата и многие другие механические неисправности. Следовательно, оценка ранних признаков серьезности отказа и тенденций его развития может быть сделана на основе идентификации ранних сигналов отказа, и эта задача постепенно становится важной при техническом обслуживании генераторов на основе состояния [2,3].

В настоящее время во всем мире существует множество ученых, занимающихся мониторингом межвиткового замыкания обмотки ротора [2–5]. Олбрайт предложил метод дифференциальной проверки с помощью поисковой катушки: его диагностический эффект хорош для генератора под нагрузкой и трехфазного короткого замыкания, но одноразовое определение местоположения трудно выполнить под нагрузкой, и он не чувствителен к незначительным межвитковым включениям. короткое замыкание. Русский ученый Б. Т. Карсман предложил обнаруживать межвитковые замыкания по циркулирующему току в параллельной ветви статора, но этот метод зависит от конструкции обмотки статора.Метод бегущей волны, основанный на методике онлайн-диагностики межвиткового замыкания обмотки ротора, является незрелым. Метод переменного импеданса и метод потерь часто используются в экспериментах, но этот метод не может дать точный вывод при постоянном мониторинге межвиткового замыкания обмотки ротора шахты. Более того, это сложно реализовать при воздействии таких факторов, как щелевой клин и т. Д. [6–8].

В данной статье анализируются механизм неисправности и МПС (магнитодвижущая сила) при межвитковом замыкании обмотки ротора генератора.Он обнаруживает, что когда напряжение на клеммах машины находится в состоянии постоянного, существуют определенные отношения между активной мощностью, реактивной мощностью и током возбуждения. Таким образом, он находит своего рода эксперимент в области электротехники, который не требует проведения эксперимента по разрушению, но может получить образец неисправности. Затем он использует искусственную нейронную сеть для диагностики неисправностей межвиткового замыкания обмотки ротора генератора.

2. Причины межвиткового замыкания обмотки ротора

Причины межвиткового замыкания обмотки ротора в основном связаны с производством и эксплуатацией.Например, установка торцевой обмотки ротора не жесткая; прокладочный блок расшатывается; плохая обрезка паяного соединения подводящего провода; внутри защитного кольца ротора остались металлические окалины; динамические силы, такие как центробежная сила, вызывают деформацию смещения обмотки быстро вращающегося ротора; засорение обмотки ротора вызывает локальный перегрев, в результате чего межвитковая изоляция сгорает.

В противном случае, когда генератор работает или преобразуется из статического состояния в динамическое, из-за истирания межвитковой изоляции или относительного смещения, вызванного относительным движением между витками ротора, витки могут связаться друг с другом.Когда эта неисправность разовьется до определенной степени, произойдет кругооборот. В результате этого эффективное магнитное поле генератора уменьшится, и это повлияет на реактивную мощность генератора. Это приводит к дисбалансу в магнитной цепи, который вызывает вибрацию, и тогда возникает «монопольный потенциал» и «монопольный ток», серьезно намагничивая вал генератора. Кроме того, частичный перегрев в точке повреждения может быть распространен на замыкание на землю в обмотках ротора.

3. Анализ Mmf электромагнитных характеристик межвиткового замыкания обмотки ротора генератора

3.1 Анализ Mmf при межвитковом замыкании обмотки ротора

Пространственное распределение mmf в обмотках ротора показано на рисунке 1 Так же, как на рис. 1 (b), в то время как блоки генератора работают нормально, пространственное распределение Mmf является трапециевидным, игнорируя незначительные прерывания mmf, которые вызваны канавками.Частично пропадет МДС, а в обмотках ротора произойдет короткое замыкание. Этот вид потерь приведет к частичной потере закороченного магнитного полюса, так что среднее значение и усиление закороченного магнитного полюса уменьшатся, как показано на Рисунке 1 (c). Следовательно, пространственное распределение mmf при межвитковом коротком замыкании можно рассматривать как таковое при размагничивании. Таким образом, эквивалентный эффект короткого замыкания можно рассматривать как МДС с добавлением противоположного направления к основному МДС короткого замыкания.

МДС обмотки ротора в нормальном состоянии представлено как МДС, вызванное коротким замыканием витков, представлено как МДС ротора после короткого замыкания меньше прежнего значения.

Рисунок 1. Пространственное распределение МДС в обмотках ротора

Рисунок 2. Вектор магнитно-электронного потенциала генераторов с учетом насыщения

Векторная диаграмма МДС-ЭДС генератора с невыявленными полюсами с учетом насыщения показана на рисунке 2.

Основная составляющая mmf воздушного зазора устанавливается путем возбуждения основной составляющей mmf и основной составляющей mmf реакции якоря, т.е. номер обмотки ротора; возбуждает ток; фазовый угол

на пространственно-временной векторной диаграмме такой же, как, — это порядковый номер фазы обмотки статора, — это коэффициент обмотки статора.

Предположим, что напряжение на клеммах, активный выход и реактивный выход неизменны, тогда ток статора и угол коэффициента мощности станут неизменными. И имеет мало отношения к уровню насыщенности .. Тогда угол между и неизменен. Так что угол между и не изменится. Из-за этого неизменяем. Если рабочее состояние генератора до и после повреждения обмотки ротора остается неизменным, чтобы удовлетворить условию составного магнитного потока в воздушном зазоре, оно будет увеличиваться, но не изменится, из этого можно увидеть: соотношение между «, не только показывает состояние обмотки ротора, но также отражает эффективное число витков обмотки ротора.

3.2 Влияние тока возбуждения на двухоборотное короткое замыкание обмотки ротора

Связь между,,, может указывать на состояние обмотки ротора. Ток возбуждения генератора при нормальной работе можно рассчитать по математическому уравнению, а затем сравнить с измеренным током возбуждения, можно определить наличие межвиткового короткого замыкания обмотки ротора, кроме того, можно использовать расчет относительного отклонения. оценить серьезность неисправности.

4. Метод диагностики ANN для межвиткового короткого замыкания обмотки ротора генератора

В последнее время это в основном основывается на измерении параметров клемм генератора, а именно активной мощности генератора, реактивной мощности, напряжения на клеммах генератора, тока, поля напряжение и другие параметры генератора, использует расчет формулы для получения тока возбуждения, который работает при нормальных протеканиях, а затем сравнивает измерение фактического электрического тока с для диагностики межвиткового короткого замыкания обмотки ротора генераторов.

Этот метод должен учитывать влияние насыщения магнитного поля, а также точную математическую модель и параметры генератора. Параметр генератора также будет иметь множество изменений наряду с режимом работы и разнообразием изменения условий эксплуатации. Точность онлайн-распознавания не очень высока, поэтому есть определенный предел погрешности.

Искусственная нейронная сеть (ИНС) не нуждается в точной математической модели и подробных параметрах генератора, и в то же время она не мешает работе генератора.Ему нужно только точно измерить параметры клемм генератора и зависит от большого количества обучающих выборок. С помощью достаточного количества сетевых поездов можно напрямую проводить диагностику неисправностей, работающих разными способами. Имея дефектный образец, мы можем не только диагностировать неисправности, но и оценить серьезность короткого замыкания.

Напряжение на клеммах генератора обычно является номинальным, которое можно считать постоянным. Согласно анализу базисного магнитного поля генератора, определенное, будет соответствовать определенному, а именно определенному.Таким образом, отношение и может отражать отказ межвиткового короткого замыкания, с параметром генератора, как импорт ИНС, и круги межвиткового короткого замыкания имеют процент от общего числа полных кругов% как выход.

Ключ к диагностике неисправностей, выполняемой с помощью ИНС, заключается в получении образцов поездов. Выбор нормальных образцов может включать различные образцы при нормальной работе на диаграмме P-Q генератора, но на реальной электростанции для гарантии «эргодичности» образцов мы могли бы определять параметры генератора за долгие часы работы в нормальных условиях работы.

Для оценки серьезности неисправностей генератора и количества коротких замыканий необходимы образцы неисправных генераторов. Условно говоря, получить образцы генераторов в нормальных условиях работы все еще легко, но получить образцы отказов генератора обычно очень сложно. Общий метод заключается в проведении разрушающего эксперимента в лаборатории динамического моделирования, искусственно соединяя несколько витков обмоток ротора генератора.Такой метод вряд ли может быть реализован в инженерии.

В данной статье используется метод балансировки МДС для получения образца неисправности генератора при межвитковом замыкании обмотки ротора. Предположим, что в генераторе возникает межвитковое короткое замыкание в номинальном состоянии, до и после короткого замыкания,,, являются постоянными. Анализируя магнитное поле, мы можем узнать, что магнитное поле будет оставаться постоянным, и предположим, что количество оборотов короткого замыкания от общего числа обмоток ротора составляет%, после повреждения ток возбуждения равен:

, где — номинальное значение тока возбуждения.

Меняя количество витков КЗ, мы получим серию бракованных образцов. А также можем приобрести бракованные образцы в различных условиях эксплуатации.

5. Моделирование

Чтобы проверить достоверность этого метода, мы можем принять параметры генератора культурного наследия [9], см. Таблицу 1; а затем возьмите его нормальные рабочие образцы. Номинальные рабочие условия образца неисправности можно увидеть в таблице 2. В таблице 2 α% — это количество коротких витков в процентах от общего числа витков обмотки ротора.Мы можем провести обучение сети, а затем провести диагностику неисправностей; образцы неисправностей можно увидеть в Таблице 3. Из Таблицы 3 α% (фактический) — это количество коротких витков фиктивности в процентах от общего числа витков обмотки ротора в лаборатории динамического моделирования. % (эмуляция) — количество коротких витков, смоделированных компьютером, в процентах от общего числа витков обмотки ротора.

Здесь используется искусственная нейронная сеть (BP) обратного распространения, а активная функция принимает функцию S-типа.Сеть BP имеет 3 уровня. Как показано на рисунке 3, первый уровень имеет три узла импорта, скрытый слой имеет четыре узла, а уровень экспорта имеет один узел. Параметры генератора содержат активную мощность, реактивную мощность, ток возбуждения, и все эти параметры являются нормированными значениями. В таблице 3 показаны результаты, смоделированные с помощью MATLAB. Согласно этому фактические результаты подтвердили сетевые диагнозы БП.

Одним словом, этот метод реализовал прямое определение серьезности неисправности и решение проблемы сбора образцов неисправностей, которые трудно получить.

В конкретном процессе ток и напряжение на клеммах обмоток статора измеряются CT (трансформатор тока) и PT (трансформатор напряжения), а ток возбуждения измеряется преобразователем тока. Здесь выберите CT и PT, используемые для измерения параметров системы, в качестве измерительного оборудования. Мощность генератора и уровень напряжения определяют их выбор. А преобразователь тока холла производства швейцарской компании LEM используется для измерения в обмотке ротора. Параметры и используются для расчета активной и реактивной мощности.

После тренировки этот метод применяется ко всем видам нагрузки. Измеряя и нормального генератора во всех рабочих состояниях, мы можем получить соответствующие и путем расчета. Для обучения ИНС необходимо и получить взаимосвязь между параметрами (, и) во всех запущенных состояниях.

5. Выводы

Хотя ИНС применяется для диагностики неисправностей генератора, наиболее сложной частью является получение

Таблица 1.Параметры синхронной машины

Таблица 2. Диагностические шаблоны при обучении нейронной сети

Таблица 3. Сравнение выходных данных нейронной сети и фактических выходных данных

выборок неисправностей среди обучающих выборок. В этой статье анализируется межвитковое замыкание генератора при повреждении обмотки ротора и в соответствии с определенными режимами работы генератора, а именно: активная мощность, реактивная мощность, напряжение на клеммах остается постоянным, а ток возбуждения увеличивается, но МДС остается постоянным.

Неисправные образцы получаются прямым расчетом, межвитковое короткое замыкание обмотки ротора диагностируется с использованием искусственной нейронной сети, и мы можем напрямую получить информацию об уровне серьезности неисправности. Этот метод позволяет избежать повреждений при экспериментировании и удобен в инженерии.

Недостаток этого метода в том, что он не может определить ошибочное положение. После диагностики и подтверждения наличия неисправности, если мы поможем ей другими способами, такими как метод бегущей волны, можно будет определить местонахождение неисправности.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

W. J. Wang и L. Gui, «Текущая ситуация и улучшение релейной защиты для крупногабаритной генераторной трансформаторной установки мощностью 600 ~ 1000 МВт», Huadian Technology, Vol. 30, No. 1, pp. 5–8, 2008.
WQ Li, «Предотвращение и диагностика неисправностей турбогенератора», Пекин: издательство China Electric Power, 2002.
С. Ван, HM LI и YG LI, « Анализ вибрационной характеристики генератора при межвитковой КЗ обмотки ротора // Труды ЦСЭЭ.25, No. 10, pp. 122–126, 2005.
HW Fang, CL Xia и J. Xiu, «Анализ электромагнитного момента генератора при межвитковой коротком замыкании обмотки якоря», Proceedings of CSEE, Vol. 27, No. 15, pp. 83–87, 2007.
Г. Г. Мао, «Причины отказов турбогенераторов большой мощности в Китае», Power System Technology, Vol. 24, No. 11, pp. 1–7, 2000.
RJ Streifel, RJ Marks II, и MA EI-Sharkawi, «Обнаружение короткого замыкания в обмотке возбуждения роторов турбины-генераторов с использованием новых детекторов разработки и разработки. тест », IEEE Trans on Energy Conversion, Vol.11, No. 2, pp. 312–317, 1996.
AS Kulkarni, MA El-Sharkawi, RJ Marks II, G. Andexler, X. Jian и I. Kerszenbaum, «Разработка методики для он-лайн обнаружение коротких замыканий в обмотках возбуждения роторов турбогенераторов: разработка схем и тестирование », IEEE Trans on Energy Conversion, Vol. 15, No. 1, pp. 8–13, 2000.
SE Guttormsson, RJ Marks II и MA EI-Sharkawi, «Эллиптическая группировка новинок для он-лайн обнаружения коротких оборотов возбужденных вращающихся роторов», IEEE Transactions on Преобразование энергии, Vol.14, No. 1, pp. 16–22, 1999.
DW Auckl, IED Pickup, и Р. Шаттлворт, «Новый подход к обнаружению межвитковых замыканий в обмотке возбуждения генератора», IEE Proc., Gener., Transm. , Distrib., Vol. 142, No. 2, pp. 97–102, 1995.

ПРИМЕЧАНИЯ

^* Этот рабочий проект был поддержан Национальным фондом естественных наук Китая (№ 50477010), Программой фонда Министерства образования Китая для отличных молодых учителей. в университетах и Фонд естественных наук Хохайского университета.

Влияние одиночных и комбинированных неисправностей, состоящих из эксцентриситета ротора и межвиткового короткого замыкания статора на пульсации электромагнитного момента в синхронном генераторе ), одиночного межвиткового короткого замыкания статора (SISC) и комбинированного короткого замыкания, состоящего из этих двух, в данной статье исследуются свойства пульсаций EMT из-за упомянутых трех неисправностей.В отличие от других исследований, в этой статье рассматривается не только влияние отдельных типов неисправностей, но и влияние комбинаций единичных неисправностей на характеристики пульсации EMT. Подробные выражения EMT для каждой неисправности сначала выводятся на основе анализа плотности магнитного потока (MFD). Затем выполняется расчет методом конечных элементов и экспериментальное исследование на прототипе генератора CS-5 с двумя полюсами при 3000 об / мин, который специально разработан и изготовлен нами, чтобы подтвердить результат анализа.Обнаружено, что эти три разлома будут вызывать разные составляющие пульсации в EMT. Комбинированные разломы имеют самую высокую чувствительность к ударам по пульсации EMT, в то время как одиночный сбой SAGE занимает последнее место по влиянию удара.

1. Введение

В синхронных генераторах пульсация электромагнитного момента (EMT) является основным параметром преобразования энергии. В стабильных условиях работы входной механический момент должен быть эквивалентен электромагнитному крутящему моменту (без учета потерь энергии).Поскольку EMT представляет собой момент сопротивления, его свойства пульсации тесно связаны с выходной стабильностью генератора. С одной стороны, большие пульсации EMT приведут к слишком частой настройке системы автоматического управления для изменения входного механического момента, и, очевидно, это вредно для генераторной установки [1]. С другой стороны, интенсивная рябь EMT вызовет крутильные колебания вала и может привести к усталости материала вала после длительной эксплуатации [2]. Если серьезно, это может даже привести к катастрофе [3].

Безусловно, свойства пульсации ТЭИ в нормальных условиях хорошо изучены учеными [4, 5]. Поскольку плотность магнитного потока (MFD), которая тесно связана с EMT, будет изменяться из-за различных неисправностей, характеристики пульсаций EMT также будут изменяться в различных случаях неисправности. Например, Hao et al. Установлено, что возникновение межвиткового замыкания ротора будет увеличивать каждую нечетную и четную гармонику ТЭИ [6]. Тем временем Song et al. обнаружили, что сегментированная обмотка якоря может эффективно сдерживать пульсации крутящего момента при коротком замыкании статора [7].Однако свойства ТЭИ из-за различных неисправностей, особенно комбинированных неисправностей, таких как статический эксцентриситет воздушного зазора (SAGE) и композитное повреждение межвиткового замыкания статора (SISC), полностью не изучены.

Для SAGE ученые исследовали как механические, так и электрические неисправные свойства. Например, He et al. исследовали неуравновешенное магнитное притяжение (UMP) [8], вибрационные характеристики ротора [9] и циркулирующий ток внутри параллельных ветвей [10].Помимо механических характеристик, также обнаружено, что фазный ток статора является эффективным инструментом для идентификации сломанного магнита и SAGE в синхронных двигателях с постоянными магнитами [11], в то же время измерения напряжения на валу были признаны более точными. средство для оптимальной модальности измерения, которая приводит к минимальной ошибке идентификации SAGE в синхронных машинах [12]. Между тем, Бруззезе предложил метод количественной оценки эксцентриситета ротора в синхронных машинах с использованием дисбаланса, вызванного токами расщепленной фазы [13].Кроме того, Oumaamar et al. Представили альтернативный метод, основанный на анализе линейного напряжения нейтрали, имеющего место между нейтралью источника питания и нейтралью статора в асинхронном двигателе. [14].

Для SISC, Надараджан и др. представили гибридный подход к настройке синхронного генератора путем объединения моделирования dq0 с функцией намотки [15]. Такой подход повышает точность и снижает сложность моделирования. Кроме того, Moon et al. предложил метод, который использует остаточные компоненты напряжения и тока для диагностики точной фазы и серьезности SISC в синхронной машине с постоянными магнитами [16].Установлено, что возникновение SISC будет существенно влиять на ток нулевой последовательности [17], ток обратной последовательности [18], весь ток статора [19], ток ротора [20] и электромагнитный момент [ 21].

В вышеупомянутых исследованиях использовались различные параметры для описания характеристик неисправности либо для неисправности SAGE, либо для неисправности SISC, в то время как немногие из них обращали внимание на комбинированные неисправности, состоящие из этих двух. Однако реальные условия эксплуатации могут быть намного сложнее, чем просто одна-единственная неисправность.Генератор может иметь две разные неисправности одновременно [22]. Установлено, что характеристики дефектов при составном разломе отличаются от составных одиночных разломов [23]. Затем следующий ключевой момент заключается в том, как отличить одиночные и комбинированные неисправности по надлежащим характеристикам неисправности.

В этой статье мы предложили всестороннее исследование влияния одиночных и комбинированных неисправностей, составляемых SAGE и SISC, на пульсации электромагнитного момента. Остальная часть статьи построена следующим образом.Модель теоретического анализа представлена в разделе 2, а расчет FEA и экспериментальное исследование представлены в разделе 3. Наконец, основные выводы из исследования этой статьи сделаны в разделе 4.

2. Модель теоретического анализа

2.1. Влияние SISC на MMF

Магнитодвижущая сила (MMF) и проницаемость на единицу площади (PPUA) являются основными параметрами для расчета EMT генератора. Их значения напрямую зависят от рабочего состояния генератора.Как только происходит сбой SISC, MMF будет немедленно изменен. Согласно [23], нормальный MMF может быть записан как где F _s и F _r — MMF статора и MMF ротора, соответственно, α _m — механический угол, указывающий положение воздушного зазора по окружности, а ψ — внутренний угол мощности генератора.

Когда имеет место SISC, как показано на рисунке 1, дополнительный циркулирующий ток в кольце короткого замыкания будет создавать пульсирующее магнитное поле, которое сосредоточено на оси обмотки короткого замыкания.Это новое магнитное поле имеет ту же частоту, что и ток короткого замыкания, а именно 50 Гц. Это может быть выражено как где F _{d +} и F _{d —} — амплитуда MMF прямого и обратного вращения, соответственно, и F _{d +} = F _{d —} = F _d/2.

Поскольку разность скоростей вращения между обратным MMF и ротором составляет 2 ω , дополнительная обратная электродвижущая сила (ЭДС) на 2 ω будет индуцирована в обмотках возбуждения.Тогда конечный ток возбуждения в обмотках возбуждения может быть выражен как где I _{f 0} — составляющая постоянного тока в обмотках возбуждения, создаваемая системой возбуждения, а I _{f 2} — ток индуцировано из-за SISC.
Кроме того, плотность магнитного потока (MFD) воздушного зазора может быть записана как где N — число витков каждого полюса, а Λ ₀ — проницаемость воздушного зазора.
ЭДС трех фаз можно записать так: q — номер паза для каждой фазы на полюс, — номер витка каждой катушки, — коэффициент основной обмотки, τ — полярное расстояние, f — основная частота, а L — длина сердечника статора.
Как указано в (5), наведенная ЭДС для каждой фазы состоит из трех частей. Первые части образуют вращающуюся вперед MMF на основной частоте, поскольку фазовые углы для трех фаз равны 0, -120 ° и + 120 ° соответственно. Напротив, вторые части будут образовывать MMF, вращающуюся в обратном направлении, в то время как третьи части будут формировать MMF, вращающуюся вперед, при 3 ω . Следовательно, MMF при SISC могут быть выражены как где F _{s 1+} и F _{s 3+} — MMF с прямым вращением статора при ω и 3 ω , соответственно, F _{s 1−} — вращающаяся в обратном направлении MMF статора при ω и F _{s 3+} = F _{s 1−}.Расширяя первый элемент в уравнении (6), MMF в SISC может быть изменен здесь
2.2. Воздействие SAGE на PPUA
SAGE приведет к деформации воздушного зазора и дальнейшему воздействию на PPUA (см. Рисунки 2 (a) и 2 (b)). Согласно рисунку 2 (b), OB = R _s, который является внутренним радиусом сердечника статора, и O ₁ A = R _r, который представляет собой внешний радиус сердечника ротора. . Длина радиального воздушного зазора может быть записана как где на основе закона косинуса, который он имеет, который может быть дополнительно изменен, как где — среднее значение радиальной длины воздушного зазора, а δ _s — относительное значение SAGE в радиальном направлении. .Тогда длина радиального воздушного зазора может быть получена как
Поскольку R _r >>, а длина воздушного зазора должна быть меньше, чем R _s, (12) можно дополнительно упростить как
Наконец, PPUA в нормальных условиях и в случае SAGE может быть выражен как где второе уравнение разложено степенным рядом.
2.3. Влияние SISC и SAGE на MMF
Когда возникает комбинированный отказ, то есть когда одновременно возникают SISC и SAGE, изменяются как MMF, так и PPUA.Просто умножив уравнение (7) на (14), можно получить окончательный MFD. Однако другой фактор, а именно положение короткого замыкания, также фактически повлияет на конечный MFD. Это можно объяснить с помощью рисунков 1 и 3 (а). При отсутствии SAGE, т.е. в идеальном нормальном состоянии, положение короткого замыкания не должно влиять на MMF / MFD из-за симметричного распределения обмоток якоря. Однако, пока существует SAGE, положение короткого замыкания будет влиять на амплитуду тока короткого замыкания.Когда витки короткого замыкания (обозначенные положением витков по центральной оси) ближе к минимальному воздушному зазору (см. Рисунок 3 (a), α _м = 0), индуцированный ток короткого замыкания I _s (см. Рисунок 1) будет больше, поскольку PPUA имеет большее значение (см. Уравнение (14)).
С учетом положения короткого замыкания уравнение (2) изменяет здесь ρ = (1 — δ _с) / (1 — δ _с cos α _см ), который представляет собой коэффициент MMF в положении короткого замыкания на MMF в точке минимального воздушного зазора.Очевидно, этот коэффициент зависит от положения SISC (см. Рисунки 1 и 3 (а)). Для большей ясности соотношение ρ и α _см показано на рисунке 3 (b).
Как показано на рисунке 3 (b), развивающаяся регулярность ρ изменяется аналогично функции косинуса. Когда a _sm = 0, ρ получит максимальное значение. Это означает, что когда короткое замыкание происходит в обмотке, центральная линия которой совпадает с точкой минимального воздушного зазора, SISC будет иметь максимальное влияние на MFD / MMF, т.е.е., MFD / MMF будут уменьшены больше всего. Более того, чем серьезнее степень SAGE, тем больше будет изменение амплитуды ρ . В общем, влияние более близкого положения короткого замыкания к точке минимального воздушного зазора на MFD аналогично более серьезной степени SISC; этот вывод был также получен в [22]. Хотя генератор может иметь степень SAGE в разной степени, такой закон все еще существует, даже когда степень SAGE составляет 2% или меньше. Следовательно, окончательная MMF в воздушном зазоре для комбинированного короткого замыкания изменяется на
, поскольку воздействие более близкого положения короткого замыкания к точке минимального воздушного зазора может быть аналогичным образом рассматриваться как серьезная степень SISC, для краткости, В этой статье мы в основном сосредотачиваемся на влиянии типов и степеней разломов на пульсации EMT, в то время как разница в вариациях из-за различного положения SISC не будет полностью расширена.
2.4. EMT в различных условиях работы
В этой статье мы используем принцип виртуальной мощности для получения выражения EMT. Магнитная энергия воздушного зазора может быть рассчитана по формуле [20], где L — осевая длина сердечника статора, а R ( α _м, t ) — средний радиус воздуха. зазор, который может быть записан как
Согласно принципу виртуального смещения (см. рисунок 4), если MMF ротора имеет дифференциальное смещение ∆ ψ , то будет сгенерировано сопротивление EMT, которое может быть записано как [6]

Согласно ранее полученным MMF и PPUA (см. (7), (14) и (16)), EMT в нормальном состоянии, ошибка SAGE, ошибка SISC и случаи CF могут быть записаны как где e и ν представляют степени SAGE и SISC соответственно.Чем выше их значения, тем серьезнее будет неисправность. Как указано в (20), в нормальном состоянии присутствует только постоянная составляющая. Однако появление SAGE внесет дополнительную 2-ю гармонику в EMT, в то время как SISC будет в первую очередь индуцировать 2-ю и 4-ю гармоники. Для комбинированных неисправностей будет создаваться дополнительная 6-я гармоника в дополнение к 2-й и 4-й гармоникам, вызванным двумя одиночными неисправностями. Важно отметить, что это различие составляющих пульсаций может использоваться для идентификации и диагностики типов неисправностей.Чтобы быть более четким, формулы верхней амплитуды, влияющие факторы и тенденции развития перечислены в таблице 1.
9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044-9044 9044 9044 9044 9044 9044FEA и экспериментальная проверка
3.1. FEA и экспериментальная установка
В этой статье прототип генератора CS-5, который был спроектирован и изготовлен нами, используется для двухмерных расчетов методом конечных элементов и экспериментальных испытаний. Основные параметры приведены в Таблице 2.
Гармоника Случай Формулы амплитуды (x0,5∏ I _{f 0}) Факторы Тренд
2-й Нормальный — — ↑ f0 , δ _s
↑
SISC I _{↑ f0}
CF I _f0, δ _{с 90 195, I _f2}
Гармоника Случай Формулы амплитуды ( x0.5∏If0 ) Факторы Тренд
4-й Нормальный — — 4 —
↑
SISC I _f0, I _f2 CF2 9044 9044 9044 9019 9019 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 , δ _с, I _f2
6-й Нормальный — —
—
SISC — —
↑
CF I _f0, δ _s, I _f2
9044 9044 9044 9044 Число оборотов 2 φ )
Параметры Значения Параметры Значения
3000 об / мин
Номинальная мощность 5 кВА Длина сердечника статора 130 мм
Пары полюсов 1 Число оборотов обмотки статора на паз 22

0.8 Прорези ротора 16
Радиус воздушного зазора 1,2 мм Наружный диаметр сердечника ротора 142,6 мм
Прорези статора 36 Внутренний диаметр сердечника ротора 40 мм
Наружный диаметр сердечника статора 250,5 мм Обмотка ротора на паз 60
Внутренний диаметр сердечника статора 145 мм Внутренний коэффициент мощности (cos 9044 ψ6 ) 0.62
Ротор генератора поддерживается опорными блоками, а статор может перемещаться как в радиальном, так и в осевом направлениях. Движение контролируется четырьмя циферблатными индикаторами и подтверждается высокоточными датчиками заполнения (см. Рисунки 5 (a) и 5 (b)). Два индикатора предназначены для радиального перемещения, а два других — для осевого перемещения. На генераторе есть пластина с несколькими отводами короткого замыкания в фазах A и B (см. Рисунки 5 (c) и 5 (d)).Путем установки различных значений SAGE и подключения различных ответвлений короткого замыкания можно моделировать различные рабочие условия, включая одиночные и комбинированные неисправности.
Установленная модель конечных элементов проиллюстрирована на рисунках 5 (e) и 5 (f). Во время FEA сердечник ротора, а также обмотки возбуждения смещаются по оси X (вправо) для имитации SAGE (см. Рисунок 5 (e)). Неисправность SISC моделируется как внешней схемой связи (переключатель S-A1 на рисунке 5 (e)), так и физической моделью (неисправные обмотки разделены на две части: одна предназначена для моделирования исправных обмоток, а другая — для смоделировать часть короткого замыкания (см. рисунок 5 (g)).Регулируя количество оборотов LA1 (часть короткого замыкания) и LPhaseA1 (исправная часть), показанных на рисунке 5 (g), можно моделировать различные степени неисправности SISC.
Во время расчета FEA параметры устанавливаются такими же, как и в экспериментах. Выполняются четыре группы экспериментов и расчетов FEA, соответственно: (1) Нормальное состояние: нет ни SAGE, ни SISC. Значения EMT собираются для справки. (2) Случаи SAGE: устанавливаются условия SAGE 10%, 20% и 30% соответственно.(3) Случаи SISC: принимаются условия SISC 3%, 6% и 9% соответственно. (4) Случаи CF: (1) комбинированные неисправности стабильного SAGE и различных степеней SISC, включая 10% SAGE и 3%, 6 % и 9% SISC, 20% SAGE и 3%, 6% и 9% SISC, и 30% SAGE и 3%, 6% и 9% SISC и (2) комбинированные отказы стабильного SISC и различных степеней SAGE , включая 3% SISC и 10%, 20% и 30% SAGE, 6% SISC и 10%, 20% и 30% SAGE, а также 9% SISC и 10%, 20% и 30% SAGE, соответственно.
Во время эксперимента электромагнитный момент обычно можно измерить двумя способами.Одно из них — прямое средство, которое в основном основано на измерителе крутящего момента, а другое — косвенное средство, в первую очередь основанное на вычислении эквивалентного преобразования энергии. В этой статье мы используем косвенные средства. Ключевая мысль заключается в том, что энергия электромагнитного момента должна быть эквивалентна выходной мощности, когда генератор находится в устойчивом рабочем состоянии, независимо от того, исправен или неисправен. Модель преобразования энергии электромагнитного момента показана на рисунке 5 (f), где мощность ротора составляет F _t RΔθ = T ω , и она должна быть эквивалентна мощности статора ( U _A I _A + U _B I _B + U C ) cos φ .Затем рассчитывается ЕМТ, где U _A, U _B и U _C — трехфазные напряжения, I _{A, I _B и I _C — трехфазные токи, n — скорость вращения ротора, а cos φ — коэффициент мощности.}
3.2. Результаты и обсуждение ошибок SAGE
EMT до и после SAGE с помощью FEA показаны на рисунке 6, а результаты экспериментов показаны на рисунке 7.Показано, что появление шалфея увеличивает общее EMT. Чем серьезнее степень SAGE, тем больше будет приращение EMT. Для компонентов спектра как результат FEA, так и экспериментальные данные показывают, что 2-я гармоника является наиболее заметной, амплитуда которой будет значительно усилена SAGE. Хотя значения амплитуды FEA и экспериментальные результаты не совсем равны, тенденции их развития в целом согласуются друг с другом. Кроме того, как результаты FEA, так и данные эксперимента следуют ранее сделанному заключению теоретического анализа (см. Уравнение (20)).
На самом деле, помимо 2-й гармоники, есть еще 4-я и 6-я гармоники, демонстрирующие тенденцию к увеличению. Причина этого — наличие высших гармоник MMF. На рисунке 2 и в уравнении (20) учитывается только 1-я гармоника MMF, тогда как другие гармоники более высокого порядка игнорируются. Если мы рассмотрим гармоники более высокого порядка, такие как 3-я и 5-я, квадрат MMF (см. Уравнение (17)) приведет к появлению четных гармоник EMT, включая 2-ю, 4-ю, 6-ю и т. Д.Поскольку компонент MMF основной частоты имеет самую большую амплитуду, 2-я гармоника EMT, которая в основном является квадратом 1-го MMF, будет наиболее заметной.
Из рисунков 6 и 7 также предполагается, что возникновение SAGE обычно увеличивает значение постоянного тока EMT (кривые смещаются вверх в направлении большего значения). Этот результат хорошо следует уравнению (14). Согласно (14), для случая SAGE существует дополнительный коэффициент 0,5 δ _с ², который, конечно, увеличит значение DC (см. Уравнение (17)) по мере появления и увеличения SAGE .
Теоретически должны быть только четные гармоники как в нормальном случае, так и в случае SAGE, поскольку MMF имеет только нечетные гармоники (операция квадрата в уравнении (17) будет давать только четные гармоники). Однако экспериментальный результат, показанный на рисунке 7, кажется нечетным гармоническим. Это в первую очередь вызвано двумя факторами. С одной стороны, возбуждающий ток передается выпрямителем из переменного тока и фактически включает в себя остаточные гармоники. Другими словами, возбуждающий ток не является идеальным постоянным током.С другой стороны, реальная поверхность ротора не является строгим кругом. Прорези и неравномерная округлость определяют динамический эксцентриситет, который будет производить нечетные гармоники в EMT (будет дополнительный коэффициент ωt в выражении проницаемости в уравнениях (14) и (17)).
FEA и экспериментальные результаты сравниваются на рисунке 8. Показано, что, хотя приращение амплитуды тестового EMT не может точно соответствовать дада FEA, общие тенденции развития все еще совпадают.Чтобы подтвердить различия в данных, мы переделали эксперименты и трижды выполнили расчет FEA, но пробел в данных показывает тот же результат. Вероятная причина может быть связана как с производственным уровнем, так и с ошибкой расчета.
3.3. Результаты и обсуждение неисправностей SISC
Волны во временной области, а также спектры, полученные методом FEA и эксперимента, показаны на рисунках 9 и 10, соответственно. Показано, что пульсации EMT, особенно 2-я и 4-я гармоники, будут увеличиваться по мере того, как имеет место SISC.Чем серьезнее SISC, тем больше будут амплитуды гармоник.
Как показано на рисунке 10, в результате эксперимента все еще присутствуют нечетные гармоники. Сама причина та же, что и ранее в разделе 3.2. В целом результаты FEA соответствуют данным эксперимента. Кроме того, как FEA, так и экспериментальные результаты согласуются с выводом теоретического анализа, сделанным из уравнения (20) и таблицы 1.
Сравнение результатов между результатом FEA и данными испытаний проиллюстрировано на Рисунке 11.Как и в случае с SAGE, приращение амплитуды EMT с помощью FEA и эксперимента все еще имеет пробел в данных, в то время как общие тенденции развития двух типов данных по-прежнему совпадают друг с другом.
3.4. Результаты и обсуждение комбинированных разломов
Подробные результаты EMT для комбинированных разломов показаны на рисунках 12–15. Чтобы быть более полным, две группы комбинированных разломов моделируются как методом FEA, так и экспериментально. Один состоит в том, чтобы поддерживать степень SAGE такой же стабильной при изменении степеней SISC, а другой — сохранять степень SISC такой же стабильной при изменении степеней SAGE.Более подробную информацию о моделировании неисправности можно найти в.
Как показано на рисунке 12, в комбинированных случаях неисправности приращение SAGE будет увеличивать 2-ю, 4-ю и 6-ю гармоники EMT. Более того, сравнение рисунков 12 (a) –12 (c) с рисунком 9 (b) показывает, что приращение амплитуды гармоники при комбинированном разломе больше, чем при одиночном разломе SISC. Напротив, сравнение рисунков 12 (d) –12 (f) и 6 (b) предполагает, что приращение гармоники EMT в случаях комбинированного отказа меньше, чем у одиночного сбоя SAGE.Результат сравнения экспериментальных данных показывает аналогичный результат (см. Рисунки 13, 10 и 7). Результаты экспериментов, показанные на рисунке 13, в целом соответствуют тенденциям развития, полученным методом FEA. Основное различие между экспериментальными результатами и результатами FEA состоит в том, что в спектрах присутствуют нечетные гармоники, особенно первая гармоника. Сама причина, о которой упоминалось ранее, заключается в том, что существует некоторый динамический эксцентриситет из-за пазов и неравномерной округлости ротора, а ток возбуждения, передаваемый выпрямителем, не является стандартным постоянным током.
Сравнивая рисунок 13 с рисунком 12, видно, что амплитуды пульсаций, полученные в результате эксперимента, меньше, чем полученные с помощью FEA. Причина этого в основном заключается в различии ограничений между расчетом FEA и экспериментом. Во время FEA предполагается, что это идеальное состояние. Например, преобразование энергии рассматривается как отсутствие дополнительных потерь, в то время как фактически часть энергии будет потребляться из-за различного рода потерь. Это означает, что сумма фактической энергии EMT и энергии потерь равна входящей энергии механического крутящего момента, в то время как в FEA энергия механического крутящего момента обычно рассматривается как эквивалентная энергии EMT.Следовательно, фактическое EMT, а также колебания должны быть меньше, чем результаты FEA.
Более подробная информация о разнице между результатом FEA и экспериментальными данными проиллюстрирована на рисунках 14 и 15. Хотя все еще существует разрыв в данных между FEA и экспериментальными результатами, тенденции развития хорошо совпадают. Сравнивая рисунок 14 с рисунком 15, предполагается, что градиенты кривых на рисунке 15 (для случаев с повышенным SISC) больше, чем на рисунке 14.Это означает, что в комбинированных случаях неисправности SISC оказывает более сильное влияние на приращение амплитуды пульсаций EMT.
3.5. Сравнение одиночных и комбинированных разломов
Для детального сравнения влияния одиночных и комбинированных разломов на свойства пульсации EMT, мы собираем все данные приращения амплитуды компонентов для дальнейшего анализа (см. Рисунки 16–18).
Как показано на рисунке 16, градиенты кривых SISC больше, чем градиенты для случаев SAGE (полилинии для разломов SISC более резкие).Это означает, что чувствительность к удару одиночного сбоя SISC выше, чем у сбоя SAGE. Хотя степени неисправности для этих двух одиночных неисправностей различаются, индекс чувствительности рассчитывается по той же формуле, которую можно записать как где Δ T — это изменение EMT, а Δ F _d — изменение степень вины.
Напротив, сравнение комбинированных отказов и одиночных отказов SAGE, показанное на Рисунке 17, где кривые, отмеченные «SAGE 0%» обозначают одиночный отказ SISC, предполагает, что комбинированные отказы обычно имеют более высокую чувствительность, чем одиночные неисправности SISC.Точно так же результат сравнения, показанный на Рисунке 18, показывает, что чувствительность к удару объединенных разломов выше, чем чувствительность одиночных разломов SAGE (одиночные разломы SAGE представляют собой кривые, обозначенные как «SISC 0%»).
На основе предыдущего анализа окончательный порядок ранжирования чувствительности среди одиночных и комбинированных отказов должен быть следующим: (1) комбинированные отказы, (2) одиночный отказ SISC и (3) одиночный отказ SAGE.
4. Выводы
В этой статье анализируются и сравниваются характеристики пульсаций EMT в синхронном генераторе, вызванные одиночным отказом SAGE, одиночным отказом SISC и комбинированным отказом, состоящим из SAGE и SISC.Новизна статьи заключается, прежде всего, в следующих трех выпусках. (1) Мы исследуем свойства пульсации EMT не только для одиночного сбоя SAGE и одиночного сбоя SISC, но также и для комбинированных сбоев, которые редко принимаются во внимание другими исследованиями. (2) Мы специально разрабатываем и производим новый генератор, имитирующий неисправности, о котором редко сообщают и который может моделировать как одиночные, так и комбинированные неисправности, состоящие из SAGE и SISC одновременно. Поскольку трудно получить выборку данных EMT из реальной генераторной установки, экспериментальные данные, полученные от недавно разработанного генератора, можно использовать в качестве справочных для дальнейших исследований.(3) Мы выяснили ранг чувствительности к удару среди одиночных и комбинированных разломов на ряби ТЭИ. Это важно и потенциально полезно для дальнейших исследований, связанных с одиночными и комбинированными разломами, упомянутыми в этой статье.
Основные выводы, сделанные на основе теоретического вывода, расчета FEA и экспериментов, заключаются в следующем.
Подробные выражения EMT как для одиночных, так и для комбинированных разломов получены на основе анализа изменения плотности магнитного потока.Показано, что магнитодвижущая сила основной частоты будет индуцировать только постоянную составляющую в ТЭИ в нормальных условиях. Однако появление SAGE внесет вторую гармонику, в то время как неисправность SISC внесет в EMT как вторую, так и четвертую гармоники. Интересно отметить, что характеристики ТЭИ комбинированных разломов не являются простой суперпозицией двух одиночных разломов. Когда возникает комбинированное повреждение, новые компоненты включают в себя не только вторую и четвертую гармоники, но также и шестую гармонику, которая генерируется вновь в дополнение к тем, которые вызваны двумя одиночными повреждениями.Чем серьезнее степень повреждения, тем больше будет увеличиваться соответствующая амплитуда пульсаций. Следовательно, конструкция EMT с гармоническими составляющими может использоваться в качестве инструмента для идентификации и диагностики этих трех типов неисправностей.
Расчет методом конечных элементов и экспериментальные исследования выполнены на прототипе генератора CS-5, который является двухполюсным и имеет скорость 3000 об / мин. Этот прототип генератора специально разработан и изготовлен нами и может моделировать как одиночные, так и комбинированные неисправности, состоящие из SAGE и SISC.Результат FEA, а также экспериментальные данные обычно следует выводам теоретического анализа. Показано, что наивысший ранг по чувствительности к ударам по пульсации ЕМТ имеет комбинированный сбой, за которым следует одиночный сбой SISC. Единственная неисправность SAGE оказывает самое легкое влияние на EMT среди этих трех типов неисправностей. Этот результат имеет большой потенциал для дальнейшего использования в будущих исследованиях, связанных с указанными в этой статье неисправностями.
Дальнейшая работа в этой статье будет заключаться в ограничении пульсаций EMT и методе компенсации одиночных и комбинированных неисправностей, состоящих из SAGE и SISC.
Сокращение
SAGE 9044 904C
EMT: Электромагнитный крутящий момент
CF: Комбинированная неисправность
SAGE: Эксцентриситет статического воздушного зазора Межвитковое короткое замыкание ISS
FEA: Анализ методом конечных элементов
MFD: Плотность магнитного потока
MMF: Магнитодвижущая сила
EMF: Электродвижущая сила 9044 9044 Электромоторная сила 9044 единица площади
Номенклатура _с, F _{с 1+}: 9044 Угловая цепь 9044, короткое замыкание 9044 0447 904 40
F _r, F _{r 1+}: Ротор MMF в нормальном состоянии и корпус SISC ММФ статора в нормальном состоянии и корпус SISC, соответственно
ω : Электрическая угловая частота
t : Время
_{_{_{_{_{Механический окружной угол}}}}}
I _s: Ток короткого замыкания
I _r: Ток на оставшемся пути короткого замыкания 9019 I _{a 1}, I _{a 2}: Ток ответвления фазы A
Ψ : Внутренний угол мощности генератора
d : Пульсирующая амплитуда MMF, генерируемая SISC
F _{d +} , F _{d —}: Амплитуда MMF с прямым и обратным вращением
α _см: I _{f 0}: Возбуждающий ток, создаваемый системой возбуждения
I _{f 2}: Индуцированный ток1 в обмотках возбуждения от SISC
Количество возбуждающих витков на полюс
Λ ₀: Нормальный PPUA
q : Количество пазов на полюс на фазу
:
последовательно для каждой фазы
k _w1: Основная обмотка fa ctor
τ : Полярное расстояние
f : Основная электрическая частота
L : 9019 9019 r 1− , F _{s 1−}: МДС с обратным вращением ротора и статора при ω , соответственно
F _{r 3 + _{с 3+}:} Обратно вращающиеся MMF ротора и статора при 3 ω , соответственно
W : Магнитная энергия в воздушном зазоре
R190 Средний радиус воздушного зазора
R _с: Внутренний радиус сердечника статора
R _r: Наружный радиус сердечника статора
: Средняя длина радиального воздушного зазора
μ ₀: 6 9044 δ _с: Относительно статический эксцентриситет воздушного зазора
ρ : Пропорция MMF в зависимости от положения SISC
p Количество пар полюсов
T , T _{Нормальный}, T _SAGE, T _SISC, T EMM _{CF CF: Корпус SAGE, SISC и CF соответственно}
φ : Угол коэффициента мощности
z : Реактивное сопротивление обмотки
P : Выходная мощность генератора
U _a , U _b Трехфазные напряжения
I _a , I _b , I _c: Трехфазные токи.
Доступность данных
Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу (wangxiaolong126.com).
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Эта работа была частично поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (51777074), Фондом естественных наук провинции Хэбэй (E2019502047), Китайскими фондами фундаментальных исследований для центральных университетов (2018YQ03) и третьей организацией Программа поддержки молодых талантов провинции Хэбэй (2018) -27).
Диагностика неисправности межвиткового замыкания обмотки ротора в генераторе
[1] Дж. Пенман и Х. Цзян: Обнаружение коротких замыканий обмоток статора и ротора в синхронных генераторах путем анализа гармоник тока возбуждения, в Международной конференции по возможностям и достижениям в международной электроэнергетике (1996).
DOI: 10.1049 / cp: 19960135
[2] С. Нанди, Х.A. Toliyat, L. Xiaodong: IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 20 (2005), стр. 719-729.
[3] Б. Васеги, Н. Такорабет, Ф.Meibody-Tabar: Progress In Electromagnetics Research (PIER), vol. 95 (2009), стр. 1-18.
DOI: 10.2528 / pier004
[4] Ю На, Ли Юнган, Фань Тяньминь и Ян Чжицянь, в: Исследование межвиткового короткого замыкания в обмотке ротора турбогенератора на основе информации об одностороннем отказе и метода вейвлет-анализа, Труды Восьмой Международной конференции по электрическим машинам и системам , т.3 (2005).
DOI: 10.1109 / icems.2005.202959
[5] П.Дж. Тавнер: IET Electr. Power Appl., Vol. 2, № 4 (2008), стр 215-247.
Название статьи (используйте стиль: название статьи)
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 8 0 объект /Заголовок /Тема / Автор /Режиссер / Ключевые слова / CreationDate (D: 20211018154004-00’00 ‘) / ModDate (D: 20151013094231Z) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > транслировать application / pdf
IEEE
Название статьи (используйте стиль: название статьи)
2014-09-14T23: 31: 26ZMicrosoft® Office Word 20072015-10-13T09: 42: 31Z2015-10-13T09: 42: 31ZMicrosoft® Office Word 2007uuid: a097a817-3ac6-4bde-bc63-f4ae010f549auuid: 03ae0733-4dab-4485- a030-ddbc11c44bc4 конечный поток эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] >> эндобдж 16 0 объект > транслировать x ڝ XɎ # 7 + 0 | ҷ / \ 2ERU = VDqy ||] b-) u ~ `| Hg2m2, /? Wk ڐ O #> Zz © ⛂kmF6] {t>;` RWMpTqMN c ~ p ~ Ʊ ^, ZPpDmziy ؄, \ Ҽ6⬩: ~ lD5D7 @ QF ~ p + ڼ GTISSUeW =? UHr1b X 5fY
Диагностика неисправности статора IM на основе наблюдателя: экспериментальная проверка | Эль-Меррауи
А.Сингх, Б. Грант, Р. Де Фур, С. Чандрабхан, С. Бахадурсингет, «Обзор моделирования неисправностей асинхронных двигателей», Исследование электроэнергетических систем, т. 133, стр.191-197, 2016.
Г.К. Сингх, С.А.С. Аль Каззаз, «Мониторинг состояния привода индукционных машин и диагностические исследования — обзор», Исследование электроэнергетических систем, вып. 64, №2, стр.145-158, 2003.
Р. Шарифи и М. Эбрахими, «Обнаружение повреждений обмотки статора в асинхронных двигателях с помощью контроля трехфазного тока», ISA Transactions, vol.50, № 1, стр. 14-20, 2011.
M.E.H. Бенбузид, «Обзор сигнатурного анализа асинхронных двигателей как средства обнаружения неисправностей», IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 47, нет. 5, pp.984-993, 2000.
S.K. Ахмед, А. Саркар, М. Митра и С. Сенгупта, «Реализация Dsp нового подхода к анализу огибающей для диагностики сломанной шины в асинхронном двигателе», Int. J. Моделирование, идентификация и контроль (IJMIC), 2014, т. 22, нет. 3. С. 275-284.
Х.W. Tan, L. Zhang, S.Q. Лю, «Метод обнаружения неисправности обрыва шины в оперативном режиме и его применение в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором», Int. J. Моделирование, идентификация и контроль (IJMIC), т. 19, нет. 1. С. 89-97, 2013.
.
S.R. Хуанг, К. Хуанг, К. Чао и W-T. Чан, «Система анализа и диагностики неисправностей для асинхронных двигателей», Компьютеры и электротехника, 2016, т. 54, стр. 1-15.
A. Glowacz, «Акустическая диагностика неисправностей трехфазного асинхронного двигателя», Elsevier, vol.137, с. 82-89, 2018.
М. Тирумаримуруган, Н. Багьялакшми и П. Пааркави, «Сравнение методов обнаружения и изоляции неисправностей: обзор», 10-я Международная конференция по интеллектуальным системам и управлению (ISCO), 2016 г., Тамилнад, Индия, 2016 г., стр. 1-6.
Р.Изерманн, «Обнаружение и диагностика неисправностей на основе моделей — состояние и приложения», Annual Reviews in Control, 2005, vol. 29, нет. 1. С. 71-85.
X. Chang, V.Cocquempot и C. Кристоф, «Модель асинхронных машин для обнаружения и устранения неисправностей статора», IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2003, vol.50, нет. 3. С. 578-584.
Р.М. Таллам, Т.Г. Хабетлер, Р.Г. Харли, «Переходная модель для асинхронных машин с повреждениями витков обмотки статора», IEEE Transactions on Industry Applications, 2002, vol. 38, нет. 3. С. 632-637.
C.H.D. Анджело, Р. Гильермо, Г. Р. Боссио, Мария Инес Валла, Дж. А. Сольсона и Г. О. Гарсиа, «Обнаружение и идентификация неисправностей статора в режиме онлайн и идентификация в асинхронных двигателях», IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2009, т. 56, нет. 11, стр.4671-4680.
К.С. Каллесое, Р.И. Заманабади, П.Вадструп, П. Вадструп и Х. Расмуссен, «Оценка неисправностей обмотки статора в асинхронных двигателях, соединенных треугольником: подход с линейным матричным неравенством», «Транзакции IEEE по отраслевым приложениям», 2007 г., вып. 43, нет. 4. С. 1022-1031.
А. Ферджуни, Х. Салхи, М. Джемаи и К. Бусавон, «Обнаружение межвиткового короткого замыкания в обмотках статора трехфазного асинхронного двигателя с помощью наблюдателя», Средиземноморский журнал измерений и контроля, 2006, том.2, вып. 3. С. 132-143.
Ф. Карами, Дж. Почтан и М. Почтан, «Обнаружение обрыва стержней ротора в асинхронных двигателях с помощью нелинейных фильтров Калмана», ISA Transactions, 2010, т. 49, нет. 2. С. 189–195.
М.С.Нейт Саид, М.Е. Бенбузид и А. Бенчайб, «Обнаружение сломанных стержней в асинхронных двигателях с использованием расширенного фильтра Калмана для бессенсорной оценки сопротивления ротора», IEEE Transactions on Energy Conversion, 2000, vol. 15, нет. 1. С. 66-70.
К.Эль Меррауи и А. Ферджуни, «Обнаружение межвитковых коротких замыканий в обмотках статора IM с помощью расширенных фильтров Калмана», 22-я Средиземноморская конференция по управлению и автоматизации (MED), 2014 г., стр. 275-280.
Ф. Багери, Х. Халоозадед и К. Аббасзаде, «Обнаружение неисправностей статора в асинхронных машинах путем оценки параметров с использованием адаптивного фильтра Калмана», Control & Automation 2007, MED’07, Средиземноморская конференция, 2007, стр. 1-6.
Ф. Алонге, Ф. Д’Ипполито, А. Фаджиолини, А.Сферлацца, «Расширенный комплексный фильтр Калмана для бездатчикового управления асинхронным двигателем», Практика инженерного управления, 2014, 27, стр. 1-10.
Z.G. Инь, Ч. Чжао, Р.У. Ян, Ю.Р. Чжун, «Исследование надежных характеристик бессенсорного векторного управления скоростью для асинхронного двигателя с использованием сопрягаемого многомодельного расширенного фильтра Калмана», IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, vol. 29, нет. 6. С. 3011-3019.
M.Hilairet, F.Auger и E. Бертело, «Оценка скорости и потока ротора асинхронных машин с использованием двухступенчатого расширенного фильтра Калмана», Автоматика, 2009, т.45, нет. 8. С. 1819-1827.
К. Эль Меррауи и А. Ферджуни, «Оптимизация параметров PSO для EKF и AKF для оценки скорости ротора IM», Конференция и выставка по силовой электронике и управлению движением (PEMC), 2014 16-я Международная конференция, 2014 г., стр. 82-387.
М. Муджахед, Х. Бен азза, М. Джемлианд М. Буссак, «Расширенный фильтр Калмана для толерантного векторного управления PMSM с оценкой сопротивления статора», Международный журнал по электротехнике и информатике, 2017, т. 9, вып.1. С. 207-221.
Ю. Дан Хо, З. Х. Цай, В. Инь Гун и К. Лю, «Оптимизация параметров фильтра Калмана на основе многоцелевого меметического алгоритма», Труды конференции по генетическим и эволюционным вычислениям 2014 г. (GECCO 2014), стр: 613-620.
К.Л. Ши, Ю.К. Вонг, С.Л. Хо, «Оценка скорости асинхронного двигателя с использованием оптимизированного расширенного фильтра Калмана», IEEE Trans. Инд. Электрон., 2002, т. 49, стр.124-133.
P.L. Алджер, «Индукционные машины: их поведение и использование» (Ред.) CRC Press, 1995, Нью-Йорк, США.
M.S.Grewal и A.P. Andrews, «Kalman Filtering: Theory and Practice Using Matlab», in John Wiley & Sons (Ed), 2008, N.Y, USA.
Дж. Кеннеди и Р. К. Эберхарт, «Оптимизация роя частиц», в материалах международной конференции IEEE по нейронным сетям, Пискатауэй, США, 1995, стр. 1942-1948.
М. Э. Заим, К. Дахуш и М. Бунехла, «Использование двух подходов PSO-структур для оценки параметров асинхронных машин», Power Electronics and Applications, EPE ’09, Barcelona, Conf.2009, стр.1189-1192.
[PDF] Ротор цилиндрический межвитковой короткий
Скачать Ротор цилиндрический межвитковой короткий …
Обнаружение межвиткового короткого замыкания цилиндрического ротора Kobus Stols, Eskom «Зонд рассеянного потока» обычно используется в промышленности для определения наличия каких-либо межвитковых коротких замыканий в обмотке возбуждения синхронного генератора с цилиндрическим ротором.
Наиболее распространенные расстояния варьируются от 1 до 3 см. Катушки обычно имеют от 700 до 800 витков медной проволоки диаметром примерно 0,05 мм.Катушку обычно получают путем наматывания проволоки на каркас диаметром менее 10 мм.
Сигнал напряжения, полученный от датчика, анализируется, и различия обычно выражаются как «процентная погрешность». Целью данной статьи является: 

Выделить подводные камни при анализе записи паразитного потока. философия.
Ориентация катушки относительно корпуса ротора определяет ее обозначение. Таким образом, можно использовать «тангенциальный датчик» (рис.4), а также «радиальный зонд».
Поток в генераторе Поток «холостого хода» Рис.1 иллюстрирует симметричную диаграмму потока, создаваемую обмоткой возбуждения в условиях холостого хода. Линии потока не нанесены в масштабе, а служат просто для обозначения того, что основные линии потока более заметны, чем линии паразитного потока, и что они симметричны относительно прямой оси (Xd).
Зонд радиального типа является наиболее распространенным в промышленности, и в данной статье основное внимание будет уделено этому типу.
Фиг.3: Основные диаграммы направленности обмотки возбуждения «под нагрузкой».
Определение физических свойств по записи паразитного потока Сигнал напряжения, показанный на (рис. 6-8), был получен от радиального датчика магнитного потока во время испытания на короткое замыкание. Виден эффект следующих физических свойств: 
Рис.4: Тангенциальный датчик потока.
Основной поток, который приводит к основной форме волны 50 Гц

Грани полюсов A и B

Демпферные обмотки


Уменьшенное количество витков в катушках, ближайших к полюсам. неравномерная ширина зубцов
Основная форма волны 50 Гц Рис.1: Основные диаграммы направленности обмотки возбуждения в режиме холостого хода. Рис. 5: Радиальный датчик потока.
значительно уменьшается из-за реакции якоря, и поэтому составляющая паразитного потока более заметна. Анализ паразитного потока может быть выполнен более точно в условиях короткого замыкания.
Основной поток вызывает основную форму волны напряжения 50 Гц, на которую накладывается сигнал паразитного потока. Конечным условием измерения паразитного потока ротора для целей анализа является короткое замыкание на выводах генератора по следующим причинам: 
Поток «под нагрузкой»
Рис.2: Основные диаграммы направленности обмотки возбуждения при «коротком замыкании».
Поток «короткого замыкания» Рис. 2 иллюстрирует симметричную диаграмму потока, создаваемую обмоткой возбуждения в условиях короткого замыкания. Главный поток равен
Результирующий поток будет выглядеть по-другому в условиях нагрузки из-за угла между потоками обмоток ротора и статора, известный как угол нагрузки. Рис. 3. наглядно демонстрирует отсутствие симметрии относительно прямой оси. Типы датчиков потока Датчик потока представляет собой небольшую катушку, расположенную в воздушном зазоре генератора.Расстояние катушки от корпуса ротора не критично и может значительно варьироваться. energize — March 2012 — Page 20

Возникает ситуация, когда основной поток от ротора встречает поток, возникающий в результате тока короткого замыкания в статоре. Это означает, что в воздушном зазоре присутствует только небольшое количество магнитного потока, который может влиять на пики напряжения, возникающие из-за паразитного потока. Анализ результатов прост, поскольку ожидается, что абсолютные «пики» напряжения, связанные с пазами, будут одинаковой величины для всех пазов с одинаковым числом витков.Часто нецелесообразно применять короткое замыкание к клеммам генератора, поэтому короткое замыкание может возникнуть на стороне ВН трансформатора генератора. Это означает, что импеданс
GENERATION
Рис. 6: Регистрация сигнала напряжения от датчика паразитного потока во время испытания на короткое замыкание.
Рис. 8: Идеальный рассеянный поток без основной формы волны 50 Гц.
Рис. 7: Паразитный поток, наложенный на основной сигнал частотой 50 Гц.
Рис. 9: Влияние пазов демпферной обмотки на регистрацию паразитного потока.
Количество пазов
38
Количество пазов с катушками обмотки возбуждения
32
Количество витков в пазах, прилегающих к полюсным наконечникам
7
Количество витков в других пазах с намоткой
11
Ширина зубцов
Уменьшенное количество витков
Все не идентичны
Таблица 1: Характеристики ротора.
Трансформатор
будет присутствовать между выводами генератора и приложенным коротким замыканием.
Аргумент
применяется к прорезям на лицевых сторонах полюсов, отсюда появление пиков напряжения, когда эти прорези проходят через датчик потока.
Напряжение на клеммах генератора является показателем магнитного потока в сердечнике. Напряжение на импедансе трансформатора будет «видимым» на выводах трансформатора, следовательно, уровни магнитного потока в машине будут низкими, но не равными нулю. В этом сценарии по-прежнему будут регистрироваться случайные потоки, которые обеспечат отличные результаты с точки зрения анализа.
Демпферные обмотки На рис. 9 показаны эффекты напряжения, связанные с прорезями на двух лицевых сторонах полюсов, которые содержат только демпферные обмотки. Это связано с поведением магнитных линий, когда они входят в магнитопровод или выходят из него. Поток всегда входит или выходит из магнитопровода под углом 90 °. Основной эффект этого явления с «неправильными» формами магнитопровода проиллюстрирован на (Рис. 10-11). Поток на «неровностях» полюса магнитопровода содержит как радиальную, так и тангенциальную составляющие.Тот же
Часто бывает, что у катушек, ближайших к полюсам, меньше витков, чем у остальных. Производители используют эту технику для уменьшения гармоник, генерируемых машиной. Эти уменьшенные пики не следует интерпретировать как закороченные витки. Пики напряжения «смещения», «интервалы» и ширина зубцов. Главный магнитный поток цилиндрического ротора имеет «форму», обеспечивающую более синусоидальную форму волны напряжения. В дополнение к уменьшенному количеству витков в катушках, ближайших к лицевым сторонам полюсов, также часто обнаруживается, что расстояние между пазами становится меньше около квадратурной оси.(Рис.12-15). Методология анализа Нумерация / маркировка Пазы и полюса помечены / пронумерованы, как показано на рис. 16, для иллюстрации методологии анализа. Симметричная точка при записи паразитного потока зависит от типа используемого магнитного зонда. Ось Xq будет точкой симметрии, когда используется радиальный датчик потока, а ось Xd будет точкой симметрии, если используется датчик тангенциального потока. Катушки обмотки возбуждения отсутствуют в трех пазах на каждой из сторон полюсов. Демпферные обмотки, которые находятся в этих пазах, не пропускают ток во время испытания на короткое замыкание, потому что нет соответствующего движения между потоком вращающегося статора и демпферной обмоткой в роторе, поскольку обе вращаются со скоростью 3000 об / мин.energize — Март 2012 — Страница 22
Рис. 10: Влияние «неправильной формы» на силовые линии.
Пазы, которые содержат только демпферные обмотки, т.е. полюс A; прорези 19, 20 и 21 и полюс B; слоты 38, 39 и 1 не показаны на фиг. 16 и не будут использоваться во время анализа. Некоторые характеристики ротора в примере показаны в таблице 1. Пример анализа межвитковых проблем Метод симметрии Ожидаемая форма сигнала для «здорового» ротора показана на рис.17. Форма волны симметрична относительно осей Xq из-за использования радиального датчика потока. Следующий пример доказывает, что оси Xq являются точкой симметрии: 


Пики напряжения, связанные со слотами 3 и 18, одинаковы, и они также сопоставимы с пиками напряжения в разъемах 22 и 37. Диаграмма пиков напряжения от слота 10 к слоту 3 такая же, как диаграмма пиков напряжения от слота 11 к слоту 18 Рисунок пиков напряжения от слота
GENERATION
Рис.11: Влияние прорезей демпферной обмотки на запись паразитного потока.
Рис. 16: Маркировка и нумерация обмотки возбуждения, использованной во время анализа.
Рис. 12: Эффект «узких» расстояний между зубьями / пазами.
Рис. 17: Регистрация ожидаемого паразитного потока для исправного ротора.
Рис. 13: Одинаковое расстояние между пазами.
Рис. 14: Расстояние между «уплотненными» пазами около оси Xq.
Рис. 15: Влияние «сжатого» интервала между пазами на размах напряжения.
29 в слот 22 совпадает с диаграммой пиков напряжения от слота 30 к слоту 37 Рис.1 8 снимков, полученных с радиального датчика потока во время испытания на короткое замыкание. Чтобы более четко проиллюстрировать методологию анализа, осциллограмма на Рис. 18 разделена на две отдельные записи, как показано на Рис. 19 и Рис. 20.
Рис. 18: Запись рассеянного потока неисправного ротора.
Рис. 19: Поток рассеяния для пазов с 3 по 18.
Наличие закороченного витка будет очевидно в обоих соответствующих пазах для конкретной катушки, как обсуждалось ранее.По этой причине запись паразитного потока в пазах с 3 по 18 теоретически будет идентична записи в пазах с 22 по 37, если полярность сигнала игнорируется. Уже очевидно, что возможные проблемы существуют в слотах 3, 5 и 17, просто глядя на симметрию формы сигнала. Пики, показанные красным на рис. 21, указывают, где должен был быть измеренный пик. Сигнал включения — март 2012 — страница 23
на рис. 22 также показывает, что возможные проблемы существуют в слотах 23, 35 и 37.Пики, показанные красным, показывают, где должен был быть измеренный пик. Проблемные области, указанные в записях выше, показаны в более знакомом виде на рис. 23. Анализируя симметрию (или ее отсутствие) записей, предполагается, что некоторые витки в определенных слотах закорочены с некоторым сопротивлением или без него. .
GENERATION
Рис. 20: Поток рассеяния для слотов с 22 по 37.
Рис. 21: Проблемы симметрии в слотах 3,5 и 17.
Рис. 22: Проблемы симметрии в слотах 23, 35 и 37.
Рис. 23: Катушки с возможными межвитковыми проблемами.
Паз
Сторона 1 (V)
Сторона 2 (V)
Среднее значение (V)
3
1120
1370
1245
4
1930
1940
1940
1650
1750
1700
6
1800
1870
1835
7
1800
1870
1835
8 9706000
000
000
000
000
000 1380
1420
1400
10
1350
1350
1350
11
1350
1350
1350
12
1420 9000
12
1420 9000
1770
1620
14
1870
1800
1835
15
1870
1780
1825
16
1900
1830
17
1820
18
1500
22
Катушка 1
Слот 22 + слот 18
Слот 3 + слот 37
Слот 17
Слот 4 + Слот 36
Катушка 3
Слот 24 + Слот 16
Слот 5 + Слот 35
Катушка 4
Слот 25 + Слот 15
Слот 6 + Слот 34
Катушка 5
Слот 26 + Слот 14
Слот 7 + Слот 33
Катушка 6
Слот 27 + Слот 13
Слот 8 + Слот 32
Катушка 7
Слот 28 + Слот 12
Слот 9 + Слот 31
Катушка 8
Слот 29 + слот 11
Слот 10 + слот 30
Таблица 3: Определенные слоты связаны с определенными катушками.
Полюс B
% погрешность
Катушка 1
2760 В
2510 В
9,06%
Катушка 2
3560 В
3915 В
9,07000
000
000
0002 3
3705 V
3430 V
7,42%
1770
1795
Катушка 4
3660 V
3700 V
1,08%
1250 9756
3650 В
3685 В
0,95%
1270
1500
1385
Катушка 6
3240 В
32550 В
0,31%
23 1750
1765
Катушка 7
2820 В
2800 В
0,71%
24
1800
1880
1840
Катушка 8
2725 V
2725 V
2725
25
1800
9 0002 1870
1835
26
1780
1850
1815
27
1770
1470
1620
28
140006
14202
140006
14202 14202
1375
30
1370
1350
1360
31
1420
1380
1400
32
1480
1800
0002
1480
1800
0002 1850
34
1900
1830
1865
Точность
35
1780
1680
1730
36
1980
1980
1970
0002 1980
1970
0002
1265
На соотношение между количеством закороченных витков и процентным отклонением влияет t Следующие факторы:
Возможные проблемные слоты: 
Слоты 17 и 23 (Полюс A — Катушка 2)

Слоты 5 и 35 (Полюс B — Катушка 3)

Слоты 3 и 37 (Полюс B — Катушка 1)
Метод сравнения соответствующих катушек Другой подход заключается в сравнении «абсолютного значения» пиков напряжения для противоположных катушек, как показано на рис.24. Значения двух сторон каждого пика напряжения были измерены для вычисления среднего значения пика, как показано в упомянутой таблице. Пики напряжения для различных слотов были измерены и показаны в таблице 2.
Рис. 25: Измерение другой стороны того же пика напряжения.
Полюс B
Полюс A
Таблица 2: Измеренные пиковые напряжения рассеянного потока.
Рис. 24: Измерение одной стороны пика напряжения.
Полюс A
Закороченный виток не будет иметь тока по сравнению с соответствующими «исправными» витками.Это также означает, что ампер-ток для катушки с закороченными витками будет меньше, чем ампер-виток для включенной — март 2012 — Page 24
Таблица 4: Сравнение соответствующих катушек.
«здоровая» катушка. По этой причине катушка с наибольшим значением считается «здоровой» катушкой. При анализе также учитывается количество витков на паз. Соответствующие прорези для ротора следует сравнить, как указано в таблице 3, чтобы определить наличие межвитковых проблем (рис.23).




Уменьшение количества витков в катушках, ближайших к полюсам. Неравномерная ширина зубцов (см. Рис. 15). в смещении, которое влияет на сигнал паразитного потока (см. рис. 16). Поток в воздушном зазоре не является синусоидальным на 100%.
Следовательно, невозможно получить 100% точное соотношение между% ошибки и количеством закороченных витков. В частности, это смещение из-за ширины зубцов, которое может значительно преувеличить погрешность, выраженную в процентах разницы между соответствующими пиковыми напряжениями.Последствия межвитковых коротких замыканий в обмотке возбуждения Межвитковые короткие замыкания в обмотке возбуждения (обмотки ротора) могут вызвать высокие уровни вибрации в генераторе. Как тепловой, так и магнитный дисбаланс обычно связаны с межвитковыми короткими замыканиями.
GENERATION Тепловой баланс Тепло корпуса ротора распределяется таким образом, что ротор расширяется равномерно. Ток в обмотке возбуждения и сопротивление обмотки приводят к выделению тепла (I2R), которое передается поковке ротора.Короткозамкнутый виток не несет тока; следовательно, температура такого витка будет значительно ниже, чем у его здорового аналога. Закороченный виток без тока будет холоднее, чем его аналог, связанный с противоположным полюсом. Следовательно, полюс с закороченным витком будет немного холоднее, чем здоровый, а значит, более горячий полюс. Разница температур приведет к «прогибу» ротора. Более одного закороченного витка около оси Xq может иметь меньшее влияние на дельту T двух полюсов, чем один закороченный виток возле одной из граней полюса.Магнитный баланс Закороченный виток также приведет к различной плотности магнитного потока в одном полюсе по сравнению с другим. Этот эффект также отрицательно скажется на вибрации машины. Влияние вибрации будет тем выше, чем ближе закороченный виток к одной из поверхностей полюса.
Рис. 26: Требования к возбуждению.
Следовательно, более одного закороченного витка около оси Xq может повлиять на машину менее чем на один закороченный виток возле лицевой стороны полюса. Требования к возбуждению
Межвитковые короткие замыкания
превышают любое из следующих ограничений машины:  
Уровни вибрации Устойчивость машины в области импорта реактивной мощности
Для настройки требуется определенное количество ампер-витков поток, необходимый для определенного количества реактивной мощности.Поэтому необходимо, чтобы система возбуждения компенсировала короткое замыкание витка путем увеличения тока возбуждения, чтобы достичь того же значения ампер-витков.
Если симптомы межвитковых неисправностей не выходят за указанные пределы для машины, это не представляет прямого риска для машины и не требует автоматического отключения.
Рекомендации
Свяжитесь с Kobus Stols, Eskom, тел. 011 800-8632, [адрес электронной почты защищен] 
Отключение требуется при появлении признаков
— март 2012 г. — стр. 25
Как проверить короткое замыкание обмотки 🚩 a прибор для определения межвиткового короткого замыкания 🚩 Science
2 октября 2011 г.
By EasyHow
Межвитковое замыкание замыкание возникает, как правило, в обмотке катушки из-за повреждения изоляционного слоя, в результате Процесс заключается в снижении сопротивления и спекании большого количества витков катушки.Чтобы предотвратить вредные для генератора эффекты, необходимо время для проведения измерений.
Инструкция
Для проверки межвиткового короткого замыкания используйте омметр. Подключите прибор и снимите показания. Проверьте результаты с заданным значением сопротивления. Помните, что при уменьшении сопротивления обмотки через контакты регулятора начинает проходить ток большего допустимого значения (часто между контактами проскакивает искра). Обратите внимание, если мощность генератора резко упала, аккумулятор останавливается, чтобы показать уровень заряда , то, скорее всего, произошел обрыв цепи фазных обмоток статора.Если вы разорвали обе фазы, генератор вообще не заработает.
Если вы уже разобрали генератор, проверьте межвитковое замыкание , цепь можно попеременно подключать к аккумуляторным фазам, замкнутым на лампочку.
Разное
Навигация по записям
Предыдущая запись: Варианты бани: лучшие планы для русской бани и сауны площадью 5х6 и 5х5 м, варианты с бассейном внутри, мойка и парилка отдельно
Следующая запись: Тюль в детскую для мальчика: Купить тюль в детскую в интернет-магазине недорого, заказать тюль для детской комнаты в Москве
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Найти:
Рубрики
Вентиляция
Каркас
Крыша
Окна
Планировка
Пол
Своими руками
Советы новичкам
Стены
Фахверк
Фундамент
Разное
Все права защищены © 2005—2010 Производственно-строительная торговая компания «Артстрой» | Карта сайта