Діагностика асинхронних двигунів на основі аналізу величини пускового електромагнітного моменту

Abstract

У статті досліджуються характеристики методу діагностики асинхронних двигунів (АД), що базується на аналізі величини електромагнітного моменту, який необхідний для початку руху ротора. Величина пускового моменту змінюється внаслідок появи ушкоджень двигуна. Запропонований метод при забезпеченні достатньої достовірності дозволяє діагностувати будь-який АД простими штатними вимірювальними засобами і не потребує спеціальної підготовки персоналу. Для цього потрібно проводити порівняльний аналіз величин напруги живлення, при якій починається рух ротора, відповідно для ушкодженого і неушкодженого АД. Розглянуто два основних випадки ушкодження – короткі замикання обмотки статора і обриви стержнів короткозамкненої обмотки ротора. Показано, що в цих випадках зміна пускового моменту (напруги пуску) відбувається по-різному: при коротких замиканнях статора пусковий момент зменшується (потрібна для запуску напруга збільшується), а при розриві стержнів ротора – навпаки. Шляхом математичного моделювання на прикладах АД потужністю 1,7 … 200 кВт показана висока чутливість запропонованого методу діагностики, що сприяє його широкому впровадженню.

В статье исследуется метод диагностики асинхронных двигателей (АД), основанный на анализе изменения величины электромагнитного момента, необходимого для начала движения ротора. Величина пускового момента изменяется вследствие появления повреждений двигателя. Предложенный метод позволяет диагностировать любой двигатель простыми штатными измерительными средствами и не требует специальной подготовки персонала. Для этого, соответственно для поврежденного и неповрежденного АД нужно проводить сравнительный анализ величины напряжения питания, при которой начинается движение ротора. Рассмотрены два основных случая повреждения – короткие замыкания обмотки статора и обрывы стержней короткозамкнутой обмотки ротора. Показано, что в этих случаях изменение пускового момента (напряжения пуска) происходит по-разному: при коротких замыканиях статора пусковой момент уменьшается (необходимое для запуска напряжение увеличивается), а при разрыве стержней ротора – наоборот. Путем математического моделирования АД мощностью 1,7 ... 200 кВт показана высокая чувствительность предложенного метода диагностики, что обеспечивает его широкое внедрение.

The article examines the characteristics of induction motors (IM) diagnostic method based on an analysis of change of the electromagnetic torque, which is required to start the movement of the rotor. The value of starting torque varies due to the appearance of damage of the motors. The proposed method while ensuring sufficient reliability to diagnose any engine required simple measuring devices and does not require special training. You need to conduct a comparative analysis of the values of the supply voltage at which the movement begins rotor, respectively, for damaged and undamaged IM. Two major cases of defects – short-circuit the stator winding and destruction of cage bars of the rotor. It is shown that in these cases the change starting torque (voltage) occurs in different ways: in short circuit stator starting torque is reduced (increases of the voltage), and at break rotor bars – on the contrary. Mathematical models of IM (capacity 1.7 ... 200 kW) proved high diagnostic sensitivity of method, ensuring its widespread adoption.