8960330038

20

Diagnostyka’32 - Artykuły główne

SOŁBUT, Sygnał diagnostyczny dla silnika asynchronicznego zasilanego z falownika napięcia

4„ =

(8)

cosr,

n+k-2s + 2

(9)

układów napędowych. Niezbędny jest tu wybór sygnału diagnostycznego na podstawie którego możliwa by była ocena stanu silnika i układu zasilającego. Poszukiwany sygnał (wskaźnik) diagnostyczny powinien być rozwiązaniem ogólnym umożliwiającym ocenę stanu niezależnie od algorytmów sterowania. W niniejszej publikacji zaproponowano taki sygnał oraz opracowano metodę umożliwiającą diagnozowanie stanu maszyny asynchronicznej polegające na sprawdzaniu stanu symetrii wirnika maszyny.

2. WYBÓR SYGNAŁU DIAGNOSTYCZNEGO

W przypadku zasilania maszyny indukcyjnej ze źródła o niesinusoidalnym napięciu, w prądzie stojana istnieją składowe, które po wykonaniu przekształcenia Fouriera możemy przedstawić zależnością:

i =    = ^-v/2/„ ńn(ncot + tp„) (1)

W przypadku zasilania sinusoidalnego, oprócz prądu wynikającego z zasilania, pojawiają się składowe generowane na skutek niesymetrii obwodu wirnika:

i_r = ^ V27_r/ si n(l - 2 ls)coł    (2)

gdzie:

1=±1, ±2, ±3)

Dla uproszczenia analizy przyjmijmy istnienie jedynie składnika o postaci:

i_r = 421 _r sin(l - 2s)cot    (3)

W przypadku występowania prądów wynikających z niesinusoidalnego zasilania każdy ze składników wytworzy odpowiadającą mu składową generowaną przez niesymetrię obwodu wirnika w postaci:

i_r = ^i_rk = ^ 421 ^ sin(l - 2s_k )kcot (4)

gdzie poślizg dla k-tej liannonicznej jest równy

_ka_x-a _ka>_t-(1-s)®, _Ar-(l-s)    ^5^

*    ka,    ka_t    k

Do analizy diagnostycznej proponuję wykorzystać sygnał zdefiniowany jako:

Wielkość I możemy nazwać w artością skuteczną ..ruchomą”.

Biorąc pod uwagę składowe przedstaw ione zależnościami: (1) i (4) otrzymamy następujące składniki występujące w wartości skutecznej ..ruchomej”: 0 diakon jl dla k = n

B„t =    - sin Pif—

gdzie:

a, = (n-k + 2ks_t )a>t+<p_n+ 2ks_kn P, = 2ks_kn y, = (n + k - 2ks_k )cot + q>_n + 2ks_k7c -

Dla n*k:

q _    * (^COS<x2^s‘ⁿP: ₊ cosy₂sinó₂ ^

n k-n 4-n—k-4s

gdzie:

a₂ —(n-k — 2s_nn + 2s_kk jat + <p_n -(s_nn — s_kk)2tt

P₂=(s_kk - s_nn)2n

y₂=(n + k- 2s_nn - 2s_kk jat + <p„-( s_nn + s_kk )2n

S₂=(s_nrt + s_kk)2n.

Dla n=k:

(2 - l^{2    COSCC}3 ^S'ⁿPi

"" ^r" 2n 2-n-s    nn

gdzie:

a₃= 2(1- 2s_n )ncot + (l- 2s_n jncoT

P₃ = 2s_nnn.

Dla różnych kombinacji n i k przebiegu skutecznej „ruchomej" mogą zatem pojawiać się składniki o częstotliwościach równych:

f₀ = (21 + 2ks)f    (12)

gdzie

k=0, ±1, ±2, +3...

1=0,1,2,3.. .

W przepadku, gdy maszyna pracuje bez niesymetrii obwodu wirnika w przebiegu prądu skutecznej „ruchomej" występuje jedynie składowa stała. Fakt ten umożliwia ocenę stanu maszyny poprzez stosowanie wskaźników jakości oceniających zawartość składowych powodujących