Устройство контроля состояния асинхронного электродвигателя

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам диагностики состояния электрооборудования. Данное устройство может быть использовано в асинхронных электроприводах сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности и упрощение конструкции.

Для достижения поставленной задачи, устройство контроля состояния асинхронного электродвигателя содержит блоки оптической развязки, коммутационные аппараты, электроустановки, причем, силовая электрическая линия соединяется с первым и вторым входами блока измерений, причем первый выход блока измерений соединен с входами коммутационных аппаратов. Выходы коммутационных аппаратов подключены к входам блоков оптической развязки и к первым входам электроустановок. Кроме того, второй выход блока измерений соединен со вторыми входами электроустановки. Далее, шина сигнала соединяется с первым входом микроконтроллерного блока, а также с третьим входом блока измерений. Микроконтроллерный блок соединен вторым своим входом с блоком управления. Первый выход микроконтроллерного блока связан с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления. Далее блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также, с четвертым входом блока измерения и со вторыми входами блоков оптической развязки.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам диагностики состояния электрооборудования. Данное устройство может быть использовано в асинхронных электроприводах различных машин, агрегатов и поточных линий.

За аналог принимается устройство контроля сопротивления изоляции и тока утечки в электроустановках (патент RU 2229764, опубл. 27.05.2004 г.) содержащее генератор сети с измерительной цепью, исполнительным элементом, исполнительным органом, включенным последовательно с нагрузкой, и индикацией нормального и аварийного состояний. Измерительная цепь выполнена в виде датчика тока нулевой последовательности, выход которого подключен ко входу первого выпрямителя, положительный выход которого соединен с одним выводом емкостного фильтра в виде конденсатора и управляющим электродом тиристора, отрицательный выход первого выпрямителя - с другим выводом емкостного фильтра, с катодом упомянутого тиристора и отрицательным выходом второго выпрямителя, положительный выход которого подключен к аноду тиристора, вход второго выпрямителя подключен параллельно первому индикатору узла индикации нормального и аварийного состояний, соединенному со вторым индикатором, другой вывод которого подключен к нулевому проводу, параллельно первому индикатору включены два замыкающих контакта первого и второго реле, входящих в исполнительный элемент, обмотка первого реле через диод подключена одним выводом к параллельно включенному конденсатору, другим через первый ограничительный резистор - к одной из фаз сети после контакта магнитного пускателя, включенного последовательно с автоматом, образующих исполнительный орган, к точке соединения анода диода и параллельно соединенных замыкающих контактов первого и второго реле подключена одним выводом кнопка сброса, другой вывод которой подключен к фазе сети между контактами автомата и магнитного пускателя, обмотка второго реле подключена одним выводом к точке соединения замыкающих контактов первого и второго реле и первого и второго индикаторов, другим - к нулевому проводу, между нулевым проводом и упомянутым фазным включены последовательно второй ограничительный резистор и кнопка включения тестового контроля, обмотка магнитного пускателя подключена к линейному напряжению между контактами автомата и пускателя через второй размыкающий контакт второго реле.

Существенным недостатком данного устройства является невысокая надежность.

За прототип принимаемся наиболее близкое по технической сущности к предлагаемой полезной модели устройство контроля состояния электрооборудования (патент RU 113393, опубл. 10.02.2012 г.) включающее трансформатор тока, блок управления, блок измерения, электрическую силовую линию, коммутационный аппарат, микроконтроллер со встроенным АЦП, шина сигнала, шина питания, два трансформатора тока, жидкокристаллический индикатор; силовая электрическая линия соединяется с первым входом блока измерений, который соединен со входом коммутационного аппарата, выход коммутационного аппарата подключен ко входу трансформатора тока, а выход трансформатора тока соединен с первым входом трансформатора тока, причем первый выход трансформатора тока соединен с первым входом электроустановки; второй выход блока измерений соединен со вторым входом трансформатора тока, а второй выход трансформатора тока соединен со вторым входом электроустановки, при этом, первый вход микроконтроллера со встроенным АЦП подключен ко второму выходу трансформатора тока, а второй вход микроконтроллера со встроенным АЦП соединен с третьим выходом трансформатора тока, а микроконтроллер со встроенным АЦП через шину сигнала соединен с первым входом микроконтроллерного блока; с третий выход блока измерений тоже соединен посредством шины сигнала с первым входом микроконтроллерного блока, который соединен вторым своим входом с блоком управления, кроме того, первый выход микроконтроллерного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления; блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также с третьим входом блока измерения и с третьим входом микроконтроллера со встроенным АЦП.

Недостатком данного устройства являются сложность его конструкции.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности и упрощение конструкции.

Для достижения поставленной задачи, устройство контроля состояния асинхронного электродвигателя содержит блоки оптической развязки, коммутационные аппараты, электроустановки, причем, силовая электрическая линия соединяется с первым и вторым входами блока измерений, причем первый выход блока измерений соединен с входами коммутационных аппаратов. Выходы коммутационных аппаратов подключены к входам блоков оптической развязки и к первым входам электроустановок. Кроме того, второй выход блока измерений соединен со вторыми входами электроустановок. Далее, шина сигнала соединяется с первым входом микроконтроллерного блока, а также с третьим входом блока измерений. Микроконтроллерный блок соединен вторым своим входом с блоком управления. Первый выход микроконтроллерного блока связан с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления. Далее блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также, с четвертым входом блока измерения и со вторыми входами блоков оптической развязки.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 представлена блок-схема устройства контроля состояния асинхронного электродвигателя.

Силовая электрическая линия 1 соединяется с первым и вторым входами блока измерений 2, причем первый выход блока измерений 2 соединен с входами коммутационных аппаратов 3, фиг.1. Выходы коммутационных аппаратов 3 подключены к входам блоков оптической развязки 4 и к первым входам электроустановок 5. Кроме того, второй выход блока измерений 2 соединен со вторыми входами электроустановок 5. Далее, шина сигнала 6 соединяется с первым входом микроконтроллерного блока 7, а также с третьим входом блока измерений 2. Микроконтроллерный блок 7 соединен вторым своим входом с блоком управления 8. Первый выход микроконтроллерного блока 7 связан с жидкокристаллическим индикатором 9, а второй выход микроконтроллерного блока 7 соединен с блоком накопления 10. Далее блок питания 11 через шину питания 12 соединен с третьим входом микроконтроллерного блока 7, а также, с четвертым входом блока измерения 2 и со вторыми входами блоков оптической развязки 4.

Устройство работает следующим образом

Электрический ток протекает по электрической силовой линии 1 через блок измерений 2, фиг.1. Блок измерений 2, с помощью трех делителей напряжения, включенных на фазные напряжения, измеряет форму кривых фазных напряжений, далее определяет амплитуду высших гармонических составляющих, позже оцифровывает при помощи встроенного в него микроконтроллера и отсылает в оцифрованном виде, посредством шины сигнала 6 на вход микроконтроллерного блока 7. Далее электрический ток проходит через коммутационные аппараты 3 представляющие собой магнитные пускатели, и поступает на входы блоков оптической развязки 4, в которых происходит преобразование переменного высокого напряжения в цифровой сигнал. Причем, включенному состоянию соответствует высокий логический уровень - логическая единица, а выключенному состоянию - низкий логический уровень - логический нуль. Блок оптической развязки 4 сигнализирует микроконтроллерному блоку 7, посредством передачи цифрового сигнала, через шину сигнала 6, о включенном или отключенном состоянии электроустановок 5. Микроконтроллерный блок 7 получает сигналы о порядке включения электрооборудования, а также об амплитуде высших гармонических составляющих от шины сигнала 6. С блока управления 8, микроконтроллерный блок 7 получает команды от оператора, кроме того, производится его настройка.

Если в процессе ввода в работу либо во время работы асинхронного электропривода поточной линии, блоком измерений 2 выявляется возникновение превышения амплитуды высших гармонических составляющих предельно допустимых значений, согласно ГОСТ 13109-97, то микроконтроллерный блок 7, руководствуясь сигналами, полученными с блоков оптической развязки 4, определяет, после включения какого асинхронного электродвигателя произошло данное превышение, после чего, выдает формализованное решение, в котором указывается порядковый номер асинхронного электродвигателя на жидкокристаллический индикатор 9, а также на и блок накопления 10. Тем самым, устройство, позволяет найти асинхронный электродвигатель, который в силу своего износа ухудшает показатели качества электрической энергии. Причиной того, что асинхронный электродвигатель является источником высших гармоник, служит износ подшипников, повреждение подшипниковых щитов, межвитковое замыкание, повреждения ротора, повреждения в статорном магнитопроводе а также повреждение обмоток статора.

Кроме того, блоки устройства контроля состояния асинхронного электродвигателя получают стабилизированный постоянный электрический ток, от блока питания 11 посредством шины питания 12.

Устройство контроля состояния асинхронного электродвигателя, включающее электрическую линию, блок измерений, шину сигналов, микроконтроллерный блок, блок управления, жидкокристаллический индикатор, блок накопления, блок питания, шину питания, отличающееся тем, что содержит блоки оптической развязки, коммутационные аппараты, электроустановки, причем силовая электрическая линия соединяется с первым и вторым входами блока измерений, причем первый выход блока измерений соединен с входами коммутационных аппаратов, а выходы коммутационных аппаратов подключены к входам блоков оптической развязки и к первым входам электроустановок, кроме того, второй выход блока измерений соединен со вторыми входами электроустановок, далее шина сигнала соединяется с первым входом микроконтроллерного блока, а также с третьим входом блока измерений, причем, микроконтроллерный блок соединен вторым своим входом с блоком управления, а первый выход микроконтроллерного блока связан с жидкокристаллическим индикатором, а второй выход микроконтроллерного блока соединен с блоком накопления, далее блок питания через шину питания соединен с третьим входом микроконтроллерного блока, а также с четвертым входом блока измерения и со вторыми входами блоков оптической развязки.