ГОСТ ISO 20958—2015
Приложение А
(справочное)
Анализ с применением вектора Парка
Вектор Парка (/D. /Q)для тока питания строят на основе токов
{1А,1в .1с .)в
трех фазахдвигателя по формулам:
to =
Ф Л у *
- <1^)4, -(А.1)
b = {V -j2 )< b -{M -j2 )te .
(А.2)
В идеальных условиях симметричных токов компоненты вектора Парка имеют вид
to = (^’’2 )/Msln (cu I),(А.З)
to “ (# /2 у и am <ю (-п/2).(A.4)
1
где Ы — максимальное значение тока в каждой фазе. А;
ta— угловая частота питания, рад/с;
f — время, с.
Конец вектора Парка для двигателя с симметричными фазами описывает окружность с центром в начале
координат.
В аномальных условиях работы двигателя формулы (А.З) и (А.4) не выполняются, и описываемая вектором
Парка кривая отличается от идеальной окружности в соответствии с имеющей место неисправностью.
Идея анализа с применением вектора Парка заключается в том. чтобы выделить а описываемой концом
вектора траектории (годографе) диагностические признаки, соответствующие разным неисправностям.
Анализ с использованием вектора Парка нашел успешное применение при обнаружении большого числа
неисправностей асинхронного трехфазного двигателя. Так. повреждения в обмотке статора приводят к эллипти
ческой форме годографа. Степень элпиптнчностн пропорциональна степени развития повреждения, а ориентация
осей эллипса зависит от того, обмотка какой фазы повреждена. Обрывы в лазах статора приводят к тому, что круго вая
траектория, описываемая концом вектора Парка, становится размазанной (имеет некоторую «толщину»), что служит
диагностическим признаком данного дефекта. Особая форма годографа соответствует эксцентриситету
воздушного зазора в двигателе. Информацию о степени развития повреждения получают из анализа отдельных
участков годографа.
В случае асинхронного привода с инвертором форма годографа, соответствующего нормальному состоянию
двигателя, отличается от окружности, однако и в этом случае по значительным отклонениям в форме можно судить о
наличии неисправностей в компонентах электронного управления питанием двигателя. Например, поориентации
годографа можно определять наличие короткого замыкания или разрыва цепи в полупроводниковом переключате ле
инвертора.
В расширенном методе вектора Парка выполняют спектральный анализ переменной составляющей модуля
вектора Парка М. определяемого по формуле
M =JT^Z.<А5>
Постоянная составляющая
М.
определяемая, главным образом, составляющей основной частоты тока лита
ния. неинформативна с точки зрения выявления возможных повреждений двигателя.
Расширенный метод объединяет в себе простоту анализа с использованием вектора Парка и возможности
более детальных исследований, предоставляемые спектральным анализом. Кроме того, он позволяет преодолеть
ряд технических ограничений обычного спектрального анализа тока двигателя. Так. часто бывает сложно удалить
из сигнала тока составляющую основной частоты питания, не исказив при этом составляющие ее боковых полос.
В расширенном методе вектора Парка такая трудность отсутствует, поскольку составляющая основной частоты
питания автоматически устраняется при преобразовании Парка. Если учесть, что в векторе Парка содержится
информация о токах всех трех фаз двигателя, то расширенный метод вектора Парка предоставляет больше инфор
мации для анализа, чем обычный метод спектрального анализа тока двигателя.
Расширенный метод вектора Парка позволяет обнаруживать наличие сразу нескольких неисправностей дви
гателя. Вначале получают эталонный спектр, соответствующий нормальному техническому состоянию двигателя,
при появлении новых составляющих в спектре судят о наличии той или иной неисправности. Так. обрывы в пазах
ротор определяют при появлении в спектре составляющей на удвоенной частоте скольжения, а эксцентриситет
зазора или несоосность механической нагрузки — по наличию спектральных составляющих вблизи частоты
вращения ротора. Неисправности обмотки статора могут быть выявлены по наличию составляющей на удвоенной
частоте питания двигателя.
Асинхронные двигатели получили широкое распространение в различных областях промышленности в
разных условиях их применения, а том числе в условиях сильно изменяющихся во времени нагрузок. В частности,
медленно текущие нестационарные процессы характерны для применения компрессоров. Переменные нагрузки
19