ГОСТ ISO 20958—2015
Сутьметода состоитв том, чтоток, протекающий вобмотке статора, зависит не только от подавае
мой мощности иэлектрического импеданса обмотки, нотакже включаетв себядополнительную состав
ляющую, наведенную магнитным полем от вращающегося ротора. Таким образом, в данном
случае обмоткастатора выступаеткакэлемент.чувствительный кдефектам ротора,
изадачасостоитвтом, что бы отделить ток статора, необходимый для вращения ротора, от
дополнительного тока, наведенного самим ротором в случае его неисправности. Данное разделение
выполняют в частотной области с при менением спектрального анализатора с высоким разрешением по
частоте, посколькухарактерные час тоты /неисправностей ротора формируют боковые полосы
основной частоты питания вида
f* (1i.2fcs)f1t(
1
)
где s — скольжениеасинхронногодвигателя;
/, — основная частота питания.
к — номерчастотной составляющей в боковой полосе, к = 1,2.3....
Токи в обмотке ротора создают эффективное трехфазное магнитное поле с тем же числом полю
сов. что и у магнитного поля статора, вращающееся с частотой скольжения поотношению к вращающе
муся ротору. При асимметрии токов ротора возникает результирующеевращающееся поле, отстающее
на частоту вращения от частоты вращения ротора. Причиной такой асимметрии могут быть обрывы
одного или нескольких стержней ротора или разрывы в короткозамыкающем кольце, препятствующие
протеканию понемутока. Можнопоказать, что«отстающее» магнитноеполевращаетсяв том же направ
лении, что иротор, счастотой, равнойчастоте тока питания обмотокстатора, умноженной на
коэффици ент (1 -2s). Это приводит к появлению в обмотке статора составляющей тока с частотой
(1 -2s)/,, которую называют нижней боковой частотой, вызванной обрывом стержня ротора. В свою
очередь, данная составляющая вызывает модуляцию тока статора, что приводит к колебаниям
вращающего моментаротора на удвоеннойчастотескольжения 2s/, исоответствующим колебаниям
скоростивраще ния ротора. Колебания скорости вращения ротора приводят к появлению
составляющей на верхней боковой частоте (1 + 2s)/, в токе статора (см. [21]). Таким образом, обрыв
стержня ротора приводит к появлению боковыхчастот fib в токе статора, определяемых формулой
/sb= (1 ±2s)f,.(
2
)
На изображенном в логарифмическом масштабе графике зависимости амплитуды токастатора от
частоты (см. рисунок3) составляющие, связанныесобрывом стержнейротора, отстоятотчастоты пита
ния(50 или60Гц) начастоту2sf,.Важноотметить, чтосамыебоковыесоставляющие будутнаблюдаться
в токестатора втом случае, есличисло ребер опорной крестовины ротора совпадаетс числом полюсов
обмотки статора (см. [16]).
Амплитуда. дБ
Т— уровень шумоиого пьедестала (-60 дБ>.
2
— леваябоко-
1
— уровень шумового пьедестала <-60 д6>. 2певаябокО’
вая частота (59,36 Гц: -29.33 дБ):
3
— правая боковая частота
(60.68 Гц; -28,71 дБ)
вая частота <48,24 Гц -33,19 дБ); 3 — правая боковая частота
(51.79 Гц;-26,15 дБ)
а) Конденсатный насос (частота питания 60 Гц)
Ь) Электромясорубка (частота питания 50 Гц)
Рисунок 3 — Примеры спектров сигналов тока электродвигателей в случае обрывов стержней клетки ротора
4