ГОСТ IEC/TS 60034-24—2015
5 Виды анализа электрических переменных
5.1 Общие сведения
Метод определения неисправностей должен позволять обнаруживать их на ранней стадии.
Поэтому оптимальным для достижения указанных целей является обнаружение существенных изме
нений сигналов при появлении набольшихдефектов.
Обработка сигналов требует соответствующего электронного оборудования. Хотя разрешающая
способность современного оборудования велика, в настоящем стандарте преимущество отдается
сигналам, которые не требуют высокой точности измерительного оборудования.
5.2 Анализ тока и напряжения статора
Анализтоков или напряжений на клеммах статора позволяют обнаружитьследующее:
различные частоты,
составляющие прямой, обратной инулевой последовательности,
различные амплитуды составляющих.
Вообще, изменение индукции в зоне воздушного зазора индуцирует напряжения в статорной
обмоткесоответствующихчастот, что, всвоюочередь, определяетналичиетоковтехжечастот. При воз
никновении неисправностей на основной ток питания накладываютсядополнительные составляющие,
параметры которых в зависимостиот определенныхнеисправностейдетально рассмотрены втаблице 1
для случая трехфазных асинхронных короткозамкнутыхдвигателей.
Таблица 1 составлена для одной основной частоты питающего напряжения. Однако ее данные
могут быть распространены идлядругих гармоническихкомпонент(с различнымизначениями парамет
ровнапряжение—частота)в спектрепитаниядвигателя, что характернодляэлектропривода посистеме
преобразовательчастоты — двигатель.
В таблице 1 представлены составляющие поля в воздушном зазоре машины. Соответствующая
составляющая индуцирует ЭДС в обмотке статора в зависимости от обмоточного коэффициента с
учетом числа пар полюсов. Обмоточный коэффициент связансо следующими факторами:
- коэффициент распределения.
- коэффициент укорочения шага обмотки.
- коэффициент секций.
Коэффициент секции не получил широкого распространения среди инженеров, однако важен в
текущем контексте. Каждая симметричная трохфазная обмотка в пазу состоит изр (в случае однослой
ной обмотки) или 2р (в случае двухслойной) одинаковых групп витков (ветвей), которые симметрично
распределены по окружности. Они могут образовывать последовательные или параллельные ветви с
максимальным числом а = 2р. Способсоединения определяет коэффициент секциидля соответствую
щего числа пар полюсов.
Можно показать, что коэффициент секции равен нулю для полей, вызванных эксцентриситетом,
v = p + 1 и v = p - 1 для всех обмоток с последовательным соединением групп. Поэтому оба типа
эксцентриситета не могут бытьопределеныдля таких машин путем анализа статорного тока.
Коэффициент секций полей гармоник в соответствии с пунктами 1—4 таблицы 1 также зависит от
геометрии, а также от количества пазов ротора. Эти параметры выбираются производителем машины
исходя из различныхсоображений (например, чтобы уменьшить магнитное притяжение, избежатьопас
ной магнитной звуковой эмиссии и т.п.) иобычно не известны потребителю. Поэтому не рекомендуется
использовать гармоники полей ротора по пунктам 3 и 4 таблицы 1 в качестве сигналов для анализа
статорноготока.
Группа обмоточных дефектов по пункту 3 таблицы 1 характеризует наиболее частые дефекты
активных частей машины. Все они производят поля основной частоты. Таким образом, неисправности в
обмотках не могут бытьобнаружены с помощью анализа токов статора.
Изменения потока, вызванные неисправностями обмоток, имеют эллиптический характер, кото
рый означает наложение двух синусоид противоположного направления, имеющих одинаковое число
полюсов и частоту, но различную амплитуду. В принципе, такие неисправности могут быть обнаружены
путем анализа токаобратной последовательности наосновной частоте.
В случаетаких опасныхнеисправностей, какзамыкания внутри обмоток, когда поодному из витков
фазы в высоковольтном двигателе течет весьма большой ток. компонента обратной последователь
ности весьма мала. Она может быть также вызвана асимметрией питающего напряжения (обратная
последовательность питающего напряжения может вызвать шести-десятикратную обратную последо
вательностьтока). Вышесказанноеозначает, что не рекомендуетсяопределятьнеисправностив обмот
ках путем анализа токов и напряжений.
4