Методика определения межвиткового замыкания якоря на снятом с электровоза электродвигателе
С помощью такого параметра, как <НЕЙТРАЛЬ>, СКД позволяет выявить нарушения угла установки нейтрали электродвигателя, неплотное прилегание щеток к коллектору, загрязнение коллектора, а также, с помощью определенной методики измерения, межвитковое замыкание якоря. Рассмотрим способ определения межвиткового замыкания в обмотках электродвигателей или др. устройств , использую метод измерения “Нейтраль” СКД.
В зависимости от количества щеткодержателей щеточного аппарата электродвигатели имеют разное угловое межщеточное перемещение якоря.
Определение: поворот якоря относительно двух ближайших щеток щеточного аппарата электродвигателя – угловое межщеточное перемещение. Угловое межщеточное перемещение у двигателей с разным количеством щеток будет различным (2 щетки - 180º; 4 щетки - 90º; 6 щеток - 60º)
Угол φ – межщеточный угол (смотри рисунок 10)
Рисунок 10.16 – Межщеточный угол φ
Для определения межвиткового замыкания якоря необходимо межщеточный угол разделить на сектора по 5º – 10º, чтобы получилось 6 – 12 секторов (можно сосчитать количество ламелей якоря между двумя ближайшими щетками и разделить это число на 6 – 12 секторов и вращать якорь на полученное значение). Количество секторов соответствует количеству замеров + один. Замеры необходимо сделать в режиме «ТЕСТЕР», выбрав пункт <НЕЙТРАЛЬ>, и занести на бумагу.
Замеры производятся в такой последовательности:
Произвести контроль нейтрали тягового электродвигателя в режиме «ТЕСТЕР».
Сделать запись результатов.
Повернуть якорь электродвигателя на угол 5º – 10º относительно любой щетки.
Произвести повторный контроль нейтрали и сделать запись результатов.
Повернуть еще раз в ту же сторону якорь электродвигателя на угол 5º – 10º относительно той же щетки и произвести контроль нейтрали с записью результатов.
Далее повторить действия, описанные выше, необходимое количество раз.
После проведенного контроля нужно сравнить максимальное и минимальное значе ние нейтрали и если их разница составляет более 20% от максимума, то это указывает на наличие межвиткового замыкания якоря.
Ниже, для примера, приведен график, показывающий наличие межвиткового замыкания якоря электродвигателя НБ-418К6. Разница между максимальным и минимальным значением, в этом случае, составляет 24,9%.
Рисунок 10.17 – График значений нейтрали тягового электродвигателя НБ-418К6 при повороте якоря на угол 60º между двумя щетками.
10.3 Работа составных частей скд
10.3.1 Работа модуля «Экспресс»
Модуль «Экспресс» представляет собой устройство, предназначенное для:
– измерения времени срабатывания аппаратов (совместно с модулем «URL»);
– определения коэффициента трансформации в двигателях (совместно с модулем «URL»);
– измерения приращения активного сопротивления в устройствах с внутренним сопротивлением от 2 до 50 Ом с разрывом положительного питающего провода измеряемого устройства;
– передачи измеренных значений по последовательному интерфейсу центральному процессору.
Модуль «Экспресс» представляет собой функционально законченное устройство, работающее от внешнего постоянного напряжения 48±12 В. Управляется через гальванически развязанный последовательный порт ПК типа IBM PC/AT по протоколу RS-232. Потребляемая мощность по цепи питания не более 7 Вт. Конструктивно модуль выполнен на печатной плате 217,5*100мм с двухсторонним расположением элементов. К печатной плате крепится радиатор, на котором закреплены силовые транзисторы и датчик температуры. На одной из торцевых сторон платы расположен разъём, для связи с системным блоком СКД, и напряжение питания самого модуля. На другой торцевой стороне закреплена лицевая планка, на которой расположены выходные разъёмы. Печатная плата помещена в экранирующий стандартный экран размером 3U.
Условия эксплуатации в составе СКД.
температура окружающей среды для рабочего состояния - от плюс 10 ºС до плюс 35 º С;
относительная влажность воздуха – от 50 % до 80 % при температуре плюс 25 ºС;
атмосферное давление – от 84 до 106,7 кПа.
Модуль «Экспресс» состоит из следующих частей:
датчик тока (DT);
генератор импульсов прямоугольной формы;
узел управления компенсационной обмоткой;
измерительный блок;
узлы питания.
Структурная схема модуля «Экспресс» изображена на рисунке 10.18.
Рисунок 10.18 – Структурная схема модуля “Экспресс”.
Измерение времени срабатывания аппаратов.
Измерение времени срабатывания аппаратов происходит совместно с модулем «URL». От платы центрального процессора подается сигнал управления на микроконтроллер (далее МК). По этому сигналу, с выхода МК, напряжение постоянного тока амплитудой 5 В через устройство гальванической развязки поступает на вход ключа управления. Ключ управления имеет встроенную защиту от перегрузки по току и короткого замыкания. Одновременно МК выдает сигнал синхронизации для модуля «URL». С выхода ключа управления напряжение постоянного тока амплитудой 44±12 В и максимальной силой тока 3,5 А подается на выходные клеммы. Максимальное время выдачи напряжения постоянного тока 10 с, выбирается в зависимости от типа аппаратов.
Измерение коэффициента трансформации.
Измерение коэффициента трансформации происходит совместно с модулем «URL». От платы центрального процессора подается сигнал управления на микроконтроллер (далее МК). По этому сигналу на выходе МК формируется синусоидальное напряжение частотой 1000 Гц, амплитудой 8,5 В. Через устройство гальванической развязки этот сигнал поступает на вход ключа управления. Ключ управления имеет встроенную защиту от перегрузки по току и короткого замыкания. На выходе ключа управления формируется синусоидальное напряжение частотой 1000 Гц, амплитудой (8,5±0,85) В, которое подается на выходные клеммы, а с них на якорь двигателя или катушку контактора. Одновременно сигнал с выхода ключа управления подается на модуль «URL».
Измерение приращения активного сопротивления в устройствах с внутренним сопротивлением от 2 до 50 Ом с разрывом положительного питающего провода измеряемого устройства.
Измеряемое сопротивление Rиз через датчик тока подключается к шине питания. К этой же шине питания подключается компенсационная обмотка датчика тока. Ток, текущий через измеряемое сопротивление Rиз и компенсационную обмотку, находится в противофазе. На выходе датчика тока формируется разность токов, протекающих через компенсационную обмотку и сопротивление Rиз. Так же к шине питания подключается делитель, образующий опорное напряжение ЦАП. Это позволяет компенсировать нестабильность напряжения. Сопротивление Rиз определяется напряжением на Rиз и током, протекающим через Rиз. При изменении Rиз происходит изменение тока, протекающего через Rиз. С выхода МК на вход ЦАП подается числовой код, который преобразуется в напряжение. Напряжение с выхода ЦАП подается на затвор полевого транзистора и это напряжение определяет ток, текущий в компенсационной обмотке. Изменяя числовой код (напряжение на выходе ЦАП), мы изменяем ток в компенсационной обмотке. Контролируя ток на выходе датчика тока и поддерживая его на нулевом уровне, (изменяя ток в компенсационной обмотке) можно определить значение сопротивления Rиз по значению числового кода.
Узел управления и коммутации осуществляет:
управление всеми частями модуля «Экспресс»;
подключение к измеряемым цепям необходимых сигналов;
коммутацию на вход и выход модуля «Экспресс» тестовых и измеряемых потенциалов;
синхронизацию с другими модулями СКД;
передачу измеренных значений по интерфейсу RS-232С.