Приложение А (справочное). Анализ с применением вектора Парка

Приложение А
(справочное)

Анализ с применением вектора Парка

Вектор Парка (, ) для тока питания строят на основе токов (, , ,) в трех фазах двигателя по формулам:

,

(А.1)

.

.(А.2)

В идеальных условиях симметричных токов компоненты вектора Парка имеют вид

,

(А.3)

.

(A.4)

где - максимальное значение тока в каждой фазе, А;

- угловая частота питания, рад/с;

t - время, с.

Конец вектора Парка для двигателя с симметричными фазами описывает окружность с центром в начале координат.

В аномальных условиях работы двигателя формулы (А.3) 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 в 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 эллиптической форме годографа. Степень эллиптичности пропорциональна степени развития повреждения, а ориентация осей эллипса зависит от того, обмотка какой фазы повреждена. Обрывы в пазах статора приводят к тому, что круговая 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, по ориентации годографа можно определять наличие короткого замыкания или разрыва цепи в полупроводниковом переключателе инвертора.

В расширенном методе вектора Парка выполняют спектральный анализ переменной составляющей модуля вектора Парка М, определяемого по формуле

.

(А.5)

Постоянная составляющая М, определяемая, главным образом, составляющей основной частоты тока питания, 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 информации для анализа, чем обычный метод спектрального анализа тока двигателя.

Расширенный метод вектора Парка позволяет обнаруживать наличие сразу нескольких неисправностей двигателя. Вначале получают эталонный спектр, соответствующий нормальному техническому состоянию двигателя, при появлении новых составляющих в с