Компрессорный агрегат

(51)04 25/06,01 31/34 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский научно-исследовательский институт энергетики и электрификации агропромышленного комплекса(72) Авторы Русан Викентий Иванович Серков Александр Владимирович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский научно-исследовательский институт энергетики и электрификации агропромышленного комплекса(57) Компрессорный агрегат, содержащий соединенные механической связью поршневой компрессор и асинхронный электродвигатель, преобразователь частоты вращения, установленный на валу асинхронного электродвигателя, отличающийся тем, что компрессорный агрегат снабжен амплитудным детектором, регулируемым источником постоянного сигнала, вычитающим элементом, логометром с первой и второй обмотками, прибором для настройки, при этом прибор для настройки и вход амплитудного детектора подключены к выходу преобразователя частоты вращения, выход амплитудного детектора подключен к первой обмотке логометра, ко входам вычитающего элемента встречно подключены выход преобразователя частоты вращения и регулируемый источник постоянного сигнала, а выход вычитающего элемента подключен ко второй обмотке логометра.(56) 1. Стенд для диагностирования электродвигателей / Л.С. Шкрадюк, В.В. Геращенко,М.Я. Яскевич, В.Н. Башаримова, А.В. Серков, А.В. Жадик. -19990326 Заявл. 06.04.1999 Опубл. 30.12.2000 // Изобретения, полезные модели, промышленные образцы / Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 2000. -4. - С.66 (класс заявки МКИ 601 31/34). 2. А.с. СССР 1073494 МКИ 304 25/06. Компрессорный агрегат / Ю.Б. Галеркин,Ф.С. Рекстин, О.А. Вартевонян, К.В. Смольский, В.А. Устинов. -3515647/25-06 Заявл. 24.11.1982 Опубл. 15.02.1984. Бюл.6. - 3 с.ил. - Прототип. 3. Русан В.И., Серков А.В. Контроль технического состояния асинхронных электродвигателей приводов с периодически пульсирующей нагрузкой в рабочем режиме по коэффициенту пульсаций частоты вращения // Аграрная энергетика в -м веке Материалы Междунар. научн.-техн. конф. (Минск, 25-26 сентября 2001) / Под ред. Котова. - Мн. УП Технопринт, 2001. - С. 73-75. Полезная модель относится к области эксплуатации электроприводов с периодически пульсирующей нагрузкой, в частности электроприводов поршневых компрессоров. Известен стенд для диагностирования электродвигателей, содержащий электродвигатель, подключенный к сети посредством пускателя, включающего в себя электромагнитную катушку, силовые контакты, блок-контакт, кнопку пуска электродвигателя, кнопку останова электродвигателя, и нагружатель, выполненный в виде электромагнитного тормоза с обмоткой возбуждения, соединенные упругим валом, регулируемый источник постоянного тока, подключенный входом к обмотке возбуждения, моментомер, измерительный прибор постоянного тока, датчик частоты вращения, сравнивающий элемент, блок вторичных приборов, позволяющий измерить силу тока, напряжение, мощность, при этом он снабжен фазорегулятором, включенным между силовыми контактами пускателя и электродвигателем, вторым регулируемым источником постоянного тока, электрической лампой, диодом, первым операционным усилителем, включенным повторителем напряжения, а моментомер выполнен в виде датчика момента, установленного на упругом валу,к выходу которого подключен измерительный прибор постоянного тока, сравнивающий элемент выполнен на втором операционном усилителе, включенным компаратором, инвертирующий вход которого подключен к выходу датчика частоты вращения, неинвертирующий вход компаратора подключен ко второму регулируемому источнику постоянного тока,выход компаратора соединен со входом повторителя напряжения, выходом подключенного посредством диода, включенного в обратном направлении, к электрической лампе 1. Недостатком известного стенда является то, что он не обеспечивает определения развития неисправностей в электродвигателе на ранней стадии в процессе эксплуатации для своевременного вывода их в ремонт. Это обусловлено тем, что для определения технического состояния электродвигателя его необходимо предварительно демонтировать с механизма и установить на стенд. Известен компрессорный агрегат, содержащий соединенные между собой корпуса компрессора и асинхронного электродвигателя, преобразователь частоты вращения, в корпусе компрессора размещено рабочее колесо с валом, установленным со стороны электродвигателя на опорном подшипнике качения, а с противоположной стороны на опорноупорном подшипнике качения с консистентной смазкой, закрепленном на валу прижимной гайкой, причем вал рабочего колеса соединен посредством муфты с валом электродвигателя, при этом муфта выполнена жесткой в радиальном направлении и служит опорным подшипником, вал рабочего колеса снабжен примыкающим к ней коническим участком, а в корпусе компрессора установлено с возможностью осевого пересечения кольцо с внутренней конической поверхностью, охватывающее конический участок вала,прижимная гайка снабжена лопастями для обдува опорно-углового подшипника 2. 2 1065 Недостатком известного компрессорного агрегата, принятого за прототип, является невозможность определения технического состояния приводного электродвигателя в рабочем режиме, что не позволяет своевременно выявлять развивающиеся в электродвигателе дефекты и выводить его в ремонт, чтобы предотвратить дальнейшее развитие дефекта, что приводит к относительно высоким затратам на эксплуатацию электродвигателя. Задачей полезной модели является снижение затрат на эксплуатацию асинхронных электродвигателей поршневых компрессоров путем непрерывного контроля технического состояния данных электродвигателей и своевременного вывода их в ремонт. Поставленная задача достигается тем, что в компрессорном агрегате, содержащем соединенные механической связью поршневой компрессор и асинхронный электродвигатель, преобразователь частоты вращения, установленный на валу асинхронного электродвигателя, - компрессорный агрегат снабжен амплитудным детектором, регулируемым источником постоянного сигнала, вычитающим элементом, логометром с первой и второй обмотками, прибором для настройки, при этом прибор для настройки и вход амплитудного детектора подключены к выходу преобразователя частоты вращения, выход амплитудного детектора подключен к первой обмотке логометра, ко входам вычитающего элемента встречно подключены выход преобразователя частоты вращения и регулируемый источник постоянного сигнала, а выход вычитающего элемента подключен ко второй обмотке логометра. Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена общая схема компрессорного агрегата,на фиг. 2 - напряжение на выходе преобразователя частоты вращения,на фиг. 3 - напряжение на выходе амплитудного детектора,на фиг. 4 - напряжение на выходе регулируемого источника постоянного сигнала,на фиг. 5 - напряжение на второй обмотке логометра,на фиг. 6 - ток во второй обмотке логометра,на фиг. 7 - ток в первой обмотке логометра,на фиг. 8 - угол отклонения стрелки логометра. Компрессорный агрегат содержит (фиг. 1) поршневой компрессор 1, асинхронный электродвигатель 2, соединенные механической связью 3, преобразователь 4 частоты вращения, установленный на валу асинхронного электродвигателя 2, амплитудный детектор 5, регулируемый источник 6 постоянного сигнала, вычитающий элемент 7, логометр 8 с первой 9 и второй 10 обмотками, прибор 11 для настройки, при этом прибор 11 для настройки и вход амплитудного детектора 5 подключены к выходу преобразователя 4 частоты вращения, выход амплитудного детектора 5 подключен к первой обмотке 9 логометра 8, ко входам вычитающего элемента 7 встречно подключены выход преобразователя 4 частоты вращения и регулируемый источник 6 постоянного сигнала, а выход вычитающего элемента 7 подключен ко второй обмотке 10 логометра 8. Амплитудный детектор 5 содержит конденсатор 12 и диод 13. Вычитающий элемент 7 содержит резисторы 14, 15. Прибор 11 для настройки выполнен в виде вольтметра. Регулируемый источник 6 постоянного сигнала выполнен на основе подстроечного резистора,подключенного к источнику питания (на чертеже не показан). Компрессорный агрегат работает следующим образом. В связи с периодически пульсирующим характером нагрузки поршневого компрессора 1 частота вращения вала асинхронного электродвигателя 2 будет периодически изменяться и представлять собой сумму постоянной составляющей частоты вращения СР и переменной составляющей частоты вращения с амплитудой А. Поэтому на выходе преобразователя 4 частоты вращения появится напряжение (фиг. 2 к - коэффициент преобразования преобразователя 4, численно равный отношению напряжения на выходе преобразователя 4 к частоте вращения) 3 10654 к. Амплитудный детектор 5 выделяет из напряжения 4 сигнал (фиг. 3), пропорциональный амплитуде переменной составляющей 5 кА. На выходе регулируемого источника 6 постоянного сигнала устанавливается напряжение (фиг. 4), пропорциональное синхронной частоте вращения 0 вала электродвигателя 2 6 к 0 . Установка значения напряжения 6 производится перед вводом в работу компрессорного агрегата при помощи прибора 11 для настройки. С помощью регулируемого источника 6 устанавливается 60, затем запускается на холостом ходу электродвигатель 2,измеряется прибором 11 значение напряжения, пропорциональное частоте вращения холостого хода 0, потом электродвигатель 2 останавливается и регулируемым источником 6 по показаниям прибора 11 устанавливается 6, численно равное значению,измеренному при холостом ходе. На выходе вычитающего элемента 7 из-за встречного включения регулируемого источника 6 и выхода преобразователя 4 при равных значениях сопротивления резисторов 14 и 15 фомируется напряжение 7 к(0 - ). Напряжение 7 на второй обмотке 10 логометра 8 вызывает ток, который ввиду сглаживающего действия индуктивности при большом значении постоянной времени обмотки 10 имеет практически постоянное значение (фиг. 6) к где 10 - сопротивление прохождению тока 10. На первой обмотке 9 логометра 8 напряжение 5 вызывает ток 9 где 9 - сопротивление прохождению тока 9. Уголотклонения стрелки логометра 8 является функцией отношения токов в его обмотках Таким образом уголповорота стрелки логометра 8 определяется значением К. Согласно 3, для асинхронного электродвигателя значение К определяется его техническим состоянием, то есть при появлении неисправностей (изменении технического состояния) изменяется значение К и соответственно . После первоначальной установки на компрессор заранее проверенного исправного электродвигателя 2 запускается в работу компрессорный агрегат и отмечается значение ,которое соответствует исправному состоянию. В процессе эксплуатации отклонение значенияот первоначального сигнализирует о целесообразности вывода двигателя в ремонт. 4 1065 Таким образом, наличие амплитудного детектора 5 позволяет получить сигнал, пропорциональный амплитуде переменной составляющей частоты вращения. Наличие регулируемого источника постоянного сигнала 6, вычитающего элемента 7, прибора 11 для настройки позволяет получить на второй обмотке логометра 8 сигнал, пропорциональный разности синхронной частоты вращения и среднего значения частоты вращения вала электродвигателя 2. Наличие логометра 8 с первой и второй обмотками позволяет получить информацию о коэффициенте пульсаций частоты вращения (отношении амплитуды переменной составляющей и разности синхронной частоты вращения и среднего значения частоты вращения вала электродвигателя), по которому можно судить о техническом состоянии асинхронного электродвигателя 2, своевременно вывести его в ремонт и тем самым снизить затраты на его эксплуатацию. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.