Діагностика асинхронних двигунів на основі аналізу сигналу споживаної потужності - Автореферат

Серед поширених методів оцінювання поточного технічного стану і діагностики дефектів АД виділяють: систему ППР, що вимагає виведення устаткування з виробничого процесу і часткового розбирання обладнання; вібродіагностику, що потребує використання відносно дорогого обладнання; аналіз спектрів струмів, що базується на спрощених математичних залежностях при обробці даних та не враховує енергетичний режим роботи. Оскільки поширення керованого електропривода з різноманітними перетворювачами призводить до певної зміни форми напруги живлення, для адекватного оцінювання режимів роботи і діагностики АД необхідно враховувати вплив якості параметрів мережі живлення на зміну режимів роботи двигуна. Дослідження відповідають комплексній проблемі НАН України “Наукові основи електроенергетики” та напряму науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України - “Новітні технології та ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі” та включені до плану бюджетних НДР Міністерства освіти і науки України: тема 7Д/03-ЦЕНТР “Дослідження та розробка систем енергомоніторинґу електромеханічного обладнання промислових підприємств”, № ДР0103U000804, м. Наукова новизна одержаних результатів: - удосконалено математичні моделі асинхронного двигуна у трифазній системі координат для визначення діагностичних ознак дефектів при роботі: з динамічним дисбалансом - шляхом урахування впливу на електромагнітні параметри зміни інтегральної величини повітряного проміжку на полюсній поділці при обертанні ротора; з неякісними кріпленнями - шляхом урахування впливу коливань статора на миттєвий кут повороту ротора відносно статора; з пошкодженням обмоток статора і ротора - шляхом уведення відповідних контурів, які моделюють дані дефекти; Особистий внесок дисертанта в роботах, опублікованих у співавторстві: [1] - створено програмне забезпечення для автоматизації системи розрахунку символьних виразів складових миттєвої потужності та виконано перевірку адекватності роботи системи; [2] - проведено аналіз існуючих систем і методів діагностики та визначення працездатності АД, запропоновано структурну схему системи діагностики поточного технічного стану АД; [3] - розроблено та вдосконалено математичний апарат для дослідження найпоширеніших видів дефектів АД; [4] - запропоновано метод визначення впливу неякісності мережі живлення на споживача шляхом аналізу напрямку потоків енергії у точці підключення на основі сигналу миттєвої потужності; [5, 7, 9] - проведено експериментальне дослідження методів визначення характеристик АД у різних режимах роботи за умови наявності дефектів; [6] - сформульовано логічні вирази для діагностики та оцінювання режимів роботи АД; [10] - запропоновано метод діагностики АД на основі аналізу спектра споживаної потужності.Чорного О. П. для задач моніторингу електромеханічного обладнання було сформульовано коефіцієнти, основані на аналізі зміни характеристик сигналів струму, моменту та потужності при погіршенні умов експлуатації обладнання. Аналіз показав, що розглянуті коефіцієнти, по суті, базуються на інтегральних величинах, отриманих на основі миттєвих значень потужності, струму та електромагнітного моменту. Таким чином, аналіз методів діагностики АД показав необхідність розробки методу для діагностики АД середньої й малої потужності, що надає можливість визначення найбільш розповсюджених видів дефектів та дозволяє оцінювати вплив несиметрій та неякісностей машини на її робочі параметри без виведення електричної машини з виробничого процесу та усувати вплив параметрів електричної мережі на результати діагностики. Обґрунтовано застосування для визначення коефіцієнта потужності полігармонійних сигналів наступного виразу: , (5) де - постійна складова сигналу потужності; - синусна складова сигналу потужності, обчислюється для гармонік потужності порядку , за умови рівності порядкових номерів гармонік струму та напруги (); - максимальний номер гармоніки. Коефіцієнт являє собою відношення амплітуди гармоніки або фази потужності однієї з фаз до сумарного значення амплітуд гармонік або фаз того ж порядку трьох фаз.Аналіз методів діагностики АД показав необхідність розробки методу, який дозволяв би діагностувати дефекти машин середньої та малої потужності без зупинки технологічного процесу, а також оцінювати вплив параметрів електричної мережі на результати діагностики. Доведено, що використання розробленої математичної моделі, яка враховує зміну параметрів схеми заміщення двигуна внаслідок зміни інтегрального значення повітряного проміжку на полюсній поділці, дозволяє адекватно аналізувати режими роботи АД з різними видами дисбалансу ротора та перейти від багатостаторних математичних моделей до моделі, в якій ураховується загальний дисбаланс ротора за довжиною активної частини пакету статора. На основі аналізу розроблених математичних моделей для різного ступеня розвитку дефектів сформульовано діагностичні показники, основані на аналізі зміни характеристик сигналу споживаної потужності при появі

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ