Аналіз відмов і несправностей авіаційних машин постійного струму (МПС) для визначення вузлів, які повинні підлягати першочерговому контролю. Розробка нових діагностичних моделей авіаційних МПС для оцінки їх технічного стану в умовах експлуатації.
Аннотация к работе
Інші існуючі методи контролю й діагностування ЩКВ не застосовують в авіації через їх недосконалість, зумовлену обмеженими можливостями попередження відмов МПС, недостатньою чутливістю й точністю, необхідністю певних конструктивних доробок і складністю застосування. Низька контролепридатність і неможливість конструктивних доробок авіаційних МПС в умовах експлуатації також суттєво ускладнюють їх контроль і діагностування. Отже, вдосконалення та розробка нових ефективних методів і відповідних їм пристроїв контролю і діагностування ЩКВ авіаційних МПС у зібраному стані без зміни їх конструкції продовжує залишатися актуальним і недостатньо вирішеним науково-технічним завданням. Києві і, зокрема, з темами: № 569В-86 "Розробити методики вхідного контролю та оцінки якості ремонту авіаційних електричних машин з метою мінімізації обсягу ремонтних і випробувальних робіт", № ДР 01.86.0-090561; № 315-ДБ93 "Вдосконалення методів контролю електричних машин та апаратів", № ДР 0193U044306; № 706-ДБ96 "Розробка способів вдосконалення експлуатаційних характеристик авіаційного обладнання", № ДР 0196U015486; № 816-ДБ98 "Розробка і дослідження методів швидкодії, надійності та економічності електроприводів систем авіаційно-космічної техніки", № ДР 0198U000709. У роботі використовувалися: методи математичної статистики для визначення надійності авіаційних МПС і взаємозвязків між їх несправностями і діагностичними параметрами; методи теорії комутації для розробки діагностичних моделей кола комутації; методи теорії електричних кіл для складання й аналізу схеми заміщення кола комутації МПС; методи векторної алгебри і узагальнених чисел для розвязування систем рівнянь; методи теорії ймовірностей для апроксимацій функціональних залежностей; методи теорії вимірювань для оцінки точності результатів вимірювань; методи теорії розпізнавання образів для ідентифікації стану МПС.Аналіз відмов ЕМП серій ПТ, ПО і МА за рік експлуатації на літаках ІЛ-62, ЯК-40, ТУ-154 Міністерства цивільної авіації СРСР (МЦА) показав, що відмови вузлів цих ЕМП складають: ЩКВ - 75,4 % (в основному через знос колектора), підшипники - 8,7 % (в основному через руйнування), ОЯ - 2,5 % (через короткі замикання). Аналогічний аналіз, проведений для генераторів серій ГС і СТГ за 4 роки експлуатації на літаках АН-24, АН-26, ІЛ-18, ТУ-134, ТУ-154, показав, що відмови вузлів цих генераторів складають: ЩКВ - 69,1...85,4 % (в основному через знос і руйнування колектора), підшипники - 10,8 % (в основному через руйнування), ОЯ - 10,3 % (в основному через перегрів). Окремо був проведений аналіз відмов генераторів ГС-24 і СТГ-12 за 5 років експлуатації в умовах холодного клімату на літаках АН-12 у Якутському авіапідприємстві. Результати цього аналізу свідчать, що відмови вузлів цих генераторів складають: ЩКВ - 85,4 % (в основному через руйнування), підшипники - 8,3 % (через руйнування). Отже, серед причин виходу з ладу МПС систем енергозабезпечення головними є відмови ЩКВ, підшипників та ОЯ, причому найменш надійним вузлом, який і повинен підлягати першочерговому контролю, є ЩКВ.При виборі діагностичного параметра врахована особливість хвильової ОЯ, яка полягає у тому, що на відміну від петльової ОЯ є можливість прямого вимірювання струму у спільному колі комутації, утвореному одночасно комутуючими секціями, двома однойменними щітками і провідником, який їх зєднує. Оскільки у хвильовій ОЯ зазвичай одночасно комутують дві і більше секцій, то різницевий струм Di визначається алгебраїчною сумою струмів в одночасно комутуючих секціях: , (1) де m - кількість одночасно комутуючих секцій; іа - струм якоря; Rщ1j , Rщ2j - перехідні щіткові опори; Rcj - активний опір j-тої комутуючої секції; ек j , Lрез j , і j - відповідно ЕРС обертання у полі реакції якоря, результуюча індуктивність і струм j-тої комутуючої секції. Показано, що основними труднощами використання струму Di як комплексного діагностичного параметра у робочому режимі МПС є складність, неоднозначність, а іноді і неможливість диференційованого діагностування конкретних вузлів і елементів МПС, оскільки значна кількість факторів, що впливають на опори Rщ1j , Rщ2j і ЕРС у комутуючих секціях мають перехресні звязки між собою і діють одночасно. Подолані ці труднощі шляхом створення таких умов діагностування, за яких струм Di залежить головним чином від опорів R щ , які є функціями багатьох змінних: R щ = f (Рщ , Dh, d, J, S, Q, V, ...), де Рщ - тиск на щітку, Dh - перепад рівнів КП, d - биття поверхні колектора, J - щільність струму у щітковому контакті, S, Q - площа й температура контакту, V-лінійна швидкість поверхні колектора. Розроблена відповідна діагностична модель, яка дозволяє під час діагностування за рахунок зменшення частоти обертання п і струму якоря ia практично знехтувати впливом реактивних ЕРС на коло комутації і використати струм Di як комплексний діагностичний параметр для визначення технічного стану ЩКВ та ОЯ без розбирання та доробки машини.Запропонована діагностична модель си