На главную страницу

http://www.promservice.kiev.ua/savemotr.htm

Защита и диагностика агрегатов электродвигатель-механизм

Сложные экономические условия ставят перед большинством предприятий задачу максимально эффективного хозяйствования, одной из подзадач которой является максимально жесткая экономия и рациональное использование оборудования и услуг. Все большее количество хозяйственников начинают обращать внимание на продление срока службы оборудования уже на стадии сдачи в эксплуатацию и даже на стадии заказа. При этом они вполне отчетливо осознают, что подобные мероприятия однозначно приводят к некоторому увеличению стартовой цены оборудования. И все же горький опыт заставляет их идти на это, доказывая начальству, что это не прихоть, а жестокая необходимость. Наше предприятие изначально приветствует такой подход и прилагает существенные усилия для развития этой концепции как технического, так и организационного плана. Так, например, для Заказчика, заключившего договор на сервисное обслуживание оборудования при сдаче его в эксплуатацию, гарантийный срок увеличивается в 2-5 раз в зависимости от типа оборудования, производителя, качества проекта и монтажа и некоторых других условий. Понятно, что при нашем исполнении работ (проект, выбор оборудования, монтаж, пусконаладка) мы чувствуем себя намного увереннее и увеличение гарантии может быть выше.

Из технических мероприятий стоит отметить согласованную с Заказчиком закладку в проект мощных средств диагностики и самодиагностики, защиты и сигнализации. В частности это относится к микропроцессорным системам управления оборудованием, микропроцессорным системам защиты и диагностики отдельных агрегатов и механизмов. Наиболее распространенным видом электротехнического оборудования на современных предприятиях являются электродвигатели, надежная работа которых обеспечивает непрерывность технологического процесса и, соответственно, высокие технико-экономические показатели работы всего предприятия. При этом совершенно неважно, цех это или офис, сложная автоматическая линия или простейшая система вентиляции - нарушение процесса в любом месте неприятно и чревато Убытками.

В связи с этим весьма актуальной является задача оперативного слежения за работой электродвигателей. Нами успешно применяется контроллер состояния электродвигателя на базе микропроцессора фирмы "Motorolla" , который не требует установки специализированных датчиков, а это в свою очередь упрощает внешние коммуникации. С его помощью можно защитить двигатель от следующих ситуаций:

  1. Диагностика и защита от симметричной перегрузки

    Интенсивный нагрев обмотки, обусловленный перегрузкой двигателя по току статора, может привести к катастрофическим последствиям из за разных коэффициентов теплового расширения материалов обмотки, изоляции и стали статора, вредного действия тепловых нагрузок на места пайки и сварные соединения, опасность деформации витков обмотки ротора под действием температуры и центробежной силы, и т.д.[1] Тепловые расширения могут привести также к перетиранию изоляции обмотки и появлению в ней трещин. Возможными причинами перегрузки по току могут быть[2]:

    • Нарушение технологического процесса, сопровождающееся увеличением момента на валу электродвигателя

    • Неисправность механизма или электродвигателя (выход из строя подшипников, увеличение трения при отсутствии или застывании смазки, поломка отдельных узлов)

    • Пониженное/повышенное напряжение питающей сети

    • Многократные пуски с перегруженными рабочими механизмами

    • Многократные пуски без выдержки защитного временнОго интервала ( как правило, двигатель допускает 6-10 пусков в час)

    Своевременное выявление причин возникновения перегрузок с последующим отключением (сигнализацией) со мноих случаяхъ предотвращает повреждение агрегата и/или электродвигателя. При этом реализуются следующие функции:

    • Защита и диагностика имеет интегрально-зависимую характеристику срабатывания, максимально приближенную к перегрузочной способности электродвигателя

    • После устранения перегрузки имитирует охлождение электродвигателя с постоянной времени, соответствующей постоянной времени охлаждения работающего электродвигателя, а после отклюения электродвигателя вследствие перегрузки - с постоянной времени остановленного электродвигателя

    • При повторных пусках и периодических перегрузках учитывает накопленных ранее тепловой импульс

    • Имеет возможность программного изменения характеристик срабатывания в зависимости от параметров электродвигателя

    • Осуществляет диагностику агреата "электродвигатель-механизм" при очередном пуске путем сравнения приращения теплового импульса за время пуска с контрольным значением

    • Запрещает пуск электродвигателя при остаточном тепловом импульсе, превышающем контрольное значение

  2. Диагностика и защита от несимметрии фазных токов и межвитковых замыканий

    В несимметричном режиме возникющее поле обратной последовательности оказывет на двигатель тепловое и механическое воздействие. Тепловое воздействие обусловлено дополнительными потерями в роторе, механическое - появлением знакопеременного электромагнитного момента, что сопровождается повышенной вибрацией элементов статора и ротора[2]. Несимметрия токов может быть вызвана несимметрией питающего напряжения, несимметрией конструктивных элементов электродвигателя, межвитковыми замыканияи и др. Для различных типов двигателей существуют длительные уровни несимметрии, определяемые неравенством токов фаз или током обратной последовательности, при превышении которых двигатель необходимо отключать.В алгоритме защиты от несимметричных режимов нового микропроцессорного устройства выполняются следующие функции:

    • Защита действует по единому алгоритму, не различая режим межвиткового замыкания и режим несимметричной перегрузки

    • Имеет параметр срабатывания, отстроенный от допустимого для двигателя уровня несимметрии в длительном режиме работы

    • Имеет выдержку времени, отстроенную от максимальной выдержки времени защиты от межфазных коротких замыканий питающей сети

    • Отображает на мониторе диспетчера относительное значение уровня несимметрии в %

  3. Дигностика и защита от повышенной вибрации , обусловленной пульсирующей нагрузкой на двигатель

    В практике эксплуатации электродвигателей нередки случаи появления пульсирующей нагрузки, обусловленной неисправностю механизма, попаданием посторонних предметов, проскальзыванием приводных ремней, поломкой зуба шестерни, искривлением осей или валов и т.д., которые приводят к коявлению вибрации агрегата. Длительная эксплуатация такого агрегата может привести к пробою изоляции обмотки под действием вибрации, разрушению подшипников и других меанических частей. Диагностика этого режима по току статора позволяет: