1. Вступ та обґрунтування актуальності теми

Завдяки простоті конструкції, високій надійності та невеликій вартості асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором (далі по тексту АД), є найбільш поширеним електродвигуном у промисловості. Більш ніж 85% усіх електричних машин - це трьохфазні асинхронні електродвигуни. АД зазвичай розраховані на термін служіння 15-20 років без капітального ремонту, при умовах їх правильної експлуатації. Під правильною експлуатацією АД слід розуміти роботу відповідну до номінальних параметрів, що вказані у паспортних даних електродвигуна. Але у реальному житті має місто значний відступ від номінальних режимів експлуатації. Це, в першу чергу, погана якість напруги живлення та порушення правил технічної експлуатації: технологічні перевантаження, умови навколишнього середовища (підвищена вологість, температура), зниження опору ізоляції, порушення охолодження. Наслідками таких відхилень є аварійні режими роботи АД. В результаті цього кожен рік виходять із строю до 10% електродвигунів, що застосовуються. Вихід із строю АД приводить до тяжких аварій та великих матеріальних збитків, що пов'язані з простоєм технологічних процесів, усуненням наслідків та ремонтом електродвигуна, вартість якого складає приблизно 70% від вартості нового двигуна. Окрім цього, робота в аварійних режимах веде до підвищеного енергоспоживання в мережі, підвищенню реактивної потужності, що споживається.

Сучасні стандарти більшості країн світу, включаючи Україну та Росію, пред'являють все більш високі вимоги до безпечної експлуатації асинхронних електродвигунів. Високі показники надійності та довговічності АД можливі тільки при умовах їх експлуатації при номінальних або близьких до них режимах, що можна забезпечити тільки встановленням надійного захисту.

Цілком зрозуміло, що застосування надійного та ефективного захисту від аварійних режимів роботи значно скоротить кількість та частоту аварійних ситуацій та подовжить термін служіння АД, скоротить витрати електроенергії та експлуатаційні витрати. Але, для того, щоб обрати такий захист, необхідно знати як та від чого потрібно захищати АД, а також специфіку процесів, які протікають у випадку аварії у двигуні.

Електродвигуни часто встановлюють у промисловій зоні, яка містить інші об'єкти, що потребують контролю. Тому можливість поєднання в одній проектній базі пристрою захисту електродвигуна та пристрою збору та контролю інформації, призначеного для керування широким набором пристроїв від робочого до периферійного, є достатньо перспективним рішенням.

2. Мета та задачі магістерської роботи

Метою магістерської роботи є створення теоретичної моделі двох інтегрованих, але самодостатніх систем: інтелектуальної інформаційно-відкритої системи захисту трьохфазного асинхронного двигуна та системи збору та контролю інформації у виробничих умовах.

Задачі, які будуть вирішеними у ході магістерської роботи:

1) Розгляд сучасних підходів до захисту АД

2) Оцінка та порівняння існуючих методів захисту АД

3) Обґрунтування схеми системного рішення задачі захисту АД і задачі збору та контролю інформації у промислових умовах

4) Розгляд можливих конфігурацій мережі

5) Створення теоретичної моделі інтелектуального блоку токового захисту

6) Створення теоретичної моделі системи збору та контролю інформації

7) Створення загальних алгоритмів керування інтелектуальним блоком захисту АД

8) Створення загальних алгоритмів керування системою збору та контролю інформації

3. Очікувана наукова новизна та планована практична цінність

Наукова новизна:

• Проведені дослідження та порівняльна характеристика існуючих методів захисту АД від аварійних та потенційно небезпечних режимів роботи
• Розроблена інтегральна теоретична модель алгоритмів захисту АД
• Запропоновано загальний підхід до реалізації типових систем

Практична цінність:

На базі проведених досліджень та отриманих результатів будуть розроблені математичні моделі реалізації на апаратному рівні з метою упровадження у виробництво працездатного продукту у вигляді блока захисту АД і системи збору та контролю інформації у виробничих умовах.

4. Отримані та плановані результати за темою

У результаті проведеної на цей час роботи, створена теоретична модель системи збору на контролю інформації у промислових умовах. Подальшої доробки та поглиблення потребує питання протоколів транспортного рівня передачі даних у варіанті мережі, яка проектується. На даний момент близькою до завершення є теоретична модель інтелектуальної інформаційно-відкритої системи захисту трьохфазного асинхронного двигуна. Більшість поставлених для досягнення мети задач теоретично вирішені, але потребують лабораторних та експериментальних перевірок. Продовжується збір статистичних даних, що стосуються дослідницьких питань.