ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА ПО ТЕМЕ МАГИСТЕРСКОЙ РАБОТЫ

Тема выпускной работы: Диагностика асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором

Руководитель: Полковниченко Дмитрий Викторович

Составитель: Маруневич Алексей Игоревич

Email: alexm206@rambler.ru

       В данном разделе представлены статьи по теме магистерской работы, которые взяты из различных источников. Также здесь расположен доклад, который был написан мною под руководством Полковниченко Д.В. и по теме которого я выступил на конференции по электротехнике и электронике.

ДІАГНОСТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ АСИНХРОННИХ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ ПО ВІБРАЦІЇ
Маруневич О.І., студент; Полковніченко Д.В., доц., к.т.н.
(Донецький національний технічний університет, м. Донецьк, Україна)

       В останні роки при відмові від обслуговування і ремонту техніки за регламентом її вивід у ремонт на практиці здійснюється трьома основними способами:
- робота до відмови,
- вивід техніки в ремонт за результатами експертних оцінок,
- вивід техніки в ремонт за результатами діагностики і прогнозу стану.
       Але значний економічний ефект дає тільки третій спосіб.
       Для цього способу необхідна повна діагностика об'єкта, причому бажано виявляти всі дефекти, що впливають на ресурс, задовго до відмови, щоб підготуватися до ремонту. У механіці й електромеханіці, як показала практика, ефективна діагностика машин можлива, в основному, по вібрації, тому що коливальні сили виникають безпосередньо в місці появи дефекту, а машина "прозора" для вібрації. Ще однією перевагою є те, що діагностувати можна на місці, без розбирання й зупинки устаткування

       С этим докладом я выступил 11 мая 2006 года на Всеукраинской научно-технической конференции студентов "Электротехника, электроника и микропроцессорная техника. Поиск молодых" в ДонНТУ на базе кафедры "Электротехника".
смотреть доклад

Послеремонтная оценка технического состояния короткозамкнутых асинхронных электродвигателей
Полковниченко Д.В., к.т.н., асс.
Донецкий национальный технический университет
Украина, 83000, Донецк, ул. Артема, 58, ДонНТУ, кафедра «Электрические системы»
Тел. (0622) 92-03-07, E-mail: dima_p@elf.donntu.ru

       Проведены исследования возможностей послеремонтной оценки технического состояния короткозамкнутых асинхронных электродвигателей. Предложено использовать комплексный критерий исправности, определяемый на основании контроля несимметрии фазных токов статора и угла наклона механической характеристики электродвигателя в области рабочих скольжений. Приведены результаты математического моделирования и экспериментальных исследований.

       Постановка задачи
       Короткозамкнутые асинхронные электродвигатели (АД) - самые распространенные привода современных технологических машин. Однако оптимальному использованию таких электродвигателей препятствует их высокая повреждаемость (ежегодно повреждаются 20-25 % от общего количества установленных электродвигателей). В зависимости от вида и степени повреждения ремонт электродвигателя осуществляется либо собственными силами (в пределах предприятия, эксплуатирующего электродвигатель), либо специализированными организациями (электроремонтными заводами или цехами). При этом для большинства электродвигателей после ремонта с разборкой и заменой деталей надежность работы часто снижается. Тяжело также выявить во время ремонта скрытые дефекты, такие, например, как дефекты стержней короткозамкнутого ротора или нарушение изоляции обмотки статора, что приводит к витковым замыканиям. В связи с этим разработка и совершенствование методов послеремонтной оценки технического состояния электродвигателей, проверки их работоспособности и соответствия нормативным требованиям основных параметров является актуальной задачей.
смотреть статью

Математическое моделирование установившихся режимов работы асинхронных электродвигателей при наличии в них дефектов
Полковниченко Д.В.
Донецкий национальный технический университет
Украина, 83000, Донецк, ул. Артема, 58, ДонНТУ, кафедра «Электрические системы»
Тел. (0622) 92-03-07, E-mail: dima_p@elf.donntu.ru

       Существующие методы диагностики технического состояния электродвигателей оказываются малоэффективными для применения на работающей машине и не могут предупреждать о возникновении дефектов на ранней стадии их возникновения.
       Главная трудность в решении данной задачи заключается в том, что пока недостаточно исследованы отдельные неисправности электрических машин на предмет получения диагностической информации и не определены специальные информативные параметры или признаки (диагностические параметры), характеризующие изменение величин и характеристик электромагнитного, вибрационного и акустического процессов их функционирования при возникновении соответствующих неисправностей [1].
       На основании анализа повреждений электродвигателей, а также по результатам экспериментальных исследований [2], был сделан вывод об универсальности использования в качестве диагностического параметра тока обратной последовательности (ОП). Его универсальность заключается в том, что возникновение практически любого дефекта приводит к изменению тока ОП.
       Для проверки сделанных заключений и получения зависимостей тока ОП от степени развития дефектов были проведены исследования установившихся режимов работы асинхронных электродвигателей (АД) с короткозамкнутым ротором (КЗР) на математической модели. Одной из задач исследований был выбор математических моделей АД для определения пороговых значений диагностических параметров при возникновении различных видов дефектов и проверка степени их адекватности, т.к. от этого в большой степени зависит достоверность оценки технического состояния электродвигателя.
       Для исследования установившихся режимов работы АД при наличии поврежденных стержней КЗР была использована математическая модель [3] для расчета мгновенных значений токов и напряжений, составленная на основе полных дифференциальных уравнений в фазных координатах статора (a, b, c) и в фазных координатах ротора (1, 2, ..., n) с учетом того, что глубокопазный ротор представлен в виде эквивалентного двухклеточного. При этом количество фаз в обмотке ротора равняется числу короткозамкнутых стержней ротора. Отличительной особенностью данной модели является то, что она может быть применена для глубокопазных АД с учетом явления вытеснения тока в роторе.

смотреть статью

Диагностика асинхронного электропривода по данным измерений рабочего режима
Сивокобыленко В.Ф.,Полковниченко Д.В., Кукуй К.А.
Донецкий национальный технический университет

       Асинхронный электропривод получил широкое применение во многих отраслях народного хозяйства, благодаря простоте производства и эксплуатации. Это подтверждается тем, что асинхронным электроприводом потребляется до 40 % электроэнергии, производимой в мире. Однако оптимальному использованию асинхронных электродвигателей препятствует их высокая повреждаемость (ежегодно повреждаются 20-25 % от общего количества установленных электродвигателей). Это приводит к нарушению непрерывности технологических процессов с последующим браком продукции, затратам на восстановление и ремонт электродвигателей, а также на восстановление нормальных технологических процессов производства.
       Процесс автоматизации управления технологическими процессами путем использования диагностирования технического состояния электродвигателей в рабочих режимах позволяет до минимума снизить ущерб от этих последствий за счет раннего обнаружения зарождающихся дефектов.
       Использование методов и средств контроля и анализа текущего технического состояния также позволяет внедрить технологию обслуживания электродвигателей «по состоянию», суть которой заключается в том, что обслуживание и ремонт производятся в зависимости от реального текущего технического состояния механизма, контролируемого в процессе эксплуатации без каких-либо разборок и ревизий на базе измерений соответствующих параметров. При этом затраты на техническое обслуживание электродвигателей снижаются на 50-75 % по сравнению с обслуживанием «по регламенту» (система планово-предупредительных ремонтов) [1].
       Анализ существующих методов технической диагностики электродвигателей показывает, что существуют два направления их развития. К первому направлению относятся методы, осуществляемые при проведении профилактических испытаний и ремонтов (т.е. на неработающих электродвигателях) и позволяющие выявлять практически все возможные виды повреждений. Ко второму направлению относятся экспресс-методы, используемые на работающих электродвигателях, но направленные на выявление одного определенного вида дефектов.

смотреть статью

СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВИБРОДИАГНОСТИКИ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ
Барков А.В., Никитин В.С.
Ассоциация ВАСТ
Россия, 198207, C-Петербург, пр. Стачек, д.140
e-mail: vibro@vast.spb.su
www.vibrotek.com
тел. в России: +7 (812) 327-5563
Статья взята в Интернете с:http://www.vibrotek.com/russian/articles/sovvozm/index.htm

       В настоящее время количество эксплуатируемых машин и оборудования в любой стране существенно превышает возможности их обслуживания и ремонта в соответствии с рекомендациями производителей. Выходом из сложившейся ситуации становится, во-первых, увеличение доли необслуживаемого оборудования, а, во-вторых, переход на ремонт машин и оборудования по фактическому состоянию. Но это возможно лишь при использовании методов и средств глубокой диагностики и долгосрочного прогноза состояния оборудования в процессе его эксплуатации, которые лишь в последние годы стали развиваться быстрыми темпами.
       Информация о состоянии работающего оборудования с вращающимися узлами содержится, прежде всего, в сигнале вибрации. Поэтому анализ вибрации, а также температуры отдельных узлов, тока приводного двигателя и, в некоторых случаях, состава смазки стал основой нового направления технической диагностики, получившего название контроля состояния и диагностики машин. Именно это направление расширило возможности существующих методов неразрушающего контроля, позволило решать практические задачи долгосрочного прогноза состояния вращающегося оборудования и, как следствие, переходить на обслуживание и ремонт вращающегося оборудования по фактическому состоянию.

смотреть статью

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ МЕТОДАМИ ДИАГНОСТИКИ
М.Г. Баширов
Д.М. Сайфутдинов
Уфимский государственный нефтяной технический университет филиал в городе Салавате, Россия

        Основой для обеспечения безопасной эксплуатации оборудования служит комплекс мер, применяемых на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации. Системы диагностирования позволяют выявлять и устранять скрытые дефекты на стадиях приработки и эксплуатации. Как показывает мировая практика, более 25 % аварийных остановок насосно- компрессорного оборудования происходит из-за выхода из строя подшипников электродвигателей привода агрегатов.
       Рассмотрим трехфазную идеализированную двухполюсную машину, которая имеет гладкий воздушный зазор, все параметры ее линейные, а напряжения на выводах синусоидальные [1, 2]......

смотреть статью

Effects of Rotor Air-gap Eccentricity on the Power Factor of Squirrel Cage Induction Machines
H. Meshgin-Kelk , J. Milimonfared
Electric Machines and Drive Laboratory
Department of Electrical Engineering
Amirkabir University of Technology
Tehran 15914, Iran
Phone: +98 (21) 646-6009
Fax: +98 (21) 640-6469
e-mail: meshgin@cic.aku.ac.ir

       Abstract- A substantial portion of induction machine faults is eccentricity related. In this paper, we have studied the power factor variation of induction machines due to the static and dynamic eccentricities. According to this study, air-gap asymmetry leads to inductance coefficient variations and, consequently, induction machine power factor variation. Experimental results are also provided to verify the simulations.
       Keywords: induction motor, power factor, air gap eccentricity, and magnetic equivalent circuit

смотреть статью

ИНТЕЛЛЕКТУКЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБОРУДОВАНИЯ
А.В.Барков
Ассоциация ВАСТ,
Россия, 198207, C-Петербург, пр. Стачек, д. 140
e-mail: vibro@vast.spb.su
www.vibrotek.com
тел. в России: +7 (812) 327-5563
Статья взята в Интернете с:http://www.vibrotek.com/russian/articles/intelsys/index-r.htm

       Значительное сокращение затрат на эксплуатацию промышленного оборудования дает его перевод на обслуживание и ремонт по фактическому состоянию. Для этого необходимо точно знать состояние оборудования и прогнозировать его на время, необходимое на подготовку к ремонту.
       Задача диагностики и прогноза состояния для каждого вида оборудования решается по-своему и с разной глубиной. Для вращающегося оборудования (машин) в последние годы наиболее успешно она решается с использованием сигналов вибрации в типовых режимах работы машины. Но из множества предлагаемых на мировом рынке методов и средств вибрационного мониторинга и диагностики только малая часть дает желаемые результаты.

смотреть статью

Зависимость эксцентриситета воздушного зазора АД с КЗ ротором от коэффициента мощности
Русский вариант статьи:
Effects of Rotor Air-gap Eccentricity on the Power Factor of Squirrel Cage Induction Machines

H. Meshgin-Kelk , J. Milimonfared
Electric Machines and Drive Laboratory
Department of Electrical Engineering
Amirkabir University of Technology
Tehran 15914, Iran
Phone: +98 (21) 646-6009
Fax: +98 (21) 640-6469
e-mail: meshgin@cic.aku.ac.ir

Перевод:
Маруневич А.И.

       Вступление
       Эксцентриситет (Э) – это общая проблема для асинхронных машин. Хорошо известно, что известный уровень Э появляется в АД при изготовлении и компановке. В общем случае существует 2 типа Э, а именно, статический и динамический (СЭ и ДЭ). В обоих случаях ось ротора не совпадает с осью статора. Фактически ось вращения является осью ротора при СЭ, но это не так при ДЭ. Эти типы ассиметрии воздушного зазора образуют уникальные характеристики тока статора. Более того, они образуют Магнитные Толчки Небаланса (UМР), которые приводят к вибрации корпуса двигателя. Предыдущие работы, выполненные по многим исследованиям, были в основном сфокуссированы на определении этих типов ассиметрии. И, действительно, меньше внимания было уделено изменению cosФ в связи с этими ассиметриями. В данной статье исследуется связь изменения cos? с изменениями воздушного зазора АД. Анализ основан на нашем методе упрощенной магнитной схемы замещения.

смотреть статью

НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА И ДИАГНОСТИКИ МАШИН
А.В.Барков
Ассоциация ВАСТ,
Россия, 198207, C-Петербург, пр. Стачек, д. 140
e-mail: vibro@vast.spb.su
www.vibrotek.com
тел. в России: +7 (812) 327-5563
Статья взята в Интернете с:http://www.vibrotek.com/russian/articles/nov_pok/new_pok.htm

       Системы мониторинга машин, т.е. наблюдения за их техническим состоянием - наиболее эффективное средство снижения затрат при переходе на техническое обслуживание машин и оборудования по их фактическому состоянию. При этом экономия в среднем по статистическим данным развитых стран мира составляет около трети затрат на ремонт и обслуживание. И это без учета такого важного фактора, как снижение вероятности крупных аварий с тяжелыми последствиями для окружающей среды.
       Все это данные прошлых лет. Новое поколение систем мониторинга с активным подключением диагностики дает более высокие результаты. Во-первых, из-за снижения стоимости этих систем, использующих компьютерную технику с высокой степенью интеграции. Во-вторых, из-за все возрастающих возможностей компьютерной диагностики машин и оборудования. Основная информация о возможностях систем мониторинга и диагностики нового поколения изложена ниже.

смотреть статью

        Статьи Баркова А.В. размещены с согласия автора. Для соблюдения прав автора для каждой статьи указан адресс в Интернет, где была взята статья. По всем вопросам обращаться к автору по указанному E-MAIL.