|
|
Рисунок 1 – Искажение силовых линий магнитного поля при
НВЗ: |
Рисунок 2 – Пространственные |
(данные анимации рассчитаны на повторение 10 раз) |
|
Введение
Наиболее важные проблемы электроэнергетики связаны с сокращением потерь энергии и повышением надежности эксплуатации оборудования. Обе проблемы проявляются при возникновении неравномерности воздушного зазора (НВЗ), возникающего в асинхронных двигателях (АД). Указанное явление обуславливается абразивным износом подшипников, деформацией торцевых щитов машины, смешением фундаментов выносных подшипников и т.п. Поскольку воздушный зазор в АД весьма мал, то указанные причины вызывают эксцентриситет ротора, что приводит к вибрации и ускоряет износ подшипников.
|
|
Рисунок 1 – Искажение силовых линий магнитного поля при
НВЗ: |
Рисунок 2 – Пространственные |
(данные анимации рассчитаны на повторение 10 раз) |
|
Эксцентриситет определяется как мера нарушения симметрии воздушного зазора по результатам непосредственных его замеров в торцевых частях расточки статора по известной формуле
где 
– соответственно средняя и максимальная величины воздушного зазора.
Из-за относительной малости воздушного зазора этот показатель оказывается весьма чувствительным к деформации замков станины, подшипниковых щитов и выработке подшипников машины в процессе эксплуатации.
Известно, что в результате появления значительного эксцентриситета коэффициент полезного действия АД снижается на 2,8 %, максимальный и пусковой моменты уменьшаются в пределах 20 % и 8 % соответственно, скольжение увеличивается на 10 %. В наиболее тяжелых случаях возможно касание ротора за внутреннюю поверхность статора. Возникающие при этом повреждения требуют проведения продолжительного восстановительного ремонта АД. Затраты в этом случае соизмеримы со стоимостью новой машины.
Отсутствие эффективных способов косвенного контроля равномерности воздушного зазора асинхронных машин может быть отнесено к одной из нерешенных проблем промышленной энергетики. Перспективным направлением в её решении является установление и использование в целях технической диагностики критериальных оценок параметрического эффекта – явления, связанного с отраженном неравномерности воздушного зазора в изменении индуктивных сопротивлений машины.
Цели и задачи исследований
Целью работы является исследование физических явлений, отражающих эффект изменения магнитных полей рассеяния вне корпуса двигателя и влияние неравномерности воздушного зазора.
Основные задачи исследований:
Научная новизна
Существующие методики оценки НВЗ являются сложными, требующими регистрации фазных токов и напряжений машин. Методика планируемая к разработке в работе основывается на регистрации НВЗ вне корпуса машины при кратковременном отключении её от источника питания.
Существующие методики контроля неравномерности воздушного зазора
Сразу следует отметить, что напрямую измерить НВЗ затруднительно. На практике приходится иметь дело с неравномерностью имеющей порядок десятых долей миллиметра, что само собой подразумевает применение сверхточных измерительных инструментов. При этом НВЗ определяется электрической осью машины (на практике никогда в точности не совпадает с геометрической осью ротора), что делает практически невозможным измерение неравномерности путём измерительных инструментов.
К числу наиболее известных методов косвенного контроля неравномерности воздушного зазора (НВЗ) в настоящее время можно отнести метод контроля по величине синхронного индуктивного сопротивления, а также метод контроля по величинам индуктивного сопротивления короткого замыкания и нулевой последовательности, исследованных в нашем университете. К недостаткам указанных методов следует отнести:
Практическая значимость
Указанные выше методы не нашли широкого применення в промышленности. Таким образом, задача создания более эффективного метода контроля НВЗ является актуальной.
Использование нормального переходного процесса кратковременного отключения АД в качестве тестового воздействия может иметь существенное преимущество перед известными методами. Опенка эффективности исследуемого экспресс–метода требует установления диагностического параметра машины, выбора возможного диагностического сигнала и оценки его чувствительности к нарушению равномерности воздушного забора.
Целью настоящей работы является разработка метода диагностирования, исключающего приведенные недостатки. Данная методика даст теоретические посылки для разработки прибора для контроля НВЗ всех видов промышленных двигателей. Данное устройство позволит за несколько минут измерений и обработки данных оценить НВЗ и принять меры по устранению неравномерности. Как уже отмечалось выше устранение НВЗ благоприятно сказывается на улучшении основных параметров электрических машин.
Результаты исследований
На данный момент работа ещё не завершена. Разработана физическая модель диагностирования НВЗ, требующая эксперементального подтверждения.
К настоящему времени составлена программа испытаний и проведен эксперимент на базе оборудования кафедры общей электротехники ДонНТУ. Для измерений использовался высокоточный измерительный аналого цифровой прибор РЕКОН – 08МС
. Опыт был проведен на асинхронном двигателе общего применения с номинальным напряжением 380 В и мощностью 1,5 кВт с целью:
В опыте в процессе отключения машины от сети, были получены качественные зависимости напряжения в статоре и потока рассеяния двигателя
.
Проведение исследований на опытном двигателе с возможностью изменения НВЗ намечено на конец мая 2007 года.
Заключение
При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Полный текст работы и все материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после завершения исследований в IV квартале 2007 года.
