1 Вводная часть
    1.1 Актуальность проблемы
    1.2 Постановка цели и задачи
    1.3 Научная новизна и практическая ценность

2 Обзор
    2.1 Локальная ситуация
    2.2 Научная школа
    2.3 Мировая ситуация

3 Заключительная часть. Основные понятия и краткое описание работы
    3.1 Предпосылки использования данных методик
    3.2 Особенности методики исследования
    3.3 Результаты исследований

4 Выводы

5 Литература

1.1 Актуальность темы

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.

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.

1.2 Постановка цели и задачи

К числу наиболее известных методов косвенного контроля неравномерности воздушного зазора (НВЗ) в настоящее время можно отнести метод контроля по величине синхронного индуктивного сопротивления [1], а также метод контроля по величинам индуктивного сопротивления короткого замыкания и нулевой последовательности, исследованных в ДПИ. К недостаткам указанных методов следует отнести:

• требование отключения АД от сети с подготовкой рабочего места по наряду;
• необходимость использования внешних источников постоянного или переменного тока для подачи диагностического воздействия на АД;
• значительное время проведения диагностического испытания (до 3–4 часов).

Указанные методы не нашли широкого применения в промышленности. Таким образом, задача создания более эффективного метода контроля НВЗ является актуальной. Целью настоящей работы является разработка метода диагностирования, исключающего приведенные недостатки.

1.3 Научная новизна и практическая ценность

Научная новизна: создание новых решений и усовершенствования методик контроля неоднородности воздушного зазора низковольтных асинхронных двигателей.

Практическая ценность: предложенные решения дают возможность определить на ранней стадии развития повреждений и прогнозировать дальнейшие проверки или вывод в ремонт двигателя, эффективность которых в промышленных условиях неоценима.

2.1 Локальная ситуация

Моим руководителем является Рогозин Георгий Григорьевич доктор технических наук, действительный член Международной академии электротехнических наук (МАЭН, г. Москва) профессор кафедры "Электрические системы"

Ассоциация механиков "АссоМ"
Здесь вы найдете информацию об использовании современных технологий и материалов при техобслуживании и ремонте промышленного оборудования:

• техническая диагностика и защита оборудования от поломок;
• технологии и инструмент для механосборочных работ;
• триботехника и смазочные материалы;
• материалы для восстановления оборудования;
• компьютерные технологии в ремонтном производстве;
• проектирование современных механизмов и машин.

Оренбургский государственный университет
Никиян Н.Г., Сурков Д.В.

ОСВОЕНИЕ И ОЦЕНКА МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Описано экспериментальное исследование двух методов электромагнитной диагностики относительного эксцентриситета ротора асинхронных двигателей: по значению ЭДС системы измерительных катушек и по значению потенциала нейтральной точки звезды обмотки статора. Показано, что данные методы обладают достаточной для практического применения чувствительностью. Из сравнения двух методов сделан вывод о перспективности применения метода измерения потенциала нейтральной точки звезды обмотки статора.

ВиброАкустические Системы и Технологии Ассоциация предприятий
Коллектив ассоциации предприятий ВАСТ ведет свою историю с 1989 года, когда группа специалистов с 20 летним стажем изучения вибрации выделилась из отраслевой лаборатории Центрального научно - исследовательского института судовой электротехники и технологии, Санкт-Петербург, и в 1990 году образовала первую самостоятельную фирму - МП "Вибротехника".

В настоящее время основными направлениями деятельности ВАСТ являются:

• Производство и поставка систем вибрационного мониторинга, диагностики и балансировки оборудования на месте их эксплуатации;
• Подготовка сециалистов по виброакустической диагностике и балансировке;
• Исследования в различных областях технической диагностики;
• Разработка и производство измерительных и анализирующих приборов и систем.

Основные ноу-хау:

• Методики глубокой диагностики роторных машин по вибрации;
• Программное обеспечение для автоматической диагностики узлов роторных машин.

За прошедшие годы системы диагностики, мониторинга и балансировки были внедрены на сотнях предприятий России и других стран.

В настоящее время ассоциация строится на основе головного предприятия ООО "Ассоциация ВАСТ", дочернего предприятия ООО "Вибротехника", на котором сосредоточены разработки и производство продукции, а также целого ряда дочерних предприятий и филиалов, занимающихся распространением продукции ВАСТа, обслуживанием предприятий по вибродиагностике и балансировке в регионах.

Основным партнером ВАСТа на международном рынке является фирма VibroTek, Inc., США, совместно с которой ВАСТ сотрудничает начиная с 1996 года в области разработки и распространения продукции.

• Разработка и производство технических и программных средств вибродиагностики и виброналадки вращающегося оборудования
• Разработка и производство приборов и программ диагностики электротехнического оборудования
• Разработка и производство приборов и программ диагностики нефтедобывающего оборудования

Выполнение мониторинга тока работающего двигателя в течение короткого интервала времени и последующий специальный спектральный анализ полученных данных позволяет определить наличие следующих повреждений:

• межвитковые замыкания обмоток статора;
• повреждения подшипников;
• несоосность валов двигателя и механической нагрузки;
• повышенный эксцентриситет ротора (статический и/или динамический);
• дефекты (обрыв стержней, дефекты литья) ротора;
• задевание ротора о статор;
• ослабление элементов крепления электродвигателя;
• дефекты механической части связанных с электродвигателем устройств.

,

где   – соответственно средняя и максимальная величины воздушного зазора. [2]

Из-за относительной малости воздушного зазора этот показатель оказывается весьма чувствительным к деформации замков станины, подшипниковых щитов и выработке подшипников машины в процессе эксплуатации. [3] При наличии несимметрии воздушного зазора, как известно, снижается пусковой момент, растут одностороннее магнитное притяжение и вибрация ротора, снижается из-за увеличения потерь в стали к. п. д. асинхронной машины.

Определение воздушного зазора по оси каждого паза ротора можно рассчитать по выражению:

Рисунок 1 – Пространственные координаты неравномерного воздушного зазора АД

Указанные явления обусловливаются неравномерностью распределения приложенного напряжения между катушками фаз и нарушением симметрии фазных токов статора, что приводит к росту высших гармоник в магнитном потоке воздушного зазоре и увеличению индуктивностей машины.

Одно из перспективных направлений эксплуатационного контроля неоднородности воздушного зазора асинхронных машин заключается в установлении и использовании диагностики экспериментальных зависимостей, которые отображают влияние данного явления на электромагнитные параметры машины.

Использование нормального переходного процесса кратковременного отключения АД в качестве тестового воздействия может иметь существенное преимущество перед известными методами. Оценка эффективности исследуемого экспресс–метода требует установления диагностического параметра машины, выбора возможного диагностического сигнала и оценки его чувствительности к нарушению равномерности воздушного забора.

Для измерений использовался высокоточный измерительный аналогово-цифровой прибор РЕКОН – 08МС.

В качестве тестового воздействия был использован нормальный переходный процесс кратковременного отключения АД от сети.

Опыт был проведен на асинхронном двигателе общего применения с номинальным напряжением 380 В и мощностью 1.5 кВт с целью:

• оценке гармонических состовляющих в магнитном потоке воздушного зазоре;
• установления оптимальное положения индукционного датчика для измерения потоков рассеяния в торце вала машины; [5]
• проверки регистрирующих способностей прибора.

В результате исследований были получены качественные зависимости напряжения статора и потока рассеяния двигателя. Была разработана физическая модель диагностирования НВЗ, требующая экспериментального подтверждения.

Рисунок 2 – Зависимости напряжения статора и потока рассеяния двигателя от времени:
напряжения статора - синяя кривая
напряжения потока рассеяния - красная кривая

Проведение исследований на опытном двигателе с возможностью изменения НВЗ намечено на июнь 2007 года.

При написании данного автореферата магистерская работа еще не завершена.

Окончательное завершение: декабрь 2007 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Таким образом, данная методика дает теоретические посылки для разработки прибора для контроля неоднородности воздушного зазора промышленных двигателей. А данное устройство позволит за непродолжительный период измерений и обработки данных дать оценку неоднородности воздушного зазора и принять меры по устранению неравномерности, что в промышленных условиях неоценимо. Можно считать, что на данном этапе исследований методика контроля неоднородности воздушного зазора асинхронных двигателей аналитически обоснована. Однако влияние неоднородности воздушного зазора на потоки рассеяния в торце вала машины нуждаются в дальнейшем анализе.

1. Рогозин Г.Г. Контроль равномерности воздушного зазора асинхронной машины по значению синхронного индуктивного сопротивления. – Электричество. 1981 г, № 5. – с. 44–46.
2. Рогозин Г.Г., Лапшина Н.С. Косвенный контроль неравномерности воздушного зазора асинхронных машин. - ДГТУ, Электротехника №3, 1980.
3. Ермолин Н.П., Жерихин И.П. Надежность электрических машин. М.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1976, с.248.
4. Рогозин Г.Л, Мироненко И.А. Влияние неравномерности воздушного зазора на электромагнитные параметры и переходные процессы ротора при отключении асинхронных двигателей», ДГТУ.
5. Никитян Н.Г, Йондем М.Е. Магнитное поле в воздушном зазоре асинхронные машины при наличии эксцентриситета.–Ереван: Издательство ЕПИ., 1983.