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 проектування, розробка та практичне упровадження на базі проведених досліджень [1] блока інтелектуального токового захисту і системи збору та контролю інформації у виробничих умовах.

Задачі, які будуть вирішеними у ході магістерської роботи:

1) Вибір та обґрунтування апаратної та програмної бази для проектування та розробки

2) Обґрунтування конфігурації мережі/p>

3) Розробка математичної моделі алгоритмів керування захистом АД відповідно до апаратної бази

4) Розробка та реалізація програмного забезпечення інтелектуального блоку токового захисту

5) Розробка та реалізація програмного забезпечення робочої станції мережі

6) Розробка та реалізація програмного забезпечення головної станції мережі

7) Реалізація протоколів зв'язку

3. Очікувана наукова новизна та планована практична цінність

Наукова новизна:

1) Створена нова математична модель алгоритмів захисту АД

2) Розроблена інтегральна програмна модель для реалізації наступних задач

• захисту трьохфазного асинхронного двигуна
• забезпечення зв'язку апаратних комплексів з різною архітектурою
• збору інформації та керування обладнанням у промислових умовах

Практична цінність:

На базі отриманих моделей будуть спроектовані, розроблені та впроваджені у виробництво інтелектуальний блок захисту АД і система збору та контролю інформації у виробничих умовах.

4. Отримані та плановані результати за темою

У результаті проведеної на даний момент роботи, спроектована та знаходиться на стадії експериментальних досліджень система збору та контролю інформації у виробничих умовах. Розроблена більша частина математичної моделі захисту АД. За допомогою симулятора, який вбудований у середу розробки MPLAB IDE, відлагоджені алгоритми функціонування блока токового захисту. Таким чином, поставлені задачі по вибору апаратної і програмної бази, обґрунтуванню конфігурації мережі і розробкам програмного забезпечення є вирішеними. Задача реалізації протоколів мережі знаходиться у стадії доробки.