УДК 681.518.3

СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Жуковский Юрий Леонидович1, Котелева Наталья Ивановна2
1Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кандидат технических наук, доцент кафедры электротехники, электроэнергетики и электропривода,
2Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кандидат технических наук, ассистент кафедры автоматизации технологических процессов и производств

Аннотация
Произведен анализ способов технической диагностики электропривода переменного тока. Предложен комплексный метод диагностики и оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования основанный на анализе электрических параметров. Представлена структурная схемы интерактивной системы диагностики.

Ключевые слова: диагностика, оценка ресурса, электропривод


ENERGY SAVING BY MEANS OF IMPROVEMENT OF PRINCIPLES AND METHODS OF MAINTENANCE AND REPAIR OF THE ELECTROMECHANICAL EQUIPMENT

Zhukovskiy Yuriy Leonidovich1, Koteleva Natalia Ivanovna2
1National mineral resources university, PhD in Engineering Sciences, associate professor of Electric Engineering, Electrical Energetics and Electromechanics Department
2National mineral resources university, PhD in Engineering Sciences, assistant lecturer of Technological Process Automation and Production Department

Abstract
The analysis of ways of technical diagnostics of the electric drive of an alternating current is made. The complex method of diag-nostics and an assessment of a residual resource of the electrome-chanical equipment based on the analysis of electric parameters is of-fered. It is presented structural schemes of interactive system of diag-nostics.

Keywords: diagnostics, electric drive, resource estimation


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Жуковский Ю.Л., Котелева Н.И. Современные направления технического обслуживания и ремонта электропривода переменного тока // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 5. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/05/34822 (дата обращения: 04.06.2017).

Повысить экономическую эффективность промышленных предприятия в условиях инвестиционного кризиса невозможно без совершенствования принципов и методов технического обслуживания и ремонта (ТОиР) электромеханического оборудования (ЭМО). Развитие кризисных явлений приводит к увеличению расходов на ТОиР по сравнению с затратами на приобретение новой техники. Средний показатель доли оборудования со сверхнормативным сроком службы для промышленных предприятий достигает почти 30%. Такая техника постоянно находится в «предотказном» состоянии, что приводит к увеличению доли затрат на ее содержание в себестоимости продукции производства. Если подобная тенденция сохранится, то через несколько лет затраты на ремонт сравняются со стоимостью нового  оборудования. В то же время предприятия при ликвидации техники ориентируются на ее физическую изношенность.

В настоящее время плановые ремонты выполняются чаще, чем это требуется по техническому состоянию оборудования, при этом не исключается возможность пропуска дефектов.

Переход на стратегию ремонта по фактическому техническому состоянию заключается в том, что объемы и моменты начала ремонтов определяются техническим состоянием оборудования. Оценка технического состояния выполняется с периодичностью и в объеме, установленными нормативными документами. Проведение ремонтов по техническому состоянию способствует оптимизации материально-технических затрат и уменьшению потерь, обусловленных простоями и необходимостью проведения внеплановых ремонтов.

Переход от технического обслуживания по регламенту или по выходу из строя оборудования к обслуживанию по фактическому состоянию, требует использования комплексного метода диагностики, который бы позволил выявлять дефекты и с заданной вероятностью давать прогноз о продолжительности работоспособного состояния без вывода оборудования в ремонт [1, т. 192, c. 84].

Результаты проведенных экспериментальных и теоретических исследований [1, т. 192, c. 84] показывают, что электродвигатели, при определенных режимах работы и возникновении и развитии повреждений отдельных элементов электрической и механической части оборудования, генерируют определенный спектр высших гармонических составляющих токов и напряжений. Выявление корреляционной связи между режимами работы, характерными повреждениями элементов электрической и механической части оборудования и параметрами генерируемых электродвигателем высших гармонических составляющих токов и напряжений позволяет решить задачу мониторинга технического состояния и прогнозирования ресурса этого оборудования. Преимуществом данного метода является возможность проводить диагностику без непосредственного доступа к оборудованию, поскольку измерительные датчики подключаются к щиту управления. Еще одним преимуществом данного способа является возможность мобильного исполнения аппаратно-программной части, что позволяет проводить анализ диагностических данных непосредственно на месте.

Спектральный анализ обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, магнитные и  электрические цепи машины обладают инерционностью, т.е. работают как своего рода фильтры низкой частоты, а также нелинейностью, что приводит к возникновению различных нелинейных искажений. Во-вторых, на спектральный состав токов и напряжений в значительной степени влияет спектральный состав и несимметрия напряжений питающей сети, а так же переходные процессы, обусловленные случайным характером нагрузки привода и изменением управляющего воздействия. Поэтому,  непосредственная оценка состояния электромеханического оборудования только на основе контроля достижения фиксированных уровней отдельными составляющими спектров тока и напряжения в фиксированном диапазоне частот не возможна.

Амплитуда гармоник зависит от степени проявления дефекта, а также от напряжения питания. Если качество сетевого напряжения невысокое, что может быть вызвано, например, подключением к сети импульсных блоков питания большой мощности или другого энергоемкого оборудования, то спектральный состав фазных напряжений сильно отличается от идеального, в нем появляются высокочастотные гармоники. При этом искажения напряжения питания могут носить нерегулярный характер, если причина их появления обусловлена подключением к сети энергоемкого оборудования.

Разработка комплексной системы диагностики базировалась на нескольких взаимодополняющих методах, которые дают возможность определить наибольшее количество самых опасных для данного оборудования дефектов[2]. Оценка технического состояния производится на основе многофакторного анализа: зависимостей напряжения и тока от времени, потребляемых электродвигателем; мгновенных мощностей каждой фазы; спектрального анализа полученных сигналов напряжения, тока и мощности; коэффициентов несимметрии (тока, напряжений, мощности); коэффициентов гармоник (тока и мощности); отдаваемой мощности электропривода; задания выходной координаты; величины потерь электрической энергии.  Наличие нескольких диагностических параметров разной физической природы, позволяющих определить определенный вид повреждения, дает возможность провести более точный анализ возникшего дефекта и максимально исключить ошибку ложного определения, а также отбросить возникающие помехи.

По результатам анализа комплекса диагностических параметров определяется техническое состояние электромеханического оборудования (ЭМО) и оценивается остаточный ресурс. Обработка диагностических параметров осуществляется в несколько уровней. Нулевой уровень – предварительная подготовка массивов данных и их фильтрация.  На первом уровне происходит дифференцированная обработка, определяются вид и уровень дефекта по каждому параметру. На втором уровне обрабатываются взаимные связи исследуемых параметров и дефектов, определяются возможные ложные дефекты и отбрасывается их вклад в уровень развития данного повреждения. На третьем уровне проводится интегральная оценка по всем параметрам, с учетом весовых коэффициентов различных дефектов определяется общее состояние двигателя и дается прогноз о сроке возможной безопасной эксплуатации.

Создание удаленной интерактивной системы диагностики и оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования позволит объединить отраслевые предприятия в единую диагностическую сеть, организовать сбор и обработку статистики для более точной работы системы, позволит удаленным пользователям оценивать находящиеся в эксплуатации электромеханическое оборудование по фактическому состоянию, что приведет к снижению затрат на техническое обслуживание и ремонт, а так же позволит выявить электромеханическое оборудование с повышенным энергопотреблением.

 


Библиографический список
  1. Козярук А.Е. , Жуковский Ю.А., Коржев А.А. Кривенко А.В. Диагностика и оценка остаточного ресурса электромеханического оборудования, работающего в тяжелых условиях, по электрическим параметрам//Спб: Записки Горного института, 2011.
  2. Козярук А.Е. , Жуковский Ю.А., Коржев А.А. Кривенко А.В., Способ диагностики и оценки остаточного ресурса электроприводов переменного тока: патент РФ на изобретение № 2425390, 2011.


Все статьи автора «Котелева Наталья Ивановна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: