Разработка и исследование методов и средств диагностики электрических машин на основе измерения их полей рассеяния

• Автор: Жарков, Владислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Методы и средства диагностики электрических машин

1.1. Поле рассеяния электрических машин

1.2. Методы вибродиагностики

1.3. Диагностика электрических машин на основе измерения электрических параметров

1.4. Диагностика электротрансформаторов

1.5. Принципы построения автоматизированных диагностических комплексов

1.6. Автоматизированные спектроанализаторы

1.7. Выводы

Глава 2. Исследование переходных процессов в первичных

преобразователях индуктивного типа
2.1. Первичные преобразователи индуктивного типа на основе ЬЯ-цепи и £С-контура
2.2. Первичные преобразователи индуктивного типа на основе ЬИ-
и 7,.0/?-контуров
2.3. Схемотехническое моделирование переходных процессов в первичных преобразователях индуктивного типа на основе ЬЯ-цепи, ЬС- и ХДЛ-контуров
2.4. Анализ параметров первичного преобразователя на основе ££>7?-контура с помощью схемотехнического моделирования
2.5. Выводы
Глава 3. Автоматизированный диагностический комплекс
3.1. Многоканальная сенсорная плата сбора данных
3.2. Схемотехническое моделирование сенсорной платы сбора данных
3.3. Конструкции индуктивных датчиков
3.3.1. Датчик поля рассеяния
3.3.2. Датчик виброперемещений
3.3.3. Датчик фазного тока
3.4. Оценка методической погрешности индуктивного датчика магнитного поля
3.5. Программный пакет автоматизированного комплекса
3.5.1. Драйвер сенсорной платы сбора данных
3.5.2. Сервисные программы
3.5.3. Программа «Вибродиагностика»
3.5.4. Программа «Универсальный спектроанализатор»
3.5.5. Программа «Анализатор нестационарных процессов»
3.6. Выводы
Глава 4. Исследование влияния дефектов электрических машин на
характеристики поля рассеяния
4.1. Сравнительный анализ характеристик полей рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин
4.2. Диагностика разбаланса ротора электродвигателя
4.3. Диагностика межвитковых замыканий электротрансформатора
4.4. Измерение скольжения асинхронных электродвигателей
4.5. Выводы
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность темы. Электрические машины (электродвигатели, генераторы и трансформаторы) выполняют важные задачи в различных

сферах производства. Их внезапный отказ сопровождается значительными экономическими потерями. Поэтому диагностика данных агрегатов с целью выявления дефектов на ранней стадии их развития является актуальной задачей, решение которой позволит предотвратить аварийные ситуации. При этом необходимым условием проведения диагностики является измерение диагностических параметров без отрыва объекта от процесса производства и транспортировки его на специализированные стенды.
В настоящее время основным направлением в диагностике электрических машин является вибродиагностика. Методы вибродиагностики позволяют получить подробную информацию о техническом состоянии объекта и основываются на анализе временных и спектральных характеристик вибраций. Одними из основных недостатков вибродиагностики являются контактный метод измерения и жесткие требования к расположению датчика на объекте.
Кроме вибродиагностики для оценки технического состояния электрических машин активно применяются методы диагностики на основе измерения фазных токов и напряжений. Применение токовых клещей позволяет проводить измерения без разрыва цепей питания объекта. При этом, в отличие от вибродиагностики, нет необходимости устанавливать датчик в определенное положение относительно объекта.
Информацию о техническом состоянии объекта диагностирования можно получить также на основе измерения поля рассеяния, существующего вблизи электрической машины и являющегося частью общего магнитного потока. Поскольку поток рассеяния создается фазными токами в обмотках электрической машины, то возникновение дефектов должно приводить к изменениям в спектре поля рассеяния. Использование поля рассеяния в качестве основного или дополнительного источника диагностической
1.4. Диагностика электротрансформаторов
Широкое использование электротрансформаторов в ключевых участках производственного процесса определяет важность проведения диагностики с целью оценки технического состояния и прогнозирования времени капитального ремонта. На основе анализа периодической литературы и информации из Интернета проведем классификацию дефектов возникающих в трансформаторах. На сегодняшний день существуют разные подходы к подобной классификации, подробно рассмотренные в [52]. Там же была представлена достаточно логичная, но, как оказалось при практическом использовании, весьма громоздкая схема классификации дефектов. Анализ показал, что решение данного, одного из ключевых в диагностике, вопроса возможно в рамках определенного компромисса, результатом которого может быть классификация дефектов в силовых масляных трансформаторах, представленная в табл. 1.4.1 [53]. На первое место выделены дефекты в обмотках и отводах, и особенно замыкания между витками, вследствие нарушения изоляции (пункты 1.1 и 1.2).
Данная схема положена в основу экспертной системы автоматизированной оценки состояния силовых трансформаторов «Диагностика+» [54]. Построение классификации сопровождается следующими проблемами:
• требование наглядности;
• явление синонимии, когда одно и то же явление называется по-разному;
• динамика развития повреждения, в которой один исследователь выделяет одно звено и по его названию присваивает имя всему дефекту, а другой - смежное звено, но, естественно, имеющее другое название.