Функциональная диагностика асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы

• Автор: Чернов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

4 ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Методы и средства функциональной диагностики

электрических машин

1.1. Классификация методов диагностики электрических машин

1.2. Дефекты электрических машин и их связь с диагностическими параметрами

1.3. Вибродиагностика электрических двигателей

4 1.4. Диагностика электродвигателей на основе временных и

спектральных характеристик фазных токов и напряжений

1.5. Диагностика электрических машин на основе измерения полей рассеяния

1.6. Диагностика электрических двигателей в переходных режимах работы

^ 1.7. Выводы

Глава 2. Автоматизированный комплекс для функциональной диагностики электрических машин
2.1. Плата сбора данных для персонального компьютера
2.2. Датчики для измерения фазных токов и полей рассеяния
2.2.1. Датчик магнитного поля
2.2.2. Датчик электрического тока
<• 2.3. Программное обеспечение автоматизированного комплекса
2.2.1. Драйвер сенсорной платы сбора данных
2.3.2. Сервисные программы комплекса
2.3.3. Специализированные прикладные программы
2.4. Выводы
Глава 3. Исследование характеристик переходных процессов электродвигателей при возникновении механических дефектов
* 3.1. Особенности диагностирования электродвигателей в

переходных режимах работы
3.2. Исследование влияния дисбаланса ротора электродвигателя на переходные характеристики при его включении
3.3. Вычисление огибающих осциллограмм фазного тока и поля рассеяния
3.4. Методика определения длительности переходных процессов
при разбеге электродвигателя и оценка погрешности
3.5. Исследование влияния дисбаланса ротора электродвигателя на переходные характеристики при его выключении
3.6. Выводы
Глава 4. Исследование влияния дисбаланса ротора на характеристики переходных процессов асинхронного электродвигателя на основе его математической модели
4.1 Математическая модель асинхронного электродвигателя с симметричным воздушным зазором
4.2. Оценка величины момента сопротивления
4.3. Математическая модель асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора
4.4. Расчет основных характеристик электродвигателя в режиме разбега
4.5. Расчет временной зависимости поля рассеяния электродвигателя в режиме разбега
4.6. Расчет токов и поля рассеяния электродвигателя в режиме выбега
4.7. Оценка влияния величины дисбаланса ротора на длительность переходных процессов
4.8. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Функциональная диагностика электрических двигателей обычно основана на спектральном анализе вибраций, фазных токов и напряжений, измеряемых в стационарных режимах работы двигателя. Вместе с тем, имеется широкий круг задач, для решения которых требуется использовать электродвигатели в переходных режимах работы. Примерами такого использования могут служить лифты, подъемные краны, холодильные установки, транспортные средства и так далее. Особенностью работы электродвигателей в этих случаях является частые включения и выключения напряжения питания, при которых токи, протекающие по статорным обмоткам, а также другие величины, связанные с этими токами, могут в несколько раз превышать токи в стационарных режимах работы.
Это может привести к тому, что те или иные дефекты, которые могут возникнуть в электродвигателе в процессе его эксплуатации, при его диагностике в стационарном режиме могут быть, и не обнаружены. Поэтому представляется необходимым такие асинхронные электродвигатели, для которых характерны частые включения и выключения, диагностировать на основе измерения их переходных характеристик.
Для такой функциональной диагностики электродвигателей требуется решить две задачи. Во-первых, необходимо установить причинно-следственную связь между диагностируемыми дефектами объекта и диагностическими признаками. Во-вторых, необходимо измерить диагностические параметры, выделить в них диагностические признаки и произвести сравнительный анализ диагностических признаков у испытуемого двигателя и двигателя, условно принятого за эталон.
Решение первой задачи возможно двумя способами. В первом способе в объекте искусственно создается тот или иной дефект, и экспериментально определяются диагностические признаки, контроль которых позволяет
После заполнения буфера выставляются соответствующие флаги, после чего возможно считывание новой порции данных прикладной или сервисной программой. Такой режим передачи данных наиболее оптимален при накоплении больших массивов данных.
Одновременно с заполнением буферов происходит подсчет усредненных значений по 4, 8, 16, 32, 64, 128,256, 512,1024,2048 последним значениям, причем при их вычислении выставляются соответствующие флаги, что позволяет снимать усредненные данные с платы через строго фиксированные промежутки времени, например 1 секунда - 1024 точки. Поскольку усреднение происходит на уровне драйвера, то это позволяет не только максимально оптимизировать время процесса усреднения, но и значительно упрощает процесс обмена данными между процессором и платой.
2.3.2. Сервисные программы комплекса
Набор сервисных программ позволяет проводить диагностику основных частей комплекса, устанавливать режимы измерений, проводить градуировку датчиков и так далее.
Программа установки режимов измерений предоставляет возможность конфигурирования сенсорной платы: изменение частоты опроса датчиков, коэффициента усиления и количества подключаемых каналов. При этом любая прикладная программа всегда может узнать временной интервал между двумя соседними точками измерения. Настройка режимов работы платы сбора данных осуществляется с помощью процедуры, графический интерфейс которой представлен на рис. 2.6.
Для удобства пользователя драйвер автоматически создает файл конфигурации платы для каждой использующей его программы, что позволяет пользователю менять параметры платы, не заботясь об их