Методическое, алгоритмическое и программное обеспечение контроля технического состояния электромеханических и электронных силовых устройств с общей сетью питания

• Автор: Зобенко, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 180 с. : ил.

№ Название раздела

'ф Введение
1 Электронные силовые и электромеханические устройства и методическое обеспечение контроля их параметров
1.1 Электронные силовые и электромеханические устройства автономных и стационарных объектов

1.2 Методическое обеспечение контроля технического состояния ЭМУ

1.3 Методическое обеспечение контроля технического состояния ЭСУ

2 Методическое обеспечение контроля технического состояния

ф ЭМУ по форме пульсирующего напряжения генератора

2.1 Анализ связи режимов функционирования ЭМУ со спектральным

составом напряжения в сети питания

9 2.2 Анализ спектра напряжения генератора авиационного ДВС на на

личие основных характеристических гармоник
2.3 Анализ спектрального состава напряжения генератора автомо
бильного ДВС при возникновении разнородных дефектов
2.4 Определение минимальной частоты дискретизации и объема вы
борки сигнала генератора
Ф 2.5 Изменения спектров вибрации двигателя и напряжения генератора
при возникновении различных неисправностей ф 2.6 Анализ изменений спектра пульсирующего напряжения генератора
при постепенном перегреве ДВС
2.7 Методическое обеспечение контроля качества функционирования
ДВС на основе анализа спектра напряжения генератора Выводы к разделу 2
3 Контроль технического состояния ЭМУ по пульсирующей состав
ляющей напряжения датчиков
3.1 Вибрационные характеристики газотурбинных двигателей

Гармонический состав напряжения электромеханического датчика Анализ возможностей расширения частотной полосы пропускания электромеханических датчиков
Алгоритмы работы устройств контроля технического состояния ГТД по спектрам сигнала электромеханических датчиков Алгоритм работы устройства контроля ГТД Определение ресурсов, необходимых для реализации алгоритмов Выводы к разделу
Методическое обеспечение контроля технического состояния ЭСУ Анализ и обоснование выбора контролируемых параметров ключевых элементов ЭСУ
Методическое и алгоритмическое обеспечение контроля параметров силовых транзисторных ключей на основе нейронных сетей Прогнозирование степени деградации транзистора с оценкой его остаточного ресурса
Техническая реализация методики контроля параметров транзисторов ЭСУ по изменению формы коммутируемого тока Выводы к разделу
Организация экспериментальных исследований и практическая реализация контроля и диагностики ЭМЭСУ Устройство для испытаний транзисторных ключей Программное обеспечение для реализации контроля параметров ЭСУ с применением нейронных сетей
Организация экспериментов для получения информации о состоянии ЭМУ по спектру напряжения
Макеты отладочных устройств контроля параметров ЭМЭСУ и алгоритмы их работы Выводы к разделу 5 Основные результаты работы Литература
Работоспособность радиоэлектронного и электротехнического оборудования различных объектов в значительной мере определяется техническим состоянием электромеханических и электронных силовых устройств (ЭМЭСУ), предназначенных для получения электрической энергии, обладающей требуемыми показателями качества, и имеющих общую сеть питания. К электромеханическим (ЭМУ) относятся устройства для производства электрической энергии, состоящие из двигателя (внутреннего сгорания, газотурбинного или турбовинтового и т.п.) и приводимого им во вращение генератора постоянного или переменного тока, являющегося источником электрической энергии. Электронные силовые устройствДЭСУ) - это преобразователи, регуляторы, стабилизаторы напряжения и тока, представляющие собой импульсные усилительнопреобразовательные устройства (ИУПУ). Они обеспечивают требуемые для конкретного потребителя (нагрузки) показатели качества электрической энергии в сети нагрузки.
Техническое состояние ЭМЭСУ автономных и стационарных объектов в значительной мере определяет работоспособность потребителей и существенно влияет на срок их службы, надежность, массу, габариты, стоимость. Возникновение дефектов или отказов в ЭМЭСУ приводит к ухудшению эксплутацион-ных параметров потребителя или к частичной (полной) потере работоспособности. Таким образом, имеет место важная проблема — повышение качества функционирования электромеханических и электронных силовых устройств за счет контроля их технического состояния, своевременного выявления дефектов и прогноза отказов.
На этапах производства и испытаний контроль параметров ЭМЭСУ проводится с помощью специально разработанных систем контроля, содержащих необходимое для этого оборудование. В то же время, в процессе эксплуатации реализация контроля усложняется из-за необходимости применения дополнительного оборудования на ЭМЭСУ. Для этого на объектах контроля традиционно устанавливаются различные датчики с измерительными преобразователяСпектр напряжения с генератора Scintilla авиационного двигателя Valter-Minor М332 лежит в диапазоне частот от 1 Гц до 10 кГц. Наибольшее число гармоник, связанных с работой двигателя находятся в диапазоне частот от 1 до 200 Гц. В этом диапазоне частот спектр имеет нестационарность гармонических составляющих примерно 0,3 Гц. Для получения достаточной разрешающей способности необходимо выбрать частоту дискретизации не менее 400 Гц, длительность интервала наблюдения должна составлять не менее 330 мс. Минимальный объем выборки в данном случае составит
N = —-— Fàuap =1,2-103 отсчетов
нестач.
2.5. Изменения спектров вибрации двигателя и напряжения генератора при возникновении различных неисправностей Спектры сигналов следует проанализировать при выявлении различных дефектов ЭМУ. Для примера на рис.2.7 приведены спектры сигналов генератора при исправной работе двигателя, при отказе первого или четвертого цилиндров.
f, Hz
Рис.2.7. Спектры сигналов генератора при исправной работе двигателя (внизу), при отказе работы первого цилиндра (вверху) и при отказе четвертого
цилиндра (посередине)