Контроль вибрационных характеристик асинхронных двигателей на основе применения методов спектрального анализа с минимизацией погрешностей

• Автор: Тарасова, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 120 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Задачи контроля и анализа вибрации асинхронных двигателей

1.1 Виброакустические процессы асинхронных

двигателей и контроль их технического состояния

1.2 Частотные модели виброакустических процессов

асинхронных двигателей

1.3 Методы, системы и погрешности контроля

спектральных характеристик виброакустических процессов

1.4 Постановка задачи разработки методов и систем контроля

вибрации асинхронных двигателей

2. Анализ электромагнитных процессов в асинхронных
двигателях с преобразователями частоты
2.1. Обзор современных методов теоретического
исследования машинно-вентильных сис^р.м
2.2. Особенности анализа электромагнитных процессов в АД
2.3. Разработка математической модели системы ПЧ-АД
2.4. Исследование математической модели системы ГІЧ-АД
на интервале постоянства структуры
Выводы по второй главе
3. Методы повышения качества спектрального анализа
виброакустических процессов асинхронных двигателей
3.1 Классификация методических погрешностей спектрального анализа виброакустических процессов асинхронных
двигателей
3.2 Метрологическая характеристика средств спектрального
анализа вибраций
3.3 Спектральный анализ виброакустических процессов на основе оценивания текущих статистических характеристик Выводы по третьей главе
4. Проектирование систем контроля вибрации асинхронных двигателей
4.1. Показатели качества систем контроля вибрации асинхронных двигателей
4.2. Разработка систем контроля вибрации асинхронных двигателей на основе оптимальных стоимостных характеристик
4.3. Система контроля вибрации электрических машин. Экспериментальные исследования вибрационных характеристик асинхронных двигателей
Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Асинхронный двигатель составляет основную нагрузку большинства предприятий (около 60 % мощности). Такое широкое применение асинхронных двигателей объясняется их высокими эксплуатационными и техникоэкономическими характеристиками. Поэтому даже незначительный процент отказа асинхронных двигателей приводит к тяжелым последствиям для предприятий, что обуславливает в настоящее время значительное внимание к техническому состоянию этих двигателей.
Одним их перспективных методов оценивания технического состояния асинхронных двигателей является метод вибродиагностики. В основе этих методов лежит измерение параметров и характеристик вибрации, генерируемых асинхронным двигателем, сравнение по определенным критериям экспериментальных оценок параметров и характеристик вибрации с заданными и принятие решения о техническом состоянии. Качество вибродиагностики во многом определяется достоверностью оценок параметров вибрации на этапе измерения.
Известные методы и средства контроля и измерения характеристик и параметров вибрации и шума, основанные на спектральном анализе виброакустических процессов, позволяют получать достоверные оценки только в том случае, когда в качестве модели исследуемых сигналов используется детерминированный или стационарный эргодический процесс.
Виброакустические процессы асинхронных двигателей носят сложный характер, представляют собой совокупность периодических и случайных нестационарных процессов и связаны с режимом работы. Кроме того, применение экспериментальных методов для контроля и измерения спектральных характеристик виброакустических процессов сдерживается зависимостью точности получаемых оценок от вида измеряемого спектра, от соотношения периода нестационарное процесса и времени анализа, от

гармонических составляющих из схемы замещения. Гармонический анализ особенно удобен для энергетической оценки системы. К основным недостаткам этого метода следует отнести громоздкость аналитических выражений и их незамкнутый вид [92], кроме того, сильно затруднено его применение для анализа динамики электромагнитных процессов.
При исследовании систем с переменной структурой силовой цепи, когда заранее не известны интервалы коммутации и форма кривой выходного напряжения, применение метода гармонического анализа становится затруднительным, а в ряде случаев практически невозможным.
Метод мгновенных значений, основанный на принципе припасовывания, применим для анализа систем, как с постоянной, так и с переменной структурой силовой цепи, причем в последнем случае для ряда систем он является единственно возможным. Теоретические исследования МВС, при которых в качестве переменных используются мгновенные значения токов и напряжений, включают в себя известные методы составления, преобразования и решения интегро-дифференциальных уравнений. К ним относятся: классический метод, операторный метод, основанный на преобразовании Лапласа и ^»-преобразовании [45, 61]; метод разностных уравнений [1]; метод изображающих векторов [35]; метод переменных состояния [17, 103] и др. Основными достоинствами указанных методов являются: высокая точность результатов расчета, зависящая лишь от принятых допущений при постановке задачи; в ряде случаев, замкнутый вид получаемых аналитических выражений; возможность анализа как установившихся, так и переходных процессов. К недостаткам можно отнести трудности, возникающие при решении систем дифференциальных уравнений многофазных асинхронных двигателей и стыковки получаемых решений на отдельных интервалах периода повторяемости. Анализ усложняется по мере увеличения числа расчетных интервалов на периоде. При анализе подобных систем возникает дополнительная задача определения границ интервалов включенного состояния