Разработка методов автоматизированного диагностирования электроприводного газоперекачивающего агрегата с учетом переходных процессов

• Автор: Семичастнов, Валерий Георгиевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Проблемы исследования вибрационных процессов в энергетических машинах и разработки методов их диагностирования
1.1. Современное состояние вопроса исследования вибрации энергетического оборудования
1.2. Обзор существующих методов и средств вибрационного диагностирования энергетических машин
1.3. Проблемы диагностического обслуживания электроприводных ГПА на КС ООО «Самаратрансгаз»
1.4. Задачи исследований и разработки методов вибрационного диагностирования электроприводных ГПА
Глава 2. Теоретические исследования процессов,
происходящих в СТД
2.1. Математическая модель для переходных электромагнитных
и электромеханических процессов в СТД
2.2. Анализ электромагнитных и электромеханических
процессов на пусковых режимах СТД
2.3. Определение сил одностороннего магнитного тяжения
2.4. Теоретическое обоснование вибрационных процессов, возбуждаемых электромагнитными силами в СТД
2.4.1. Вибрационные характеристики СТД при ударном токе
2.4.2. Описание нестационарных процессов при задевании
цапфы ротора о неподвижную часть подшипника
Выводы по второй главе
Глава 3. Экспериментальные исследования нестационарных
процессов в СТД
3.1. Технические средства для проведения экспериментальных

исследований и методика обработки их результатов
3.2. Предварительные исследования состояния агрегата
и его подготовка к эксперименту
3.2.1. Подготовка агрегата к эксперименту
3.2.2. Экспериментальные исследования по уточнению параметров СТД-12500
3.3. Исследование вибрационных процессов при пуске СТД-12500 74 3 .3 .1. Анализ вибрационных процессов на пусковых режимах
3.3.2. Исследование ударного процесса возбуждения вибрации
на начальном этапе пуска
3.3 .3. Влияние ударного импульса на вибрации элементов ГПА
3.4. Исследование автоколебательных процессов при касании торцевой поверхности цапфы ротора об упорный бурт подшипника 94 Выводы по третьей главе
Глава 4. Разработка методов диагностирования ГПА
4.1. Диагностические признаки
4.2. Метод диагностирования нестационарных процессов, происходящих в СТД
4.3. Метод диагностирования ГПА на стационарных режимах
для систем непрерывного контроля
4.3 .1. Применение взаимного спектрального и корреляционного анализа для выявления дефектов в ранней стадии их развития
4.3.2. Разработка метода и алгоритма диагностирования ГПА
для системы непрерывного автоматизированного контроля
4.4. Подтверждение результатов исследования в эксплуатации . 119 Выводы по четвертой главе
Заключение
Библиографический список
Приложение

Введение
В современных экономических условиях оснащение компрессорных станций (КС) магистральных газопроводов (МГ) новыми современными газоперекачивающими агрегатами (ГПА) с электроприводом большой мощности затруднено. Физическое старение работающих ГПА обусловливает значительное увеличение затрат па эксплуатацию. Экономия, бережливость и эффективность становятся немаловажными критериями работы газотранспортных систем. Но основным критерием остается безаварийность работы оборудования, так как газовая промышленность относится к категории повышенного риска.
Организация диагностирования ГПА и непрерывного контроля его технического состояния в процессе всей эксплуатации является немаловажным звеном в обеспечении требуемой надежности основного оборудования КС
[1,43,70].
В настоящее время на КС используются только специализированные переносные средства диагностирования, которые в основном базируются на переносных коллекторах-сборщиках данных [105] с дальнейшей обработкой результатов в лабораторных условиях. Автоматизированных систем диагностирования в настоящее время на КС нет, а техническое состояние ГПА определяется в основном интуитивными качествами специалиста. Выявляются только дефекты, вызывающие высокие уровни вибраций (силовое возбуждение), и только на стационарных режимах работы агрегата. Аппаратные средства, используемые на КС в диагностических целях, позволяют получить спектр вибрации в установленном диапазоне частот. Расширение и углубление исследования затруднено в связи с функциональной возможностью коллекторов -сборщиков и, что немаловажно, лимитом внутренней памяти, ограниченной частотным диапазоном измерения и числом измеряемых точек «маршрута».
Кроме того, в большой гонке за рынок внедрения основными критериями средств диагностирования являются малогабаритность и вес, универсализм, дизайн и дешевизна. Нет научных обоснований преимущества той или иной

ния, эквивалентных пусковых обмоток ротора но осям d и q ротора, Гн; Md, Mq, Mff, Mpcipd, Mpqpq - собственные (от тока в самой обмотке) взаимные индуктивности соответственно фазы статора при ориентации ее магнитной оси по оси d и по оси q ротора, обмотки возбуждения, эквивалентных пусковых обмоток по осям d и q ротора, Гн; Мп, Мрсц, Mpq] - взаимные индуктивности между фазой статора и, соответственно, обмоткой возбуждения, эквивалентными пусковыми обмотками по осям d и q ротора, Гн; Mrptl = Mfpd (s) - взаимная индуктивность между обмоткой возбуждения и эквивалентной пусковой обмоткой по оси d ротора, Гн; уа, уь, ус — углы, определяющие ориентацию в рассматриваемый момент времени продольной оси ротора d относительно магнитных осей, соответственно фаз А, В и С статора.
Эти углы определяются следующим образом:
У» = УаО + Jdt,

Уь=Уа-|Л:= (2-17)

У, — у 71,

где Уао — начальный угол между магнитной осью фазы А и продольной осью ротора d (в момент времени t = 0), выбираемый случайным образом из диапазона 0<уа0<2я.
• Уравнение для электромагнитного момента двигателя.
т= (МЖ Sitl Уа + Ч S*n Yb + ІС Sin У с ) + Mpq, Ipq )X
x (la C0S Уа + ‘b cos Уь + >c cos Ус )- (Md (la cos У, + Іb cos УЬ + ic cos Ус )) + (2-18)
+ (Mfjif + Mp4l ipq діа sin 7a + 'b sin У b + ic sin Ус )
Отметим, что практический интерес представляет величина максимального (ударного) электромагнитного момента, развиваемого двигателем. Этот момент определяет возникновение импульса вибрации, шума большой мощности и механические напряжения в роторе СТД, зубьях муфт, мультипликатора и на валу нагнетателя.