Совершенствование методов диагностики асинхронных двигателей на основе анализа потребляемых токов

• Автор: Глазырина, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 КОНСТРУКЦИЯ, ПОВРЕЖДЕНИЯ ЦЕПЕЙ РОТОРА

АСИНХРОННОГО ДВИТ АТЕ ЛЯ

1.1 Конструктивные особенности короткозамкнутых обмоток

роторов асинхронных двигателей.

1.2 Виды и причины повреждений короткозамкнутых обмоток АД

1.3 Анализ повреждаемости обмоток асинхронных двигателей

собственных нужд электростанций и определение ущерба

1.4 Анализ способов диагностирования повреждений короткозамкнутой обмотки ротора асинхронных двигателей
1.5 Выводы.
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОЙ МАШИНЫ С КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ОБМОТКОЙ РОТОРА
2.1 Математическое моделирование асинхронного двигателя в
многофазной системе координат
2.2 Реализация математической модели АД с короткозамкнутым
ротором при моделировании повреждений в обмотке ротора
2.3 Определение частоты вращения и скольжения АД.
2.4 Выводы.
3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ БЕЛИЧЬЕЙ КЛЕТКИ РОТОРА АД
3.1 Обоснование необходимости применения вейвлет
преобразования для выявления диагностических признаков повреждения короткозамкнутой обмотки АД
3.2 Теория вейвлетпреобразования
3.3 Анализ статорных токов при обрыве стержня беличьей
клетки
3.4 Выводы.
4 ЭКСПЕРИМЕ1ПАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО УСТРОЙСТВА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПОВРЕЖДЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ОБМОТКИ РОТОРА АД
4.1 Концепция планирования экспериментов по исследованию
микропроцессорного устройства функциональной диагностики короткозамкнутой обмотки ротора АД.
4.2 Описание компьютеризированной экспериментальной
установки.
4.3 Синтез диагностического признака обрыва стержня в короткозамкнутой обмотке ротора АД на основе вейвлетанализа
4.4 Критерии определения аварийного состояния.
4.5 Разработка контроллера диагностики ротора основанного на
правилах нечетких множеств
4.4 Выводы но главе
Заключение
Список литературы


Актуальность проблемы. На электрических станциях России и мира в приводах механизмов собственных нужд в основном применяется асинхронный двигатель (АД) с короткозамкнутым ротором. Надежная работа механизмов собственных нужд является одним из основополагающих факторов безостановочной работы электрической станции в целом. Высоковольтные короткозамкнутые АД на электрических станциях работают в тяжелых условиях пуска, как следствие эти двигатели имеют высокие значения отказов, и одним из слабых узлов у них является обмотка ротора. Согласно основным положениям стратегии развития электроэнергетики России на период до г. АД с тяжелыми условиями пуска, что снижает надежность как самой машины, так и обмотки ротора в частности. Наиболее распространенным повреждением «беличьей клетки» является обрыв ее стержней, что составляет более % всех повреждений обмотки ротора. В тоже время ущерб при эксплуатации АД с несимметричной обмоткой ротора выражается в повышенном расходе электроэнергии. При этом, стоимость перерасхода электроэнергии за год работы АД с дефектом в обмотке ротора нередко превышает его стоимость. В настоящее время повреждения обмотки ротора выявляются в основном в период капитальных ремонтов. Большая периодичность ремонтов не позволяет своевременно определить дефекты обмотки ротора, что часто приводит к работе АД с оборванными стержнями и другими дефектами. При эксплуатации таких АД возрастают потребляемая мощность и вибрация, что сказывается на продолжительности работы подшипников и тепловом режиме работы машины. АД собственных нужд станций, поскольку разработанные устройства обладают низкой чувствительностью к обрыву одного стержня и при этом не имеют четких диагностических критериев дефекта. Поэтому разработка методов и устройств функциональной диагностики состояния обмоток ротора мощных АД является актуальной задачей. Объектом исследования является электрооборудование электростанций, в состав собственных нужд которых входят высоковольтные АД. Предметом исследования является диагностика повреждений короткозамкнутых обмоток роторов высоковольтных АД собственных нужд тепловых электрических станций. Идея работы заключается в повышении эффективности эксплуатации АД электростанций за счет внедрения системы функциональной диагностики обмотки ротора. Цель работы заключается в разработке интеллектуальной системы функциональной диагностики короткозамкнутой обмотки ротора АД на основе вейвлет-разложения модуля результирующего вектора токов статора. АД на базе штатных измерительных средств. Методы исследования. При выполнении исследований применялись методы теории электрических машин, дифференциальных и интегральных исчислений, гармонического анализа, вейвлет-преобразований и нечеткой логики. Исследования проводились в программных средах МабаЬ/ЗппиПпк и Майісасі. АД из исправного состояния в неработоспособное. АД с короткозамкнутым ротором, позволяющая рассчитывать токи ротора и статора во всех эксплуатационных режимах при повреждениях «беличьей клетки». АД. Реализация результатов работы. Разработанные в диссертации научные положения внедрены в: ООО «Мехатроника-Софт», в учебном процессе на кафедре «Электрические сети и электротехника» ФГБОУ В ПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет». Апробация работы. Основные положения диссертационной работы выносимой на защиту докладывались и обсуждались на: XV, XVI и XVII международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (г. IV Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Томск, - октября г. Отраслевой научно-технической конференции «Технология автоматизации атомной энергетики и промышленности» (г. Ссверск, - мая г. Всероссийской научно-технической конференции «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования» (г. Томск, - мая г. IV Международной научно-технической конференции «IV чтения III. Шокина» (г. Павлодар, - ноября г.