Моделирование эксплуатационной надежности крановых асинхронных двигателей

• Автор: Ведяшкин, Максим Викторович
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ
2. АНАЛИЗ РАБОТ ПО НАДЕЖНОСТИ И СИСТЕМАМ ТЕХНИЧЕСКОЕО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
2.1. Исследования в области надежности асинхронных двигателей Надежности
2.2. Анализ существующих систем технического
обслуживания и ремонта
2.3. Особенности работы крановых асинхронных двигателей
для мостовых кранов
2.4. Постановка задач исследования
2.5. Выводы
3. СТАТИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ КРАНОВЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИЕАТЕЛЕЙ
3.1. Общие положения по формированию исходного массива
данных по эксплуатационной надежности
3.2. Компьютерная модель эксплуатационной надежности
крановых асинхронных двигателей
3.3. Моделирование эксплуатационной надежности обмоток статоров крановых асинхронных двигателей
3.4. Моделирование эксплуатационной надежности обмоток роторов крановых асинхронных двигателей
3.5. Выводы
4. ИНЖЕНЕРНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ
НАДЕЖНОСТИ КРАНОВЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
4.1. Общее сведения положения и фактические значения
показателей эксплуатационной надежности крановых

асинхронных двигателей
4.2. Математическая модель эксплуатационной надежности
крановых асинхронных двигателей и мостового крана
4.2.1. Расчет эксплуатационной надежности крановых
асинхронных двигателей
4.2.2. Математическая модель эксплуатационной надежности
мостового крана
4.2.3. Моделирование и расчет вероятности безотказной работы и наработки мостового крана по направлению главного подъема
4.2.4. Моделирование и расчет вероятности безотказной работы и наработки мостового крана по направлению вспомогательного
подъема
4.3. Выводы
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ
ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА КРАНОВЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
5.1. Методологические вопросы теории технической
эксплуатации асинхронных двигателей
5.2. Совершенствование системы технического
обслуживания и ремонта
5.3. Выводы
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 СВИДЕТЕЛЬСТВО О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ
Приложение 2 БЛОК СХЕМА АЛГОРИТМА РАБОТЫ ПВК
Приложение 3 ИНТЕРВАЛЬНЫЕ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Приложение 4 АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ

1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Асинхронные двигатели получили широкое применение в различных отраслях народного хозяйства благодаря высокой надежности, экономичности, относительно низкой стоимости и простоте эксплуатации. Они являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и потребляют свыше 60 % всей вырабатываемой в стране электрической энергии. Поэтому асинхронные двигатели (АД) всегда находятся в центре внимания разработчиков, изготовителей и потребителей, особенно в настоящее время при переходе к рыночной экономике.
Эффективность и надежность функционирования электрических машин (ЭМ) зависит от их технического состояния. Современные электрические машины имеют достаточно высокие расчетные показатели надежности, которые заложены при проектировании и обеспечены при изготовлении. В процессе эксплуатации под воздействием различных факторов, условий и режимов работы исходное состояние электрических машин непрерывно ухудшается, снижается эксплуатационная надежность и увеличивается вероятность возникновения отказов. Поэтому надежность электрических машин зависит не только от качества их изготовления, но и от обоснованной системы эксплуатации, правильного технического обслуживания и качественного и своевременного ремонта. Вопросами надежности асинхронных двигателей, мостовых кранов, электрооборудования объектов энергетики занимались Стрельбицкий Э.К., Гольдберг О.Д., Похолков Ю.П., Муравлев О.П., Пястолов А.А, Ванеев Б.Н., Брауде В.И., Александров М.П., Назарычев А.Н. и др. [1 - 11]. В этих работах представлен ряд методик расчета надежности при проектировании и изготовлении асинхронных двигателей. Рассмотрены виды отказов при эксплуатации и причины их возникновения. Это позволяет, в какой-то степени, исключить или снизить вероятность их появления уже на стадии проектирования и изготовления, что
доли отказов АД даже при изготовлении их на одном заводе и эксплуатируемых в практически одинаковых условиях.
Основные исследования, проведенные по эксплуатационной надежности АД общепромышленного назначения позволяют отметить следующие результаты. В работах Кузнецова Н.Л. [7] установлено, что в большинстве случаев отказы АД с короткозамкнутым ротором (85 - 95%) происходят из - за повреждения обмоток статора и распределяются следующим образом: межвитковые замыкания - 93%, пробой междуфазной изоляции - 5%, пробой пазовой изоляции - 2%. На подшипниковый узел приходится 5 - 8% отказов и остальные относятся к прочим отказам. Причины отказов автор дифференцирует следующим образом: технологические составляют примерно - 35%, эксплуатационные - 50% и конструкционные - 15 %. В течение года капитально ремонтируют около 20% установленных электрических машин [7].
Наибольшее количество работ по исследованию надежности и построению математических моделей с помощью активного многофакторного эксперимента сделано для взрывозащищенных АД. Анализ опубликованных в 1968-1995 г.г. работ по надежности этих АД показал, что объектами исследования выбираются следующие сборочные узлы и элементы (в % от общего числа экспериментов) [6]:
• витковая изоляция обмоток и обмоточных проводов - 24,6%;
• контактно-щеточные узлы и контактные щетки - 16%;
• обмотки статора в целом - 12,3%;
• электроизоляционные материалы - 11,1%;
• подшипниковые узлы и их смазка - 9,8%;
• корпусная изоляция обмоток - 8,7%;
• обмотка ротора — 2,5%;
• прочие - 7,5%.
Аналогичное соотношение должно сохраниться в ближайшие десятилетия, так как согласно данным статистки дефектации на ремонтных