Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Електричні машини і апарати


Прус В’ячеслав В’ячеславович. Діагностика електротехнічної сталі статорів та паспортизація асинхронних двигунів в процесі ремонту : Дис... канд. наук: 05.09.01 - 2003.



Анотація до роботи:

Прус В.В. Діагностика електротехнічної сталі статорів та паспортизація асинхронних двигунів в процесі ремонту. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини і апарати. – Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2003.

Дисертація присвячена діагностиці електротехнічної сталі статорів, розробці методів паспортизації асинхронних двигунів в процесі їх ремонту з урахуванням зміни властивостей електротехнічної сталі пакетів статорів та обґрунтуванню шляхів підвищення їх надійності. Визначено закономірності зміни властивостей електротехнічної сталі пакетів під час ремонту та тривалої експлуатації. Науково обґрунтовано і розроблено новий метод діагностики електротехнічної сталі, що дозволяє тестувати її локально в умовах, що відповідають робочим умовам АД за спрямованістю та інтенсивністю магнітного потоку, визначаючи дійсні значення втрат і магнітної індукції та картину пошкоджень верхньої частини зубцевої зони пакету статора, та систему, що реалізує вказаний метод. В результаті за розробленими методиками визначаються реальні паспортні дані та робочі характеристики двигуна. Для оцінювання припустимих з умови нагріву експлуатаційних параметрів АД розроблено методику теплового розрахунку температури обмотки статора з урахуванням нерівномірності розподілу втрат в сталі. З метою компенсації зростання втрат статора, що гріють, розглянуто можливості перепроектування обмотувальних даних обмотки статора та доведено їх ефективність.

Врахування дійсного стану електротехнічної сталі пакетів статорів, поряд з комплексом додаткових заходів, спрямованих на підвищення надійності АД, що ремонтуються, дозволяє вирішити по суті залишену недослідженою проблему зміни їх паспортних даних у ході тривалої експлуатації і ремонту.

Складність і деяка невідповідність результатів прогнозування працездатності реальним практично легко пояснюється тим, що існуючі електромашинні методики розрахунку і проектування, а також схеми заміщення на сьогоднішній день вимагають значного уточнення, що викликано, зокрема, неможливістю врахування в стандартних методиках повною мірою зміни параметрів ЕТС.

Основні наукові і практичні результати роботи полягають у наступному:

1. Доведено, що висока аварійність АД, що ремонтуються, поряд з іншими причинами, переважно обумовлена погіршенням властивостей ЕТС їх пакетів статорів.

2. З'ясовано закономірності й уточнений механізм старіння ЕТС пакетів статорів АД, що полягає в зниженні в ній індукції насичення й у збільшенні втрат у сталі внаслідок посилення впливу вихрових струмів через загальне порушення міжлистової ізоляції пакетів у процесі випалювання, а також внаслідок додаткового виникнення значного числа закорочених ділянок ЕТС у верхній частині зубців пакета в результаті його механічних ушкоджень в ході ремонту.

3. Розроблено й науково обґрунтовано новий спосіб локального тестування ЕТС пакетів статорів, що дозволяє, поряд з вимірюванням величин магнітної індукції і втрат в сталі зубців в умовах, що відповідають робочим умовам АД по інтенсивності і спрямованості магнітного потоку, визначати реальний стан ЕТС верхньої частини зубців пакетів статорів, з урахуванням можливості її насичення, у рамках якого розроблені уточнені алгоритми визначення втрат у сталі.

4. Розроблено методику визначення максимальної температури обмотки статора з урахуванням нерівномірності її розподілу для випадку реальної зміни втрат у ЕТС статора по довжині пакета, обумовленої локальним погіршенням її властивостей. Методика визначення максимальної температури дозволяє прогнозувати розташування місць найбільшого перегріву обмотки в пакеті, з урахуванням чого можна коректувати показники працездатності відремонтованих двигунів.

5. З використанням розробленої методики паспортизації і сертифікації вперше отримані кількісні і якісні закономірності погіршення паспортних даних, робочих характеристик і припустимих експлуатаційних параметрів відремонтованих АД, обумовлені зміною властивостей ЕТС пакета статора. Для АД серії 4А потужністю до 30 кВт зміни параметрів становлять для: потужності на валу АД -1,23-5,11%; струму статора +1,52-4,81%; коефіцієнта потужності -1,12-3,36%; коефіцієнта корисної дії -1,54-4,58%; струму холостого ходу +7,51-28,3%; втрат холостого ходу +12,3-41,2%; втрат у сталі статора +10,13-42,51%; втрат у міді статора +2,52-5,79%; припустимих по нагріванню струму статора і потужності на валу АД відповідно -2,73-10,24% і -10,45-24,3%. Методика дозволяє прогнозувати доцільність подальшого ремонту асинхронних двигунів з незадовільним станом ЕТС статора, а також надавати рекомендації щодо можливості поліпшення стану пакета шляхом видалення чи ремонту пошкоджених ділянок.

6. Розроблено і обґрунтовано методологію підвищення надійності відремонтованих АД в результаті зниження до припустимого рівня втрат статора, що гріють, при перепроектуванні обмотувальних даних для обмотки статора і доведена ефективність цього заходу при припустимому числі випалювань пакета статора.

7. Запропоновано новий спосіб визначення й аналітичного вираження втрат у сталі відремонтованих АД за результатами досліду холостого ходу, що відрізняється більш високою точністю і вірогідністю при умові насичення ЕТС.

8. Розроблено схему й алгоритми роботи багатоканального модуля аналогово-цифрового перетворення, який відрізняється від промислових зразків більш високою швидкодією і простотою програмування, що дозволяє більш ефективно використовувати його при проведенні автоматизованих вимірів у режимі реального часу.

9. Розроблено пакет прикладних програм для обробки миттєвих значень контрольованих величин за приведеними в роботі діагностичними критеріями, а також програмне забезпечення для системи діагностики і сертифікації, що спрощує процедуру навчання обслуговуючого персоналу ремонтних цехів і підприємств роботі з даною системою.

10. Розроблено і впроваджено в практику випробувань електричних машин комп’ютеризовану систему діагностики для проведення автоматизованого локального тестування ЕТС пакетів статорів і методики сертифікації й оцінки реальної працездатності відремонтованих АД на етапі ремонту, що дозволяє прогнозувати реальну працездатність електричних машин, збільшити швидкодію і підвищити ефективність дослідження властивостей ЕТС пакетів статорів.

Публікації автора:

1. Прус В.В., Родькин Д.И. Обоснование необходимости и требования к измерительно-диагностическому комплексу для послеремонтных испытаний асинхронных двигателей // Научные труды Кременчугского государственного политехнического института “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПИ. - 1997. - 1/1997 (4) - С. 115-119.

2. Прус В.В. Автоматическая система диагностики состояния электротехнической стали в процессе ремонта асинхронных двигателей // Труды Харьковского государственного политехнического университета “Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика”. – Харьков: Основа. – 1997. – C.355-356.

3. Прус В.В. Процесс старения электротехнической стали электродвигателей переменного тока во время ремонта // Научные труды Кременчугского государственного политехнического института “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПИ. - 1998. - Вып.1. - С.92–93.

4. Прус В.В. Метод локального предремонтного тестирования электротехнической стали электродвигателей // Научные труды Кременчугского государственного политехнического института “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПИ. - 1998. - Вып.2. - С. 120-124.

5. Прус В.В. Исследование потерь в стали АД при работе в зоне насыщения // Научные труды Кременчугского государственного политехнического института “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПИ. - 1999. - Вып.1. - С. 123-126.

6. Прус В.В., Барвинок Д.В. Влияние основных видов повреждений пакетов стали статоров АД на магнитные и электрические свойства стали// Научные труды Кременчугского государственного политехнического института “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПИ. - 1999. - Вып.2. - С. 86 -91.

7. Прус В.В., Палиивец В.И. Основные вопросы метрологического обеспечения измерительного комплекса для локального тестирования стали пакетов статоров АД и оценка погрешности измерения контролируемых величин // Научные труды Кременчугского государственного политехнического института “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПИ. - 1999. - Вып.2/1999 (7) - С. 92 -96.

8. Прус В.В., Родькин Д.И. Исследование электрических и магнитных свойств электротехнической стали после температурных воздействий // Научные труды Кременчугского государственного политехнического университета “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПУ. - 2000. - Вып.2. - С.-228-234.

9. Прус В.В., Цыганов С.И. Определение свойств стали статоров методом локального тестирования и прогнозирование новых паспортных данных асинхронных двигателей на этапе ремонта // Научные труды Кременчугского государственного политехнического университета “Проблемы создания новых машин и технологий”. - Кременчуг: КГПУ. - 2000. - Вып.2. - С.241-247.

10. Прус В.В., Родькин Д.И., Бутик Д.С., Сененко Р.Г. Повышение достоверности информативности и диагностики состояния электротехнической стали сердечников статоров АД // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2001. – Вип.2/2001 (11). – С.123-131.

11. Прус В.В., Бутик Д.С., Глебов А.А. Повышение достоверности локального метода диагностики электротехнической стали асинхронных двигателей // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2001. – Вип.1/2002 (12). – С.185-190.

12. Прус В.В., Кирьянов О.Ф., Гераскин А.С. Оценка эксплуатационных параметров отремонтированных асинхронных двигателей // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Наукові праці КДПУ. – Кременчук: КДПУ, 2001. – Вип. 1/2002 (12). – С. 174-179.