Диагностика состояния энергетического оборудования - ПЕРГАМ

Промышленное диагностическое оборудование и инжиниринг — ПЕРГАМ

  • 0Ваш заказ
  • Избранное
  • Сравнение
info@pergam.ru с 9:00 до 18:00

Виброакустическая диагностика технического состояния энергетического оборудования

Виброакустическая диагностика

Виброакустическая диагностика один из методов неразрушающего контроля, позволяющий определять степень изношенности энергетического оборудования с выявлением дефектов.

Содержание статьи

Диагностика энергооборудования

Рассмотрим подход к определению коэффициента недоброкачественного преобразования энергии, имеющий непосредственное отношение к надежности привода и прогнозирующих его срок эксплуатации в разных режимах работы электрической машины методом анализа экспериментальных данных в программном пакете MathCAD на основе измерительно-диагностического комплекса. Полученные показатели некачественного преобразования энергии расширяют возможности выявления всевозможных потенциальных дефектов в ходе эксплуатации, предремонтного обслуживания или ремонта.

В настоящее время все отчетливее проявляются различия между системами управления и контролем сложного энергетического оборудования, с одной стороны, и промышленными системами их диагностики, с другой стороны. Современные промышленные системы мониторинга и диагностики машин и энергетического оборудования основываются на базе неразрушающих методов контроля и технического диагностирования. При мониторинге оборудования появляется дополнительная информация о тенденциях различных изменений параметров во времени, которые могут использоваться для прогнозирования. Диагностические системы контроля строятся с учетом необходимости получения наибольшего объема информации, содержащейся в сигналах вибрации и шума. Именно поэтому для промышленных систем диагностики широко используются новейшие информационные технологии, часто основанные на более сложных методах измерения и анализа сигналов.

Целью исследования является анализ экспериментальных данных в пакете MathCAD для определения коэффициентов, влияющих на надежность, и прогнозирование срока эксплуатации электрической машины. В практике эксплуатации сложных электромеханических систем наиболее актуальной является проблема обеспечения надежности их работы, неразрывно связанная с контролем параметров технического состояния функционирующих механизмов, т.е. с проблемой технической диагностики. Большой объем информации дает диагностирование, а именно, идентификация места, вида и величины дефекта. Наиболее сложна задача прогноза развития дефекта, а не изменений контролируемых параметров, решение которой позволяет определить остаточный ресурс или прогнозируемый интервал безаварийной работы. Для сбора данных необходимых для анализа используется измерительный прибор - дефектоскоп. Для определения информативности коэффициентов некачественности преобразования энергии проведено математическое моделирование работы АД в различных режимах при помощи математической модели.

Рассмотрим влияние различного рода некачественностей на основные показатели преобразования: гармонический состав тока, мгновенную потребляемую мощность, электромагнитный момент и тепловую загрузку фаз двигателя. При амплитудной не симметрии питающего напряжения и несимметрии активных сопротивлений статорной цепи процессы, происходящие в электрической машине, достаточно сходны как по математическому описанию, так и по физическому проявлению. При указанных видах некачественностей токи в фазах несимметричны и несинусоидальны. В результате, несимметричная система токов создает МДС прямой и обратной последовательности. Каждая МДС создает свой магнитный поток, которые приводят к появлению электромагнитных полей, вращение которых направлено в противоположные стороны. Взаимодействие магнитных потоков и токов ротора прямой и обратной последовательностей создает два момента, вращение которых направлено в противоположные стороны.

В гармоническом составе тока присутствует третья гармоника, величина которой зависит от степени несимметрии и составляет не более 10 % амплитуды первой гармоники в исследуемом диапазоне. Кривые потребляемой мощности и развиваемого момента содержат, кроме постоянной составляющей, вторую и, в меньшей степени, четвертую гармоники. Причем, амплитуда второй гармоники по величине может быть соразмерна амплитуде постоянной составляющей (в зависимости от величины несимметрии).

Исследования произведены при увеличении величины Х1 фазы А на 60%. Данный случай соответствует конструктивной некачественности электрической машины, возникшей вследствие локальных механических дефектов стали статора (распушение листов, межлистовые замыкания), приводящих к увеличению вихревых токов. Кроме того, представлены результаты исследования несимметрии геометрических параметров машины (как следствие прогиба вала, неравномерности воздушного зазора и т. п.), при этом изменению подвергся параметр Х1, являющийся функцией угла поворота ротора двигателя.

Диапазон исследования – ±5% от номинального значения. Возникновение в электрической машине данного рода изменений режима преобразования энергии приводит к появлению высших гармоник в токах статора, кривых потребляемой мощности и развиваемого момента. Необходимо отметить, что при несимметрии Х1 в токе проявляется третья гармоника, амплитуда, которой, в моделируемом диапазоне, составляет до 7% первой гармоники. В гармоническом составе потребляемой мощности и электромагнитного момента присутствует, кроме постоянной составляющей, вторая и, в меньшей степени, четвертая гармоники.

При несимметрии токи статора имеют более сложный гармонический состав, причем самыми значимыми по амплитуде являются первая и третья гармоники. Кривые мгновенной потребляемой мощности и развиваемого момента также имеют сложный гармонический состав, наиболее весомыми являются нулевая (постоянная составляющая) и вторая гармоники. Необходимо учитывать, что система «электрическая машина – питающая сеть» неидеальна и в ней всегда, в той или иной степени, присутствуют некачественности как со стороны сети, так и со стороны двигателя. При наличии конструктивной несимметрии параметров АД или некачественностей напряжения питающей сети происходит перераспределение тепловых потерь в фазах, в результате чего некоторые из фаз оказываются значительно перегруженными в тепловом отношении, что значительно снижает срок службы изоляции обмоток, приводит к повторным ремонтам электрической машины. Кроме того, ухудшение вибрационных характеристик двигателя приводит к усилению механических воздействий на подшипниковую группу, что является причиной ее разрушения.

Последствия взаимодействия различного вида некачественностей приводит к усложнению процесса преобразования энергии в электрической машине и снижению его эффективности. Технология ремонта подразумевает термические и механические воздействия на электрическую машину, что приводит к изменению конструктивных параметров и, соответственно, процесса преобразования энергии в ней. В свою очередь машина, имеющая некачественности, оказывает негативное влияние на питающую сеть и ухудшает качество электроэнергии, что отражается на других потребителях энергии. Требуется глубокая проработка вопросов послеремонтных испытаний и последующей эксплуатации промышленного оборудования, связанных с разработкой и внедрением новых подходов в определении эффективности преобразования энергии, прогнозировании срока службы некачественной машины и управлении процессом преобразования энергии в ней. Необходимым является создание систем управления электроприводом с комплексным подходом к задачам улучшения энергетических показателей электрических машин путем использования особенностей преобразования энергии в электрических машинах.

Результаты моделирования показали, что все виды приобретенных в результате ремонта двигателя некачественностей и некачественности питающей энергии приводят к снижению эффективности преобразования энергии в электрической машине. В результате, как правило, появляются знакопеременные составляющие потребляемой мощности и электромагнитного момента, что негативно влияет на вибрационные характеристики машины, снижает ресурс подшипников. Сформулированные показатели некачественности преобразования энергии расширяют возможности выявления потенциальных (скрытых) дефектов, приобретенных в ходе эксплуатации, предремонтного обслуживания или непосредственно ремонта.

Все публикации

Другие публикации

  • Инспекция врезок в магистральные трубопроводы с помощью противоударного промышленного дрона Elios

    Специалисты Пергам совместно с персоналом Транснефть Дружба провели тестовую инспекцию незаконной врезки с помощью системы видеоинспекции на базе противоударного промышленного крадрокоптера Flyability Elios 2. Специалисты Транснефти высоко оценили возможности промышленного дрона Elios по обследованиям незаконных врезок. Использование для таких проверок противоударного промышленного квадрокоптера значительно повышает их безопасность, скорость и эффективность.

  • Визуальная инспекция с помощью автономного дрона

    Практика применения промышленных дронов. Автономный промышленный БПЛА Fast Sense помогает обследовать производственное металлургическое предприятие. Провести визуальный контроль оборудования и ограждающих конструкций завода.

  • Противоударный дрон Elios 2 обследует воздуховоды и газоходы на ТЭЦ

    Состояние воздуховодов и газоходов на тепловых станциях всегда вызывает большую озабоченность, поскольку эти места очень труднодоступные. На них сложно проводить обследование и контроль состояния конструкций. Ответственным сотрудникам приходится устанавливать шаткие лестницы, пролезать в узких, грязных, запыленных местах и пытаться провести обследование с помощью фонарика удаленных мест, до которых они не могут дотянуться. Это крайне сложная, трудоемкая и опасная процедура. С помощью системы видеоинспекции Elios 2 на базе противоударного дрона такие обследования стало проводить намного проще, быстрее и безопаснее.

Задать вопрос Обратный звонок
Наверх
Мой мир
Вконтакте
Одноклассники