НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o220.pdf (871.77Кб)

УДК 681.518.5

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В статье рассматривается вопрос создания информационно-измерительной системы для асинхронного электродвигателя. Представленная система позволит обеспечить безаварийную защиту электродвигателя, значительно снизить затраты на внеплановый ремонт электродвигателя и сократить экономические потери от простоя электродвигателя.
Разработанная система состоит из двух подсистем, отвечающих за измерение электрических и механических параметров асинхронного электродвигателя, и математической модели.
Электрическая подсистема состоит из регистрирующего мультиметра фирмы FLUKE, сигнал от которого, пройдя через блок обработки интервалов времени и кодирования, поступает в ЭВМ. Механическая подсистема использует технические средства фазохронометрического метода. Это метод, разработанный на кафедре «Метрология и взаимозаменяемость», позволяющий повысить эффективность разработанной информационно-измерительной системы.
Для связи информации от подсистем (электрической и механической) с конструкцией электродвигателя используется математическое моделирование.
В работе было проведено моделирование нескольких дефектов электродвигателя: разрыв обмотки ротора и скачок напряжения в сети.
В основе математической модели в среде Mathcad использовалась модифицированная формула Клосса. Она позволяет связать среднее текущее значение вращающего момента асинхронного двигателя с частотой вращения вала и учесть влияние частоты и напряжения питания.
В среде Matlab Simulink (пакете для визуального программирования) проведено моделирование разрыва обмотки ротора. Результаты моделирования показали, как изменяются токи фаз электродвигателя при разрыве обмотки.
Разработанная информационно-измерительная система имеет целый ряд преимуществ перед традиционными применяемыми в этой области системами (системы вибродиагностики). Она позволит повысить эффективность системы для диагностики электрических машин, создаваемой на базе данной информационно-измерительной системы.

1. Сидельников Л.Г., Афанасьев Д.О. Обзор методов контроля технического состояния асинхронных двигателей в процессе эксплуатации // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2013. № 7. С . 127-137.
2. Vaimann T., Kallaste A. Conditionm of electrical machines. Tallinn University of Technology, 2011.
3. Вахромеев О.С., Каримов Р.Т., Надеев А.И. Современные методы диагностики электромеханических систем. М .: Машиностроение , 2005. С . 51- 56.
4. Esfahani E.T. Multisensor wireless system for eccentricity and bearing fault detection in induction motors // IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2014. Vol. 19, no. 3. P. 818-826. DOI: 10.1109/TMECH.2013.2260865
5. Gunal S., Gokhan Ece D., Gerek O.N. Induction machine condition monitoring using notch-filtered motor current // Mechanical Systems and Signal Processing. 2009. Vol. 23, iss. 8. P. 2658-2670. DOI:10.1016/j.ymssp.2009.05.011
6. Комшин А.С. Математическое моделирование процесса измерительного контроля деградации конструкционных материалов // Метрология. 2010. № 8. С. 17-22.
7. Бережко И.А., Гостюхин О.С., Комшин А.С. Информационные измерительные фазохронометрические системы для диагностики в области электроэнергетики // Приборы. 2014. № 5. С. 13-17.
8. Комшин А.С., Медведева О.В. Измерительный контроль деградации свойств конструкционных материалов валопровода // Измерительная техника. 2014. № 5. С. 34-38.
9. Киселев М.И., Зройчиков Н.А., Пронякин В.И., Чивилев Я.В. Прецизионное исследование работы турбоагрегата оптико-электронными средствами // Теплоэнергетика. 2006. № 11. С. 10 - 13.
10. Виноградов А.Б., Чистосердов В.Л., Сибирцев А.Н. Адаптивная система векторного управления асинхронным электроприводом // Электротехника. 2003. № 7. С. 7-17.
11. Алёшин С.В., Синопальников В.А., Соколов Е.А., Филатов В.В. Асинхронный трехфазный двигатель привода главного движения станка как датчик контроля состояния инструмента // Вестник МГТУ "Станкин". 2010. № 3 (11). С. 110-119.