Синтез структури пристрою для визначення залишкового ресурсу асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором

Abstract

Значна частина електричних двигунів, в тому числі й асинхронних з короткозамкненим ротором, які працюють на виробництві, вже вичерпали свій ресурс, передбачений заводом-виробником. Однак більшість з них ще здатні виконувати своє службове призначення. Тому їх використання реалізовано не за терміном служби, а за технічним станом. Але для надійної роботи таких електричних двигунів потрібно точно знати їх залишковий ресурс. Це стосується й нових електричних двигунів, в процесі експлуатації яких можливі різні перевантаження, що здатні різко зменшити ресурс, що залишився. Найдостовірнішими методами та засобами діагностування асинхронних двигунів з короткозамк- неним ротором є ті, що забезпечують постійний моніторинг технічного стану електродвигунів в процесі їх експлуатації. Тому вирішено визначати залишковий ресурс електричного двигуна в процесі його експлуатації. Як діагностичні ознаки для визначення залишкового ресурсу асинхронного двигуна з короткозамк- неним ротором вибрано такі параметри: струми у кожній фазі електродвигуна, температуру най- більш нагрітої точки обмотки, швидкість зміни температури обмотки, температуру підшипникових вузлів, рівень вібрації. Для синтезу структури пристрою у визначенні залишкового ресурсу електричного двигуна вико- ристано апарат секвенцій. Показаний процес синтезу для двох значень струму, двох значень темпе- ратур обмотки, двох значень швидкості змін температур обмотки, двох значень температур під- шипників та двох значень вібрацій. Запропоновано математичну модель функціонування блока обчислення залишкового ресурсу асин- хронного двигуна з короткозамкненим ротором у вигляді системи секвенцій. На основі отриманої секвенційної моделі синтезовано функціональну схему блока обчислення залишкового ресурсу елект- ричного двигуна, що дало можливість розробити структуру пристрою для визначення його залишко- вого ресурсу. Отримана структура пристрою дозволяє контролювати параметри асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором в процесі його роботи.

Many of the electric motors, including squirrel cage induction motors, which operate on the factories, have already exhausted their resource which was guaranteed by the manufacturing plant. Many of them however are still able to perform the assigned tasks. Their use therefore is not stipulated for by the terms of service, but by their technical condition. Hence, their reliable operation significantly depends upon the precise information on the residual resource which is necessary to know. The same is applied to the new electric motors, in the course of operation of which there are many different overloads which may dramatically decrease the remaining resource. The most reliable methods and means for diagnosing squirrel cage induction motors are those that are provided for continuous monitoring of the technical condition of electric motors during their operation. Therefore, it is chosen to determine the residual life of an electric motor during its operation. As the diagnostic features for determining the residual life of a squirrel cage induction motor, there had been chosen the following parameters: currents in each phase of the electric motor, the temperature of the most heated point of the winding, the speed of change in the temperature of the winding, the temperature of the bearing units, the level of vibration. To synthesize the structure of the device aimed at determining the residual life of the electric motor, there had been used the apparatuses of sequences. The paper shows the process of synthesis for two values of current, two values of winding temperatures, two values of speed of changes in winding temperatures, two values of bearings temperature and two vibration values. There had been presented the mathematical model of functioning of the block of calculation of the residual resource of a squirrel cage induction motor in the form of a system of sequences. On the basis of the received sequential model there had been synthesized a functional diagram of the block of calculation of the residual life of the squirrel cage induction motor which enabled to develop the structure of the device to determine its residual resource. The received structure of the device allows to control the parameters of the electric motor during its operation.

Значительная часть электрических двигателей, в том числе и асинхронных с короткозамкнутым рото- ром, работающих на производстве, уже исчерпали свой ресурс, предусмотренный заводом-изготовителем. Однако большинство из них еще способны выполнять возложенные на них задачи. Поэтому их использование реализовано не по сроку службы, а по техническому состоянию. Но для надежной работы таких электриче- ских двигателей нужно точно знать их остаточный ресурс. Это касается и новых электрических двигате- лей, в процессе эксплуатации которых возможны различные перегрузки, способные резко уменьшить остав- шийся ресурс. Наиболее достоверными методами и средствами диагностирования асинхронных двигателей с коротко- замкнутым ротором есть те, которые обеспечивают постоянный мониторинг технического состояния электродвигателей в процессе их эксплуатации. Поэтому принято решение определять остаточный ресурс электродвигателя в процессе его эксплуатации. В качестве диагностических признаков для определения остаточного ресурса асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором выбраны следующие параметры: токи в каждой фазе электродвигателя, тем- пературу наиболее нагретой точки обмотки, скорость изменения температуры обмотки, температуру подшипниковых узлов, уровень вибрации. Для синтеза структуры устройства в определении остаточного ресурса электрического двигателя ис- пользован аппарат секвенций. В работе показан процесс синтеза для двух значений тока, двух значений тем- ператур обмотки, двух значений скорости изменений температур обмотки, двух значений температур под- шипников и двух значений вибраций. Представлена математическая модель функционирования блока вычисления остаточного ресурса асин- хронного двигателя с короткозамкнутым ротором в виде системы секвенций. На основе полученной секвен- циальной модели синтезирована функциональная схема блока вычисления остаточного ресурса электриче- ского двигателя, что позволило разработать структуру устройства для определения его остаточного ресурса. Полученная структура устройства позволяет контролировать параметры асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в процессе его работы.