Введение к работе
Актуальность проблемы. Задача ускорения развития .торгэтического производства стоит не только перед промышленно ззвитшяи странами, но и является первой необходимость!) для звякая острых социальных и экономических проблем, возникающих эрэд .странами ставлши на путь независимости, Государственным папом Афганистана ставится задача быстрого роста становлэнной мощности электростанция и потребителей. За эстолько лет мощность уже возрасла с 250 МВт до 1000 МВт. стенными потребителя?яі электроэнергии в энергосистеме Ьганистана в настоящее время является асинхронные лектродвигатели (АД) с коротокозамкнутым ротором, служащие рпводом механизмов различного назначения.-
Однако удельные поврэвдения АД достаточно высокие, так ак екегодно повравдавтся свыше 20 -2555 от общего количества становленных двигателей. Главными причинами этого является :
тяяелый пуск -крупных АД, мощность которых соизмерима о ощностью источников питания;
неравномерность суточного графика активной нагрузки и эстабйльность н нэсимметрия по фазам напрякения, от которого птавтся АД. Отклонения напряжения в течении суток достигает 20 ином, перекос напряжения по фазам в ряде случаев остигает до 25 % ином, часто наблюдаются обрывы одной из фаз ри перегорании предохранителей в сетях б и 0.4 кВ, частота
питающей сети в течении суток изменяется от 50 до 47 Гц.
,Ивк показывает опыт эксплуатации АД такие условия их
аботы приводят к частым повреждениям. ІІри этом чаще всего
роисходит повреждение стержней короткозамкнутых обмоток
оторов.' Нередко деформированные стеряни ротора разрушают
также обмотку статора.
Вопросами анализа переходных , процессов и диагностик]
электроприводов с ДЦ посвящены работы: МЭИ, ДЛИ, ОПИ и др., і
также видных ученых М.П.Костенко, К.ІІ.Ковача, М.М.Соколов!
В.Ф.Сивокобылеж), Г.Г.Рогозина, ИД.Сыромятникова," М.З.Дудн
iu , Гаяшмова М.А и др.
*; Однакд до сих пор аффективные методы предупреждающ
испытаний и диагностики влектроприводов о АД мало разрабі
таїш, что ' наносит значительный экономический ущерб.
Таким образом', основное научное противоречие заключает! в том, что практика . эксплуатации ДЦ требует разработі аффективных и простых методов диагностики, позволяющих выяви' наличле поврежденных ' стержней в короткозамкнутой обмой ротора, а существующие мвтодч не позволяют решить sty задачу Актуальность данной работы заключается в том, что oi посвяіцена повышению надежности работы асинхронной нагрузю являющейся основным потребителем в энергосистеме Афганистан; Ставится задача изучения стационарных и переходных режимі работы электроприводов с ДЦ при указанных выше условиях j разработки Оолеэ эффективных способов их эксплуатации.
Цель работы: изучение закономерностей протекай
переходных и стационарных процессов в АД при повревденш
стершей короткозамкнутой обмотки ротора и несимметрии питаї
о щвго напряжения для выявления наиболее информативных параме;
ров, позволяющих осуществлять диагностику электроприводов с J
и .повысить надежность их работы.
Основная идея работы: разработать математические моделі
ДЦ и использовать выявленные особенности протекания стациона]
ных и переходных процессов в электроприводе с асинхронном дві
гателем с поврежденными стержнями в роторе и разным характере
момента сопротивления на валу для разработки эффективш
мотодов диагностика:. „
Задача исследований:
разработка цифровой математической модели асинхронной шины с симметричными статором и ротором для анализа ационарних и переходных режимов при симметричных п симметричных яаиряжзшіях питающей' сети;
разработка цифровой математической моделі асинхронного вктррпривода с симметричной обмоткой статора АД и несишот-:чной обмоткой ротора из-за обрива к'ороткозамкнушх стершей с . разным характером момента сопротивления на валу АД для :олиза стационарных и переходных режимов при симметричных несимметричных напряжениях питающей сети;
изучение закономерностей ігрот .сания стационарных и ^сходных процессов в АД с помощью указанных выШо моделей;
разработка методов диагностики злоктроприводов с АД,поз ілягощих оценивать состряішо короткозамкнутой обмотки ротора АД.
Основные научные результаты, их новизна и положения выносимые на защиту:
-
Разработанная математическая модель электропривода с I для анализа стационарных и переходных, симметричных и !симметричных режимов работы, отличающаяся использованием злиш» дифференциальных уравнений для питающей сети и АД с югофазннм ротором, число фаз которого принимается равным зличеству .короткозамкнутых стержней; I
-
Закономерности протекания пороходных и стационарішх
эоцессов в электроприводе с АД при наличии в нем иоврезденных
гержней в роторо и выявленные наиболее информативные параметри,
практеризующие эти повреждения, к Которым относятся
эзнжаищте пульсации токов статора, потребляемой активной
зецгости,скольжения,зависящие от количества повретаенных '
гожиой в роторе и характера момента сопротивления на пялу.
і*
т. Способ длґіпюсгикй асинхронной нагрузки олоктрл-Рскпх систем , позволяющий- по донним зпмроп ТОКОВ и 3
мощностей в питающем трансформаторе и в отдельных двигатвлг выявить появление неисправностей в электроприводах с АД.
4. Диагностические кривые АД, основанные на оценке коле йания тока статора и потребляемой акишной мощности, позволлі щие осуществлять диагностику электроприводов с АД. Методш
и способы расчета диагностических кривых, рекомендуемых да
принятия в і-.ачестве типовых для различных серий АД
Достоверность научных ' положений: подтварадавтс корректным использованием классичзской теории переходы процессов машин переменного тока, обоснованностью припяті допущений, удовлатварителышм совпадением результатов расчет и эксперимента.
." лучное значение работы заключается в развитии метод( математического модэлироввнк;: асинхронной нагрузки стационарных и переходных режимах при несимметрии напряжения питающей сети и наличии повревдешшх стержней короткозамкнутой обмотке ротора, в также в разработку нові методов диагностики АД.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Для промышленных объектов Афганистана с асинхронны;
нагрузками выполнены ; исследования електродинамичесга
переходных процессов для различных режимов работы АД
разработаны рекомендации по повышению надежности их работы.
2. Для ответственных потребителей с . двигательн<
нагрузкой на основе .результатов научных исслвдові
ний разработаны рекомендации по диагностике влектропрі
водов с АД и выявлению в них неисправностей в обмоткі
ротора. Составлены диагностические кривые, с помощі
которых по . данным измерений стационарных , . ре»да
производится контроль состогашя АД. Это позволз
сократить объем поврекдений АД и гошспть н8Д5.кность работа потребителей.
3. Разработан вариант устройства, выявляющего повреждение в роторе в нагрузочных режимах работы АД с разными моментами сопротивления на валу.
Реализация результатов- работы: Результаты исследования переходных режимов асинхронной нагрузки и разработки методов ее диагностики рекомендуются к внедрению в энергосистемах Афганистана и других стран, с их помощью можно определить техническое состояние электроприводов с АД. Диагностические кривые и методика их получения могут быть использованы заводами изготовителями АД и в энергосистема*..
Результаты исследований могут быть рекомендованы к внедрению в учебный процесс и в частности, в курсовые и
ДИПЛОМНЫе проекты Студентов Специальностей 10.01, 10.02, 10.03.
Апробация работы. ' Основные положения диссертационной работы докладывались на 14-й нвучно-методической конференции "Компьютерные технологии обучения и управления вузом" (г. Донецк 1992 г.), на . научных ' конференциях професЪорско-прэподавательского состава кафедры "Электрические станции" Донецкого политехнического института в 1991-93 гг.
Работа выполнялась по плану НИР Донецкого политехнического института.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 научных работ.
.Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав,заключения и приложений. Содержание работы изложено на 143 страницах машинописного текста, иллюстрированного 74 рисунками. - Рабсїа содержит 15 таблиц. Список использованной литературы сосотоит из
