Функціональне діагностування енергоефективності електромеханічних систем з асинхронними двигунами
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Функціональне діагностування енергоефективності електромеханічних систем з асинхронними двигунами
|
|
| Creator |
Закладний, Олег Олександрович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.03 – електротехнічні комплекси та системи, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ, 2011. Дисертація присвячена підвищенню енергоефективності електромеханічних систем з асинхронними двигунами (ЕМС з АД). Запропоноване рішення полягає в контролюванні у реальному часі енергоефективності ЕМС засобами функціонального діагностування, обслуговуванні за фактичним станом та безперервному захисті під час експлуатації. Математичний апарат діагностування поєднує методи аналізування миттєвих значень струмів і напруг АД, температури довкілля й дозволяє визначати енергетичний і технічний стан ЕМС та прогнозувати залишковий ресурс, з методом спектрально-струмового аналізу, що надає можливість завчасного виявлення механічних ушкоджень двигуна та пов’язаного з ним механізму. Створені програмно-апаратні засоби діагностування енергоефективності ЕМС з АД - моделі, методики, алгоритми, програми та схемно-технічні рішення враховують дію експлуатаційних впливів - якість напруги живлення, режим навантаження і температуру довкілля. Коректність і працездатність розроблених моделей, методик, алгоритмів і програм підтверджено лабораторними експериментами і впровадженням. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.03 – электротехнические комплексы и системы, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, 2011. Диссертация посвящена повышению энергоэффективности электромеханических систем с асинхронными двигателями (ЭМС с АД). Предложенное решение заключается в контроле в реальном времени энергоэффективности ЭМС средствами функционального диагностирования, обслуживании по фактическому состоянию и непрерывной защите во время эксплуатации. Математический аппарат диагностирования объединяет методы анализа мгновенных значений токов и напряжений АД, температуры окружающей среды и позволяет определять энергетическое и техническое состояние ЭМС, а также прогнозировать остаточный ресурс, с методом 19 спектрально-токового анализа, который даѐт возможность своевременного выявления механических повреждений двигателя и связанного с ним механизма. С учѐтом технологических особенностей работы промышленных установок и механизмов на основе существенных признаков соответствующих математических моделей сигналов разработаны классификации и математические модели индивидуальных графиков электрической нагрузки ЭМС циклического и непрерывного действия. Проведенные исследования влияния снижения качества напряжения питания (отклонение, несимметрия и несинусоидальность напряжения, отклонение частоты) и величины механической нагрузки на энергетические характеристики АД и их анализ подтверждают правомерность и адекватность разработаных моделей и методик функционального диагностирования энергоэффективности ЭМС. В работе предложено использовать показатели энергоэффективности - коэффициенты полезного действия и мощности АД для определения энергетического и технического состояния ЭМС, качества напряжения питания и режима нагрузки. Для детализации определения технического состояния АД предлагается использовать показатель относительного износа изоляции и анализ значений потерь в его отдельных узлах. Предложенные алгоритмы защиты АД на основании его тепловой модели и контроля токов обмотки статора учитывают потери от несимметрии и несинусоидальности напряжения, тока обратной последовательности, а также используют перегрузочную характеристику двигателя как времятоковую характеристику защиты. Созданный мобильный программно-аппаратный комплекс позволяет автоматизировать процесс функционального диагностирования энергоэффективности ЭМС. Он реализован на основе датчиков тока, напряжения, температуры, коммутационного устройства с аналого-цифровым преобразователем, персонального компьютера, разработанных алгоритмов и программ (“Эталонная модель АД”, “Диагностирование параметров АД”, “Определение остаточного ресурса АД”). Програмное обеспечение определяет энергетическое, техническое состояние и остаточный ресурс АД в соответствии с моделями и методиками, разработанными в работе, формирует протоколы диагностирования. Комплекс может использоваться как для проведения экспериментальных исследований, так и для работы в режиме компьютерного эксперимента. Экспериментальные исследования выполнены путѐм введения неисправностей в обмотки статора и ротора АД, а таже методом ускоренного эксперимента. Исследования подтвердили достаточную точность определения энергетических показателей АД в рабочем режиме, адекватность энергетического подхода к определению неисправностей и прогнозирования остаточного ресурса. Внедрение разработанных средств функционального диагностирования энергоэффективности ЭМС с АД позволит в течение среднего эксплуатационного срока работы 10 лет сэкономить около 10% потреблѐнной электроэнергии, что примерно вдвое превышает еѐ стоимость, а также сохранить до 50% средств на сервис и ремонт. Корректность и работоспособность разработанных моделей, методик, алгоритмов и программ подтверждена лабораторными исследованиями и внедрением. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-10-11T11:10:22Z
2011-10-11T11:10:22Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1157
|
|
| Language |
uk
|
|