Діагностування синхронного двигуна за віброакустичними параметрами

Електромагнітні дефекти полюсів та обмоток ротора, що впливають на вібрацію двигунів та генераторів. Види систем моніторингу та діагностики вібрації бездефектної синхронної машини. Діагностування синхронного двигуна за віброакустичними параметрами.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки РФ

Державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти

Забайкальський державний університет

Кафедра енергетики та електротехніки

з дисципліни: Монтаж та обладнання систем електропостачання

Діагностування синхронного двигуна за віброакустичними параметрами

Виконав: Вовк-Курилех Євген

Перевірив: Роздобрєєв А.А.

Синхронні машини (СМ) можуть використовуватися як генератори змінної напруги або як двигуни, особливо в приводах великої потужності.

З дефектів електромагнітного походження, що впливають на вібрацію двигунів і генераторів, можна виділити дефекти полюсів та обмоток ротора (збудження та демпферної), статичний ексцентриситет повітряного зазору, дефекти обмотки та активного заліза статора, дефекти щітково-контактного вузла (ЩКУ) та джерела . Крім зазначених дефектів на вібрацію всіх видів СМ впливають дефекти механічної системи та системи охолодження, а на вібрацію синхронних двигунів, додатково, несиметрія та нелінійні спотворення напруги живлення.

Електромагнітні сили, що діють у синхронних машинахсвою особливість - їх частота вдвічі вища за частоту магнітного поля, тому що вони пропорційні величині магнітного поля без урахування його напрямку. Тому основні електромагнітні сили в машині змінного струму мають частоту 2fп, де fп - частота напруги живлення (частота мережі).

Друга за величиною електромагнітна коливальна сила діє на зубцевій частоті. Вібрацію на зубцевій частоті зазвичай називають магнітним шумом, але не завжди явно виділяється і натомість інших складових, близьких по частоті. Існує своя особливість формування коливальних сил, що визначаються зубчастістю ротора та статора. Вона полягає в тому, що зубці ротора входять в поле статора з частотою fz = zfвр, але саме поле - пульсуюче і розкладається на дві сторони, що обертаються в дві, з частотою мережі fп компоненти. Полюсів, під якими знаходяться зубці і одночасно максимум магнітного поля – два, тому сили діють на трьох зубцевих частотах:

Але форма коливань статора має простішу форму, ніж форма поля і, відповідно, амплітуда коливань має більшу величину лише на одній або двох частотах. Усе визначається конструкцією машини, тобто. кількістю полюсів та зубців.

Основні відмінності вібрації синхронних машин від асинхронних двигунів:

1. Відсутність вібрації на частотах, кратних частоті ковзання, оскільки немає ковзання.

2. Дефекти обмоток збудження проявляють себе так само, як у асинхронних двигунах проявляє себе динамічний ексцентриситет зазору.

3. Зубцові гармоніки вібрації (магнітний шум) визначаються зубцями на статорі, а чи не на роторі.

4. У явнополюсних машинах з'являється радіальна вібрація на частотах kpfвр де р - число пар полюсів.

Також дефекти створюютьпульсуючі моменти на низьких частотах, що призводить до зростання вібрації машини, виміряної по дотичній корпусу в площині, перпендикулярної осі обертання. Для виявлення такого зростання порівнюється вібрація в одній точці в радіальному напрямку до осі і по дотичній. Ряд дефектів (порушення симетрії проміжків) супроводжується появою пульсуючих моментів на більш високих частотах, на яких розділити вібрацію, що збуджується радіальними силами і пульсуючими моментами, виявляється практично неможливо. У таких випадках позитивний результат дає аналіз пульсацій електромагнітного поля, що є однією із складових, що збуджують пульсуючі моменти. Ці складові поля збуджують вібрацію машини на зубцевій частоті. Зубцова вібрація при дефектах виявляється модульованою за амплітудою, що виявляється при вузькосмуговому спектральному аналізі вібрації. Як приклад на рис.1 представлений спектр вібрації бездефектної синхронної машини.

Мал. 1. Спектри вібрації бездефектної синхронної машини

У виділеній ділянці спектра показано зміну у разі короткозамкнутого витка.

Як вимірюваний параметр вібрації приймають середнє квадратичне значення (СКЗ) віброшвидкості в робочій смузі частот 10 ... 5000 Гц.

Датчики контрольно-сигнальної апаратури встановлюють на 1 підшипниковій опорі електродвигунів насосних агрегатів. За наявності багатоканальної віброапаратури додатково встановлюють датчики контролю вібрації в горизонтально-осьовому напрямку кожного підшипникового вузла.

Вертикальну складову вібрації вимірюють на верхній частині кришки підшипника над серединою довжини його вкладиша, горизонтально-поперечну та горизонтально-осьову - на рівні осі валу електродвигуна проти середини довжини.опорного вкладиша нижче за роз'єм.

Вібрацію електродвигунів вимірюють у трьох взаємно-перпендикулярних напрямках можливо ближче до осі обертання ротора. Вібрацію всіх елементів кріплення електродвигуна до рами та рами до фундаменту вимірюють та контролюють у вертикальному напрямку.

Діагностичні роботи виконують з метою визначення виду (типу) дефекту, що розвивається, і прогнозу працездатності електродвигуна до наступного діагностичного контролю.

При діагностичному контролі вимірюють СКЗ віброшвидкості в кожному підшипниковому вузлі у трьох взаємно-перпендикулярних напрямках, на лапах стояків підшипникових і поруч з ними на рамі. Вимірюють рівень шуму електродвигуна, температуру підшипникових вузлів, а також міді та заліза статора.

Оцінку працездатності електричних машин за результатами вимірювань температури використовують під час планових діагностичних контролю. При зниженні ефективності роботи системи охолодження, що супроводжується, як правило, підвищення температурного режиму, вимірюють витрату повітря, що охолоджує, анемометром, лічильником газу або калориметричним витратоміром. Визначають залишковий ресурс (побудова тренда), реєструють результати вимірювання та оцінюють технічний стан електродвигунів (визначення можливості експлуатації електродвигуна до наступного діагностичного контролю).

Неплановий контроль здійснюють у тому випадку, якщо:

1) СКЗ віброшвидкості перевищило 6 мм/с будь-якої з контрольованих точок;

2) СКЗ віброшвидкості перевищило базове значення в 2 рази незалежно від фактичної на даний час вібрації;

3) СКЗ віброшвидкості на лапах стояків підшипникових перевищило 1.8 мм/с. При режимі, що встановився, відбувається раптова зміна вібрації на 2мм/с від будь-якогопопереднього значення віброшвидкості на підшипниковій опорі;

4) Рівень шуму електродвигуна змінився на 6Дб щодо базового значення;

5) Температура підшипників, міді та заліза статора змінилася на 10єС щодо базового значення для певних кліматичних умов.

В даний час у світовій практиці використовується три основні види систем моніторингу та діагностики машин з вібрації:

Система моніторингу в будь-якому її виконанні повинна мати чотири основні підсистеми:

вимірювальні датчики та засоби зв'язку;
засоби аналізу сигналів;
засоби зберігання даних та їх відображення, як правило, персональний комп'ютер;
пакет програм для моніторингу (підсистема звернення до баз даних, відображення результатів аналізу, порівняння з порогами, побудови трендів).

Основною відмінною характеристикою переносної системи моніторингу та діагностики можна вважати роботу оператора щодо підключення первинних датчиків вібрації до переносних пристроїв її вимірювання та аналізу. Ця робота виконується вручну і перед кожним виміром.

Як правило, використання переносних систем пов'язане із встановленням датчиків на об'єкті на час виміру. Перевага переносної системи діагностики полягає у можливості збільшувати кількість точок контролю вібрації до необхідного (на кожному вузлі) за рахунок збільшення інтервалів між вимірюваннями. Ці інтервали визначаються тривалістю довгострокового прогнозу і зазвичай складають кілька днів чи тижнів.

електромагнітний вібрація синхронний віброакустичний

Список використаної литературы:

1. Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Моніторинг та діагностика роторних машин з вібрації, Санкт-Петербург, 2000

2. Кудрін Б.І., Мінєєв А.Р. Електроустаткування промисловості, 2008 р.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Розрахунок та обґрунтування номінальної величини асинхронного двигуна. Розміри та зубцова зона статора. Повітряний зазор та полюси ротора. Визначення основних паромерів магнітного кола. Перевищення температури статора обмотки. Характеристики синхронної машини

Визначення головних розмірів двигуна, розрахунок осердя та обмоток статора, параметрів повітряного зазору, полюсів ротора, пускової обмотки. Визначення МДС обмотки збудження, її розрахунок. Втрати потужності, ККД та статична перевантаженість двигуна.

Загальні поняття та визначення електричних машин. Основні типи та класифікація електричних машин. Загальна характеристика синхронного електричного двигуна та його призначення. Особливості випробування синхронних двигунів. Ремонт синхронних двигунів

Простота пристрою, велика надійність та низька вартість асинхронних двигунів. Принцип дії асинхронної машини та режими її роботи. Отримання магнітного поля, що обертається. Влаштування синхронної машини, холостий хід синхронного генератора.

Пристрій асинхронної машини: статор і ротор, що обертається. Механічна характеристика асинхронного двигуна, його постійні та змінні втрати. Методи регулювання частоти обертання двигуна. Робота генератора синхронного в автономному режимі.

Конструкція синхронного генератора та приводного двигуна. Приведення генератора у стан синхронізації. Спосіб точної синхронізації. Процес синхронізації генераторів із застосуванням лампового синхроноскопа. Порядок проходження фаз генератора.

Розрахунок пазів та обмотки статора, полюсів ротора та матеріалу магнітопроводу синхронного генератора. Визначення струмівкороткого замикання. Температурні параметри обмотки статора для режиму роботи і обмотки збудження при навантаженні.

Розрахунок машини постійного струму. Розміри та конфігурація магнітного ланцюга двигуна. Тип та кроки обмотки якоря. Характеристика намагнічування машини, розрахунок магнітного потоку. Розміщення обмоток головних та додаткових полюсів. Тепловий та вентиляційний розрахунки.

Аналіз класичних схем підключення трифазних асинхронних двигунів (з'єднання обмоток статора за схемою "зірка" та "трикутник"). Вибір схеми включення двигуна, ємності робочого та пускового конденсатора та їх типу. Сердечник двигуна ротора.

Роль електричних машин у сучасній електроенергетиці. Серія та матеріал виготовлення асинхронного двигуна, його паспортні дані. Розрахунок магнітного ланцюга двигуна. Обмотка короткозамкнутого ротора. Активні та індуктивні опори обмоток.

Роботи в архівах красиво оформлені згідно з вимогами ВНЗ та містять малюнки, діаграми, формули і т.д. PPT, PPTX та PDF-файли представлені тільки в архівах. Рекомендуємо завантажити роботу.