Введение
ГЛАВА 1. Контроль состояния короткозамнутых обмоток роторов высоковольтных электродвигателей. состояние проблемы 16
1.1. Статистическая оценка и анализ повреждаемости короткозамкнутых обмоток роторов высоковольтных электродвигателей 16
1.2. Влияние конструктивных особенностей обмотки ротора на оценку потребности в ремонте асинхронного двигателя с учетом информации, полученной при проведении контроля состояния обмотки ротора... 19
1.3. Анализ принципов и устройств контроля состояния коротко-замкнутых обмоток роторов высоковольтных асинхронных электродвигателей 23
1.3.1. Требования, предъявляемые к принципам и устройствам... 23
1.3.2. Классификация способов и устройств контроля 26
1.3.3. Анализ способов и устройств ремонтного контроля 28
1.3.4. Анализ способов и устройств оперативного тестового контроля 29
1.3.5. Анализ принципов и устройств функционального оперативного контроля 32
1.4. Пути решения проблемы создания эффективных способов и устройств контроля состояния короткозамкнутых обмоток роторов высоковольтных асинхронных двигателей 39
Выводы по главе 1 40
ГЛАВА 2. Математическое моделирование и исследование электромагнитных процессов в воздушном зазоре двигателя при обрывах стержней 42
2.1. Постановка задачи 42
2.2. Разработка математических моделей токораспределения и магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора, имеющей оборванные стержни 43
2.3. Анализ токораспределения и магнитного поля короткозамкнутой обмотки ротора, имеющей оборванные стержни. Выбор диагностического сигнала 52
2.4. Анализ спектра временных гармоник диагностического сигнала, генерируемого фиктивной обмоткой ротора 54
2.5 Определение диапазона частот диагностического сигнала, в котором заложена достаточная информация о состоянии каждого стержня 58
Выводы по главе 2 61
ГЛАВА 3. Разработка методов измереня скольжения асинхронных двигателей на основе гармонического анализа магнитного поля в зазоре и тока статора 62
3.1. Постановка задачи 62
3.2. Выбор источников временных гармоник магнитного поля в воздушном зазоре, которые несут информацию о скольжении 63
3.3. Определение параметров аналого-цифрового преобразователя и записывающего устройства 64
3.3.1. Определение минимального значения частоты дискретизации 64
3.3.2. Определение минимальной продолжительности записи сигнала 65
3.3.3. Определение требуемого объема памяти записывающего устройства 67
3.4. Исследование гармонического состава тока статора исправного двигателя с исправной обмоткой ротора на физической модели 69
3.4.1 Структурная схема испытательного стенда 69
3.4.2 База опытных данных 71
3.4.3 Обработка и анализ экспериментальных данных 71
3.5. Разработка метода измерения скольжения на основе анализа временных гармоник тока статора 78
3.5.1. Основные положения метода 78
3.5.2. Алгоритм измерения скольжения по току статора 79
3.6. Исследование гармонического состава магнитного поля в воздушном зазоре с исправной обмоткой ротора на физической модели 83
3.6.1 Структурная схема испытательного стенда 83
3.6.2 База опытных данных 85
3.6.3 Обработкам анализ экспериментальных данных 85
3.7. Разработка метода измерения скольжения на основе анализа временных гармоник магнитного поля в воздушном зазоре двигателя... 88
3.7.1. Основные положения метода 88
3.7.2. Алгоритм измерения скольжения 88
Выводы по главе 3 89
ГЛАВА 4. Разработка дифференциального метода контроля состояния обмотки ротора асинхронного двигателя с применением цифровой обработки сигналов 90
4.1. Постановка задачи 90
4.2. Определение сигналов-помех и их спектров временных гармоник, создающих в сумме с диагностическим сигналом общее магнитное поле в воздушном зазоре машины 91
4.2.1. Математическая модель магнитного поля в воздушном зазоре двигателя без учета насыщения 91
4.2.2. Магнитное поле в воздушном зазоре реального асинхронного двигателя с учетом насыщения и эксцентриситета ротора 95
4.3. Сравнение спектров временных гармоник диагностического сигнала и результирующего магнитного поля в воздушном зазоре асинхронного двигателя с исправной обмоткой ротора 97
4.4. Метод выделения диагностического сигнала из общего магнитного поля в воздушном зазоре 97
4.5. Физическое моделирование диагностического сигнала при исправной и поврежденной обмотках ротора 99
4.5.1. Описание испытательного стенда 99
4.5.2 Математическая модель восстановления формы диагностического сигнала по сигналу, снимаемому с внутреннего индуктивного датчика 99
4.5.3. Формирование базы опытных данных, их обработка и анализ 102
4.6. Алгоритм и интерфейс программы «Дифференциальный метод контроля состояния короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя» 109
4.6.1. Алгоритм программы «Автоматическое определение количества и номеров оборванных стержней по форме диагностического сигнала» 109
4.6.2. Алгоритм программы «Дифференциальный метод контроля состояния короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя» 111
4.6.3. Интерфейс программы 113
Выводы по главе 4 115
ГЛАВА 5. Исследование влияния обрывов стержней короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя на гармонический состав тока статора 116
5.1 Постановка задачи 116
5.2. Влияние обрывов стержней на гармонический состав тока статора двигателя с помощью физического моделирования 116
5.2.1 Выбор гармоник, генерируемых токами фиктивной обмотки ротора, для контроля наличия оборванных стержней 116
5.2.2. Структурная схема испытательного стенда. Формирование базы экспериментальных данных 117
5.23. Анализ экспериментальных данных 118
5.3. Алгоритм «Определение наличия оборванных стержней в обмотке ротора по гармоникам тока статора» 125
5.4. Разработка метода «Контроль состояния короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя по гармоникам тока статора» 126
5.4.1. Основные положения метода 126
5.4.2. Математическая модель процесса сравнения номинального скольжения асинхронного двигателя со скольжением реальной обмотки ротора при номинальной нагрузке 127
5.4.3. Определение инструментальной погрешности метода 131
5.4.4.0пределение минимального времени записи сигнала 132
5.4.5. Алгоритм программы «Контроль состояния короткозамкну той обмотки ротора асинхронного двигателя по току статора» 133
5.4.6. Интерфейс программы 134
Выводы по главе 5 136
Заключение 138
Список литературы
