Диагностика на електродвигатели
Вътрешният и чуждестранният опит показва, че въвеждането на диагностични средства е един от най-важните фактори за повишаване на икономическата ефективност от използването на оборудване в промишлеността. Целта на диагностиката е да идентифицира и предотврати повреди и неизправности, да поддържа оперативна производителност в рамките на установените граници, да прогнозира състоянието с цел пълно използване на ресурса.
Асинхронните двигатели с катерица са най-разпространените машини в съвременната задвижваща технология. Оптималното използване на такива електродвигатели е възпрепятствано от голямата им повреда. Всяка година 20-25% от общия брой инсталирани електродвигатели излизат от строя. Възникналите щети са свързани с престой на технологичното оборудване поради повреда на двигател. В допълнение към преките загуби се добавя намаляване на електрическата и пожарната безопасност, което е свързано с къси съединения, които могат да присъстват в намотката на статора или ротора на повреден електродвигател.
По този начин задачите за намаляване на нивото на преките и непреките разходи по време на работа на асинхронни двигатели, подобряване на качеството на тяхната диагностика, както и повишаване на тяхната надеждност са актуални днес във всяка индустрия. Като обекти на изследване статията разглежда най-широко използваните общопромишлени асинхронни двигатели със средна мощност (от 1 до 4000 kW).
Диагностика на асинхронни двигатели на етапите на производство, експлоатация и ремонт
Изборът на стратегия и методи за диагностика на асинхронни двигатели се определя от редица фактори. От първостепенно значение е крайната цел на диагностиката, която зависи от това на какъв етап от жизнения цикъл се определя техническото състояние.двигател: на етап производство, експлоатация или ремонт.
На етапа на производство е важно да се осигури оптимален дизайн и усъвършенстване на конструкцията, като се фокусира върху осигуряването на надеждност и дълготрайност, както и контрол на качеството на производството на части и техния монтаж. Основните видове неизправности в условията на масово производство са: кинематични производствени грешки на части, параметри, превишаващи допустимите граници за точност и монтажни дефекти, които включват дисбаланс, наличие на ексцентричност, различни видове изкривявания, празнини, относителни премествания на взаимодействащи части, неспазване на технологията на смазване и др. На етапа на експлоатация, поради естествения процес на стареене на елементите с течение на времето, настъпват промени в параметрите на двигателя, което води до неизправности и повреди.
С правилната организация на работата на асинхронните двигатели, видът на неизправността и размерът на ремонта могат да бъдат определени предварително, преди да настъпи критичното състояние на механизма. Диагностиката на етапа на ремонтните работи се свежда до следремонтен контрол на техническото състояние. Обемът на диагностиката трябва да включва и предремонтна оценка на техническото състояние на машините.
При електродвигателите, след ремонт с демонтаж и подмяна на части, надеждността на работа често намалява. По време на ремонта е проблематично да се разкрият скрити дефекти, като например дефекти в прътите на ротор с катерица или нарушение на изолацията на намотката на статора.
Понастоящем има нужда от диагностика на състоянието на асинхронните електродвигатели в процеса на тяхната работа. Откриването на дефекти в работещ електродвигател на ранен етап на развитие ще предотврати внезапно спиране на производството в резултат на авария, ще намали разходите за ремонт на електродвигател и ще увеличи периодаслужбата му.
Анализ на тестова и функционална диагностика на асинхронни двигатели
Съвременните системи и методи за диагностика на асинхронни двигатели могат да бъдат разделени на две групи. Първата група включва методи за тестова диагностика. Това е измерване на изолационно съпротивление, токове на утечка, вътрешно съпротивление на намотките, тангенс на диелектричните загуби на намотките, импулсен метод с високо напрежение и др. Тестовата диагностика е основният вид откриване на дефекти в електродвигателите в битовия енергиен сектор. Той определя съществуващата структура на поддръжка и ремонт съгласно нормативната уредба. Такава диагностика допринася не само за предотвратяване на развитието на различни дефекти, но и за появата им. Например, по време на планови ремонти на електрически машини, след пълно сглобяване, двигателят се подлага на тестове с високо напрежение, което има вредно въздействие върху изолацията на машината. Това причинява появата на микродефекти в намотката, които се развиват по време на работа на електродвигателя под въздействието на некачествена електроенергия, претоварвания, чести стартирания и спирания. С всеки тест с високо напрежение по време на планова профилактика броят на дефектите се увеличава. Това в крайна сметка води до аварийна повреда на електродвигателя. Всяко разглобяване и сглобяване на електродвигателя увеличава тези микродефекти.
Понастоящем е разработена многофункционална система за диагностика на изолацията на асинхронни двигатели чрез импулсен тест с високо напрежение. Авторите на тези системи твърдят, че се извършва безразрушителен тест за изолация, обяснявайки това с навременното спиране на теста. Тестът обаче се прекратява само когато границите на изолационната якост са превишени. Недостатъците на тестовата диагностика могат да включват и временно спиранеработата на електродвигателя, липсата на възможност за защитно изключване на оборудването по време на неговата работа, за да се предотврати пълната му повреда, липсата на контрол на ненормалните режими на работа на това оборудване и др.
Сравнителният анализ на методите за поддръжка на оборудване от ротационен тип показа, че по време на планови превантивни ремонти и тестове най-малко 50% от поддръжката се извършва без действителна нужда от тях. За повечето машини това не намалява честотата на повредите им. Надеждността на работа след поддръжка с демонтаж и подмяна на части често се намалява. Около 70% от дефектите са причинени от дейности по поддръжката. При обслужване по фактическо състояние предприятието разполага с обективни данни за текущото техническо състояние на оборудването. Нормалната работа на механизма не се нарушава поради неразумна човешка намеса.