Сегодня все больше промышленных предприятий задумываются о повышении эффективности процессов технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОиР, ТОРО). Один из способов — переход к новым стратегиям, таким как ремонты по состоянию и превентивное обслуживание. Однако такой переход невозможен без знаний о текущем состоянии оборудования. Единственный надежный метод получения таких знаний — онлайн-мониторинг и диагностика состояния оборудования.
Для вращающегося оборудования один из основных методов диагностики — замер вибраций (вибродиагностика и вибромониторинг). Это хорошо зарекомендовавший себя метод, достаточно распространенный на предприятиях и обладающий высокой степенью вероятности обнаружения дефектов. Однако он не лишен недостатков. Основные из них:
• необходимость установки вибродатчиков непосредственно на оборудовании. Это не всегда физически возможно или экономически оправдано;
• невозможность проведения диагностики электрической части машины, так как необходимы дополнительные системы, подходы и измерения.
Одной из возможных альтернатив являются новые программно-аппаратные комплексы, позволяющие оценивать микроколебания электромагнитного поля, вызванные вибрациями в механической части машины и колебаниями в ее электрической составляющей. Отслеживая различные гармоники спектра, можно сделать выводы о том, что конкретно не так в оборудовании, где именно проблема и, следовательно, оценить текущее состояние машины.
Данный подход нашел воплощение не так давно, когда появились современные алгоритмы data mining для этих показателей, а также процессоры для работы в реальном времени, которые можно упаковать в относительно компактный корпус.
Опишем физический принцип, который лежит в основе этого метода. Любые возмущения в работе электрической и/или механической части электродвигателя (электрогенератора) и связанного с ним устройства приводят к изменениям магнитного потока в зазоре электрической машины, а значит — к слабой модуляции потребляемого (вырабатываемого) электрической машиной тока. Наличие в спектре тока электрической машины характерных частот определенной величины (гармоник) говорит о присутствии повреждений электрической и/или механической части электродвигателя (электрогенератора). Гармоники, кратные частоте питающего тока, указывают на проблемы в электрической части. Гармоники, кратные оборотной частоте вращения двигателя, — это механическая часть.