Согласно статистическим данным [1], представленным на рис. 1, состояние парка экскаваторов Кузбасского бассейна по первичным данным вибродиагностики имеет негативных характер. Более трети машин находится в недопустимом для эксплуатации состоянии, причиной тому — вибрации. Возникновение вибраций в горных машинах обусловлено различными дефектами ротора, опорной системы, узлов статора, зубчатых и ременных передач и т. д.
Вибродиагностика может решать следующие задачи: выявлять причины высокого уровня вибраций и обнаруживать скрытые дефекты конструкций. Широкое распространение среди всех методов вибродиагностики получил метод спектрального анализа потребляемого тока. Для проведения диагностики состояния электропривода методом спектрального анализа потребляемого тока необходим измерительный (аппаратно‑программный) комплекс, представленный на рис. 2. Важным преимуществом метода является то, что проведение мониторинга тока электродвигателя может быть выполнено как непосредственно на нем, так и в электрощите питания (управления) [2]. Физический принцип, положенный в основу этого метода, заключается в том, что любые возмущения в работе электрической и механической части электропривода приводят к изменениям магнитного потока в зазоре электрической машины и, следовательно, к слабой модуляции потребляемого тока. Наличие в спектре тока двигателя характерных (и не совпадающих) частот определенной величины свидетельствует о наличии повреждений электропривода [3].
Перспективы вибродиагностики лежат в освоении новых методов, таких как искусственные нейронные сети, нечеткая логика и т. д. Это связано с возможностью идентифицировать параметры вибраций в реальном времени и давать оценку текущему состоянию оборудования. На рис. 3 представлена простейшая структурная схема, на основании которой возможно реализовать мониторинг вибраций в реальном времени.
Блок «вибродиагностика» включает в себя различные датчики, установленные на частях или вблизи частей электропривода. Датчики имеют унифицированные выходные сигналы для блока «анализатора состояния вибрации». Анализатор разрабатывается на основе искусственной нейронной сети. В нем будет заложен экспертный диапазон уставок. В зависимости от попадания параметра вибраций в конкретный диапазон, анализатор может сделать вывод о текущем состоянии электропривода и отобразить его на дисплее.