По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 658. 58

Практика вибрационного диагностирования состояния элементов асинхронных электродвигателей

Сидоров В. А. д-р техн. наук, профессор, Е-mail: sidorov_va58@mail.ru, Донецкий национальный технический университет, Донецк
Рыбаков В. Н. руководитель службы диагностики, Е-mail: rvn@npp-promtek.com, ООО НПП «ПромТЭК», Самара

В работе рассматривается возможность выявить повреждения механической и электрической подсистем на основании измерения вибрационных сигналов. Обязательным остается этап углубленного исследования электрических показателей (стабильность питающего напряжения, равенство токовых значений по фазам, значения сопротивления и др.). Особенности вибрационного диагностирования состояния элементов асинхронных электродвигателей выявляются при комплексном подходе измерения общего уровня вибрации, спектрального анализа и анализа временных реализаций. Показана последовательность постановки диагноза состояния асинхронного двигателя мощностью 1,6 МВт, с номинальной частотой вращения 2950 об/мин. Взаимное влияние нескольких видов механических повреждений — несоосность валов (угловой или параллельной); неравномерность распределения нагрузки между подшипниковыми узлами, повреждения подшипников; присутствие динамического дисбаланса — потребовали использования всего спектра вибрационных методов. Показана возможность использования для постановки диагноза акустических колебаний, аналогичных временным реализациям виброускорения. Основную трудность составляет разработка мероприятий по последовательности выверки положения подшипниковых опор, проверке качества установки подшипника, балансировке и устранению повышенной податливости подшипниковых опор.

Литература:

1. Менщиков, И. А. Оценка технического состояния электромеханических систем с помощью энергетических показателей // Вестник АГТУ. Серия: Морская техника и технология. 2018. №2. С. 37–39.

2. Яфасов, Ф. И. Оценивание состояния и функциональное диагностирование электромеханической системы с асинхронным двигателем: автореферат дис…. кандидата технических наук: 05.13.01 / Казан. гос. техн. ун-т им. А. Н. Туполева. — Казань, 2005. — 18 с.

3. Сафин, Н. Р., Прахт, В. А., Дмитриевский, В. А., Дмитриевский, А. А., Казакбаев, В. М. Диагностика неисправностей асинхронных двигателей на основе спектрального анализа токов статора // Энергобезопасность и энергосбережение. 2014. №3.

4. Сайт компании КРОК. KGolubev Диагностика промышленных электродвигателей и генераторов по спектру потребляемого тока и предотвращение аварий. Эл. ресурс. URL: https://habr.com/ru/ companies/croc/articles/343000/ (дата обращения: 20.08. 2024).

5. Ряполов, П. А., Рыженко, В. В. Диагностика асинхронных двигателей на основе спектрального анализа тока статора. Инновационные материалы и технологии — 2011 / Материалы международной научно-практической конференции БГТУ В. Г. Шухова, Белгород. 2011. URL: https:// masters.donntu.ru/2012/etf/iasynskyi/library/ryapolov.htm

6. ГОСТ ISO-20958. Контроль состояния и диагностика машин. Сигнатурный анализ электрических сигналов трехфазного асинхронного двигателя.

7. Сидельников, Л. Г., Афанасьев, Д. О. Обзор методов контроля технического состояния асинхронных двигателей в процессе эксплуатации // Недропользование. 2013. №7. С. 48–57.

8. Гришин Ф. С., Филимонов, М. Н., Буганара, С. А. Исследование возможностей создания системы диагностики параметров асинхронного двигателя мехатронного электромеханического модуля на основе искусственных нейронных сетей // Молодой исследователь Дона. 2023. №3 (42). С. 20–25.

9. Гемке, Р. Г. Неисправности электрических машин / Р. Г. Гемке. — 8-е изд., испр. доп. — Ленинград: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1975. — 296 с.: ил.; 21.

10. Сушко, А. Е., Рыбаков, В. Н., Сидоров, В. А. Уточнение диагноза при анализе временных реализаций вибрационного сигнала механизмов / Главный механик. 2022. №5. С. 293–304.

Асинхронный электрический двигатель — наиболее удачное конструкторское решение для преобразования электрической энергии в механическую, нашедшее широкое применение в качестве привода механических систем. В некоторых случаях безотказность этого единственного источника механической энергии прерывается отказами из-за реализации повреждений электрической или механической части электромеханической системы. Значительное взаимное влияние диагностических симптомов, составляющих данной сложной технической системы, позволяет использовать для оценки технического состояния асинхронного двигателя электрические и механические показатели, дополняя картину состояния значениями температуры отдельных элементов или тепловой картиной объекта.

В то же время в практике диагностирования электромеханических систем (ЭМС) возможности аналитики вибрационных сигналов позволяют выявить повреждения механической и электрической подсистем. Постановку диагноза в данном случае предваряет этап углубленного исследования электрических показателей (стабильность питающего напряжения, равенство токовых значений по фазам, значения сопротивления и др.). Некоторые особенности вибрационного диагностирования состояния элементов асинхронных электродвигателей рассмотрены в данной работе.

Решение вопросов оценки технического состояния ЭМС реализуется по нескольким направлениям. В работе [1] предлагается реализовать контроль технического состояния тяговых электрических машин на основе математического моделирования энергетических показателей. Существуют предложения объединить программную и аппаратную реализацию алгоритмов сбора и обработки текущих измерений [2], выполнив оценку состояния системы с асинхронным двигателем в реальном времени, используя экспериментальную методику гарантированного оценивания.

Вопросы диагностирования неисправностей асинхронных двигателей на основе спектрального анализа токов статора и влияния их на энергетические характеристики двигателей рассматриваются в статье [3]. Популярность данного направления обосновывается высокой информативностью электромагнитного поля и возможностью выделения полезных сигналов из его шумовых компонентов [4, 5]. Утверждается, что в комплексе с вибродиагностикой системы прекрасно дополняют друг друга.

Для Цитирования:
Сидоров В. А., Рыбаков В. Н., Практика вибрационного диагностирования состояния элементов асинхронных электродвигателей. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов. 2025;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: