автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Разработка и исследование методов и средств диагностики электрических машин на основе измерения их полей рассеяния

На правах рукописи

Жарков Владислав Владимирович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЯ ИХ ПОЛЕЙ РАССЕЯНИЯ

Специальность 05.11.01. -Приборы и методы измерения по видам измерения (электрические измерения)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск - 2003

Работа выполнена на кафедре «Проектирование и технология электронных средств» Ульяновского государственного технического университета.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, доцент Смирнов В.И. доктор технических наук Медведев Г.В.

кандидат технических наук, профессор Ефимов А.В.

Ульяновское отделение института радиотехники и электроники РАН.

Защита состоится 24 декабря 2003 г. в 12.00 часов в аудитории 211 на заседании диссертационного совета Д 212.277.01 при Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан « » ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Казаков М.К.

2оо?-А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Электрические машины (электродвигатели, генераторы и трансформаторы) выполняют важные задачи в различных сферах производства. Их внезапный отказ сопровождается значительными экономическими потерями. Поэтому диагностика данных агрегатов с целью выявления дефектов на ранней стадии их развития является актуальной задачей, решение которой позволит предотвратить аварийные ситуации. При этом необходимым условием проведения диагностики является измерение диагностических параметров без отрыва объекта от процесса производства и транспортировки его на специализированные стенды.

В настоящее время основным направлением в диагностике электрических машин является вибродиагностика. Методы вибродиагностики позволяют получить подробную информацию о техническом состоянии объекта и основываются на анализе временных и спектральных характеристик вибраций. Одними из основных недостатков вибродиагностики являются контактный метод измерения и жесткие требования к расположению датчика на объекте.

Кроме вибродиагностики для оценки технического состояния электрических машин активно применяются методы диагностики на основе измерения фазных токов и напряжений. Применение токовых клещей позволяет проводить измерения без разрыва цепей питания объекта. При этом, в отличие от вибродиагностики, нет необходимости устанавливать датчик в определенное положение относительно объекта.

Информацию о техническом состоянии объекта диагностирования можно получить также на основе измерения поля рассеяния, существующего вблизи электрической машины и являющегося частью общего магнитного потока. Поскольку поток рассеяния создается фазными токами в обмотках электрической машины, то возникновение дефектов должно приводить к изменениям в спектре поля рассеяния. Использование поля рассеяния в качестве основного или дополнительного источника диагностической информации позволит повысить достоверность диагностических оценок. Измерение поля рассеяния производится бесконтактным способом, что не требует вмешательства в работу объекта. Нет и жестких требований к расположению датчиков относительно объекта. Несмотря на это, как показывает анализ литературы, влияние дефектов на характеристики поля рассеяния мало изучено, а данный диагностический параметр практически не используется при оценки технического состояния электрических машин.

Все это делает актуальным • разработку автоматизированных диагностических устройств, которые позволяют измерять такие параметры, как поля рассеяния, фазные токи и вибрации электрических машин, а также проводить цифровую обработку и анализ результатов измерений, с последующим формированием банка данных с шнЬоомалией о динамике

изменения диагностических параметров.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является разработка и исследование методов и средств диагностики электрических машин на основе измерения их полей рассеяния с помощью датчиков индуктивного типа. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• Исследование с помощью схемотехнического моделирования переходных процессов в чувствительных элементах индуктивных датчиков на основе 1Л-, ЬС-, ЬЮ- и Х£У?-контуров с целью определения наиболее оптимальной схемы первичного преобразователя с точки зрения чувствительности и быстродействия.

• Разработка автоматизированного диагностического комплекса на основе специализированной сенсорной платы сбора данных для персонального компьютера и соответствующего программного обеспечения, предоставляющего необходимые возможности для измерения диагностических параметров, обработки и анализа результатов измерений.

• (Определение основных метрологических характеристик комплекса.

• Исследование временных и частотных характеристик полей рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин. Определение диагностических признаков, характеризующих техническое состояние диагностируемых объектов.

• Разработка методики диагностирования дефектов электрических машин на основе измерения временных и спектральных характеристик полей рассеяния.

Научная новизна.

1. С помощью схемотехнического моделирования проведен сравнительный анализ переходных процессов в различных схемах первичных преобразователей индуктивного типа. Установлено, что первичные преобразователи на основе Ю- и АОЛ-контуров обладают более высокой чувствительностью, чем аналогичные преобразователи на основе /,/?-цепи и ХС-контура.

2. Проведены комплексные исследования полей рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин, которые показали, что в спектре поля рассеяния содержится информация для оценки технического состояния диагностируемого объекта.

3. На основе проведенных экспериментальных исследований, установлена связь между механическими дефектами электродвигателя и объемной плотностью энергии, излучаемой объектом в спектральной полосе гармоники скольжения.

4. Проведены исследования спектра поля рассеяния электротрансформатора, позволившие установить влияние степени дефекта, вызванного межвитковыми замыканиями в первичной обмотке,

на амплитуду 3-ей гармоники в спектре поля рассеяния.

* •

' - * . *

Практическая значимость работы.

• Разработаны специализированная плата сбора данных для персонального компьютера, а также конструкции индуктивных датчиков для измерения электромагнитных полей, токов и вибраций. Наличие многоканального режима работы позволяет производить одновременно измерения различных параметров с накоплением массивов данных в памяти компьютера. Данная плата может быть использована не только для диагностики электрических машин, но и для решения таких задач как, например, управление и контроль технологическими процессами.

• Разработан программный пакет, который предоставляет широкие возможности по цифровой обработке, анализу и графическому представлению результатов измерений, полученных с помощью сенсорной платы сбора данных. Открытый формат файлов базы данных позволяет осуществлять обмен информацией с другими программными пакетами по обработке данных, например, MathCAD.

• Разработана методика диагностики разбаланса ротора электродвигателя. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Для индуктивных датчиков, принцип действия которых основан на преобразовании индуктивности в длительность переходного процесса, наиболее оптимальными с точки зрения чувствительности и быстродействия являются датчики с чувствительным элементом в виде ¿Дй-контура.

2. Объемная плотность энергии, излучаемая электродвигателем в спектральной полосе гармоники скольжения зависит от степени проявления механического дефекта, связанного с разбалансировкой ротора, и, таким образом, может служить в качестве диагностического признака для оценки технического состояния электродвигателя.

3. Относительная амплитуда третьей гармоники в спектре поля рассеяния электротрансформатора зависит от количества замыкаемых витков и переходного сопротивления и, таким образом, может служить в качестве диагностического признака для оценки технического состояния трансформатора.

4. Методика диагностирования разбаланса ротора электродвигателя на основе измерения временных и спектральных характеристик поля рассеяния.

Методы проведения исследований. В ходе выполнения работы использовались современные теоретические и экспериментальные методы: теория электромагнитного поля, теория электрических цепей, интегральные преобразования Фурье и Лапласа, линейная алгебра, а также методы цифровой обработки сигнала. Программное обеспечение разработано на языках программирования: Assembler, Turbo Pascal 7.01. Программное схемотехническое моделирование схем производилось в пакете Micro-Cap 7.0.

Для оценки методической погрешности использовался пакет MathCAD 2001 Professional. Проектирование принципиальных схем и печатных плат осуществлялось в автоматизированной среде проектирования P-CAD 4.5.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской НТК «Методы и средства измерений» (г. Н. Новгород, 2003 г.); на международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2003 г.); на международной НТК «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники «New design methodologies» (г. Владимир, 2002 г.); на международной НТК «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2002» (г. Саратов, 2002 г.); на Всероссийской НТК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (г. Ульяновск, 2001 г.); на международной конференции «Континуальные логико-алгебраические и нейросетевые методы в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2000 г.); на международной НТК «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (г. Москва, 1999 г.); на международной НТК «Интерактивные системы: проблемы взаимодействия человек-компькнер» (г. Ульяновск, 1999 г.); на школе-семинаре «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (г. Ульяновск, 1999 г.); на Всероссийской НТК «Микроэлектроника и информатика - 98» (г. Москва, 1998 г.); на ежегодных 32-ой и 33-ей конференциях профессорско-преподавательского состава УлГТУ.

Внедрение результатов работы. Разработан и внедрен в производство в ОАО Ульяновская кондитерская фабрика «Волжанка» автоматизированный вискозиметр, в котором программно-аппаратный комплекс использован для контроля технологического процесса.

Внедрен в производство в ЗАО НПК «Волга-ЭКОПРОМ» программный пакет, выполняющий задачи управления и контроля технологическим процессом.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 12 научных статей и 13 тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 130 наименования. Общий объем диссертации составляет 157 страниц, включая 12 таблиц и 49 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальности темы диссертации, поставлена цель и дана общая характеристика работы, включая научную новизну и практическую значимость полученных результатов, сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены существующие методы и средства диагностики технического состояния электрических машин. В основном, диагностика осуществляется на основе измерения вибраций и фазных токов электрических машин. Одними из основных недостатков вибродиагностики являются контактный метод измерения и жесткие требования к расположению датчика на объекте, в то время как бесконтактные способы измерения фазных токов лишены данных недостатков.

Рассмотрено поле рассеяния электрической машины как возможный источник информации о техническом состоянии объекта. Показано, что поскольку поле рассеяния создается фазными токами, характеристики которых используются для диагностики, то поле рассеяния также может служить диагностическим параметром, а использование высокочувствительных датчиков магнитного поля совместно с автоматизированным измерительным комплексом позволит определить диагностические признаки. Также отмечено, что, получение дополнительной информации о техническом состоянии объекта, повышает точность диагностических оценок.

Проанализированы принципы построения автоматизированных диагностических комплексов. Обоснована перспективность конструкции комплексов, состоящей из специализированной платы сбора данных, компьютера и программного пакета. Приведены основные характеристики существующих автоматизированных виброанализаторов, предназначенных для диагностики электрических машин. Из сформулированных требований, предъявляемых к параметрам комплексов, выделено время однократного измерения, которое не должно превышать'20... 100 мкс.

Во второй главе проведен сравнительный анализ различных схем первичных преобразователей индуктивного типа, принцип действия которых основан на преобразовании параметров чувствительного элемента в длительность переходного процесса.

Основными достоинствами индуктивных датчиков являются: бесконтактные способы измерения многих физических величин, простота конструкций, некритичность к воздействиям окружающей среды, низкий импеданс. Однако их время однократного измерения находится на уровне 1 мс, что явно недостаточно для использования в автоматизированных комплексах, предназначенных для диагностики электрических машин. Исходя из этого требуется проведение исследований с целью выработки решений, повышающих быстродействие индуктивных датчиков.

С целью повышения чувствительности и быстродействия первичного преобразователя индуктивного типа, предложено использовать новую схему включения - ¿ОД-контур (рис. 1а). Особенность схемы заключается в использовании нелинейного элемента - специального диода с большим временем восстановления обратного сопротивления.

Роль диода заключается в следующем. Кратковременный электрический импульс (рис. 16) длительностью х возбуждает в ЬйЯ-контуре переходный процесс, сопровождающийся инжекцией неосновных носителей в базу диода и последующим их рассасыванием. Величина инжектированного через р-п-переход заряда и, соответственно, длительность переходного процесса зависят от параметров катушки индуктивности, которая и является чувствительным элементом датчика. Параметры чувствительного элемента, в свою очередь, могут меняться под воздействием измеряемых физических величин (магнитных полей, перемещений металлических объектов, деформации измерительной катушки). Отличительной особенностью данной схемы является наличие резкого перехода выходного напряжения через нулевой уровень в момент времени Г, что повышает точность определения данного момента при использовании компаратора.

О

-1.5

-Й- 1 ! 1

ч -

а)

5 10 „ 15 1, мкс б) Т Т

Рис.1. Схема ЮЛ-контура (а) и график переходного процесса (б).

Для сравнительного анализа чувствительности первичных преобразователей на основе ¿Я-цепи, ЬС- и ¿¿Ж-контуров проведено схемотехническое моделирования возникающих в них переходных процессов (рис.2) в пакете МкгоСар 7.0. В качестве критерия сравнения определен параметр у, характеризующий чувствительность первичных преобразователей, который показывает на сколько изменится напряжение на входе компаратора, при изменении индуктивности датчика на 1%:

~В

Г = У\-Уг

%

(1)

где

а

времени Т; уг =

— характеризует точность определения компаратором момента Д Т

Л^-100%

- характеризует изменение интервала времени Т, при

изменении индуктивности датчика.

и. а

2.5

1=10 5 В/%

о 1) цж 10

20 I, мкс

У _|и0п|

У= 0.09 В/%

0 2) Щ Ю

20 1, мкс

и, В,

3)ЬС

I, мкс

Рис.2. Переходные процессы в 1-1Ш-контуре, 2-1Л-цепи, 3-£С-контуре.

На основании формулы (1) и полученных при моделировании временных зависимостей выходного напряжения (рис.2) определены значения параметра у: у=10.5 В/% (для 1Ш-контура), у=0.09 В/% (для 1Д-цепи) и у=0.15 В/% (для ЬС-контура). Из полученных результатов следует, что при примерно равном времени однократного измерения, значение параметра у в первичном преобразователе индуктивного типа на основе ££>7?-контура значительно больше, чем в первичных преобразователях на основе ХЛ-цепн и £С-контура.

В третьей главе рассматривается разработанный автоматизированный комплекс для диагностики электрических машин, в котором используется описанный во второй главе первичный преобразователь индуктивного типа на основе ЮЛ-контура. Конструктивно комплекс состоит из следующих частей:

• компьютерной платы сбора данных;

• программного пакета, осуществляющего обработку и представление информации в графической и текстовой формах;

• датчиков индуктивного типа;

• ЮМ РС совместимого компьютера не ниже 1386.

Возможности аппаратной части' комплекса позволяют проводить измерения различных физических величин одновременно 7-ю датчиками индуктивного типа, при максимальной частоте дискретизации до 16 кГц. Представлена структурная схема сенсорной платы сбора данных и описаны ее составляющие.

С целью оценки инструментальной погрешности измерительного устройства, а- также выработки мер по ее снижению, с помощью

схемотехнического моделирования в пакете МюгоСар 7.0, проведено исследование влияния внешних факторов (температура и нестабильность источника питания) на параметры измерительной части сенсорной платы сбора данных. В результате осуществлена оптимизация параметров схемы и произведена доработка первоначального варианта устройства. В итоге для существующего комплекса удалось снизить значение температурной погрешности с 5% до величины менее 2%.

Разработаны конструкции индуктивных датчиков, которые позволяют проводить бесконтактные измерения следующих физических величин: магнитных полей, виброперемещений металлических объектов, постоянных и переменных токов. Учитывая то, что при выполнении процедуры градуировки датчика магнитного поля установка его в центр соленоида осуществляется с определенной погрешностью по осям Ах, Дг и углу отклонения от оси Да, проведен расчет конфигурации магнитного поля в области установки датчика (рис.3) и получено выражение для методической погрешности ум :

В{х,г,а)-Вт

7« ="

Вг

•100%,

(3)

где В(х,г,а) = Вх(х,г) со$а + Вг(х,г)-${па - расчетное значение с учетом погрешности

I/

установки датчика; Вт = ■ п ■ I ■ . - градуировочное значение;

•,(г, -ГС08^)

Уг) +г-"

вХ(Х,г)Ж г

1п о [(х + *й2)2 + г2 + г,2 -2гг, СОБ

2я

Лф

ГхХС05ф

-кЬ2У + г1 + г,2 -ггг^озф}''

I и г\ - длина и радиус соленоида; I - сила тока; и - плотность витков; и» -количество витков; й2 - шаг намотки витков; <р-переменная интегрирования.

В, мкТл

134.5,

134.0

133 5.

Рис.3. Конфигурация индукции магнитного поля в области установки датчика.

При значениях Дх=5 мм, Дг=3 мм и Аа=3° значение методической погрешности примерно равно 0.3%.

Программный пакет автоматизированного диагностического комплекса включает в себя набор сервисных программ для работы с платой сбора данных, а также специализированные программы для диагностики электрических машин. При разработке программного пакета использовались языки программирования Pascal 7.01 и Assembler.

В четвертой главе исследуется влияние механических и электрических дефектов электрических машин на характеристики поля рассеяния. Экспериментальные исследования (рис.4) показали, что в спектре поля рассеяния содержатся признаки аналогичные тем, что используются при диагностике электромеханических объектов на основе анализа вибраций и фазных токов. Это делает возможным использование поля рассеяния электрических машин в качестве одного из диагностических параметров, что позволяет повысить достоверность результатов диагностики.

[1 Спистр лопя рассеяния j Ггчип^чч1 I faiuiISS

!рД53*] 'г | тушлуиациц—уиуЕВ k 12 Спектр вибраций |

jJuiui JU-jL

a)

BBSjSSTIj!

(3 Спектр фазного top ]

h

6)

3 Спектр фазного тока]

Рис.4. Осциллограммы и спектры поля рассеяния, вибраций и фазного тока электродвигателя: а) до 11-ой гармоники, б) до 37-ой гармоники.

Одним из наиболее часто встречающихся дефектов электрических машин является разбаланс ротора электродвигателя. Для диагностирования данного дефекта были проведены исследования спектральных характеристик поля рассеяния с целью выявления диагностических признаков. Для этого с помощью различного расположения четырех калибровочных грузов симметрично относительно центра маховика (2-2, 3-1 и 4-0) осуществлялась имитация различной степени дефекта и исследовались спектральные характеристики поля рассеяния. На основании проведенных исследований

(4)

характера изменения гармоники скольжения (рис.5), было предложено использовать в качестве диагностического признака объемную плотность энергии поля Я, излучаемую в спектральной полосе гармоники скольжения:

/, Л

где В[/\ - амплитудное значение магнитной индукции в спектре поля рассеяния электродвигателя.

.^аяяггт.гвйэтягггггга ■

• 11 м М. 14.МмIа, А» н< яч • 1 •>

Рис.5. Осциллограммы и спектры поля рассеяния электродвигателя в области гармоники скольжения: 1- «исправное» состояние (2-2), 2- первая стадия дефекта (3-1), 3- вторая стадия дефекта (4-0).

В результате были получены следующие значения 5: для «исправного» состояния (2-2) = 5.0 Дж/(м'-с); для первой стадии дефекта (3-1) & = 3.8 Дж/(м3-с); для второй стадии дефекта (4-0) = 2.5 Дж/(м3-с). Таким образом видно, что с повышением степени проявления дефекта величина 5 заметно уменьшается. Это позволяет использовать данный диагностический признак для регистрации такого механического дефекта, как разбаланс ротора электродвигателя на ранней стадии его развития.

Проведенные исследования позволили разработать методику диагностирования разбаланса ротора электродвигателя, основанную на измерении характеристик поля рассеяния. Методика заключается в следующем:

1. Измерение осциллограммы поля рассеяния электродвигателя. Получение дискретно-временной последовательности х[л].

2. Вычисление магнитной индукции на основе градуировочного файла и вычитание постоянной составляющей:

АГ-1

I* И

3. Обработка оконной функцией Ханна:

4. Вычисление амплитудно-частотной характеристики:

- ]2лкп N

5. Вычисление объемной плотности энергии поля, излучаемой в спектральной полосе гармоники скольжения:

6. Сравнительный анализ значений 5 на основе банка данных по диагностируемому объекту.

В качестве часто встречающихся электрических дефектов можно также выделить межвитковые и межфазные замыкания в электрических машинах. Однако их обнаружение зачастую возможно лишь на конечной стадии развития дефекта. Это объясняется тем, что на ранней стадии развития дефекта токи в короткозамкнутом контуре имеют малую величину и не оказывают значительного влияния на техническое состояния объекта. Вместе с тем, по мере развития такого рода дефекта происходят местные нагревы, несимметрия фазных токов, понижение крутящего момента и высокий уровень вибраций. Из этого следует, что наличие межвитковых и межфазных замыканий оказывает влияние на характеристики фазных токов, а значит и на характеристики создаваемых ими полей рассеяния.

В результате исследования поля рассеяния электротрансформатора при имитации межвитковых замыканиями, выявлена зависимость относительной амплитуда 3-ей гармоники в спектре поля рассеяния от степени имитируемого дефекта. Изменения становятся заметны, при достижении мощности в имитируемом замыкании уровня 2% от номинальной мощности трансформатора, а при значениях более 4% происходит уверенная регистрация дефекта.

С помощью определения частоты гармоники скольжения в спектре поля рассеяния предоставляется возможность автоматизированного бесконтактного измерения скольжения асинхронного электродвигателя, значение которого необходимо для определения условного КПД асинхронного электродвигателя.

1. Использование поля рассеяния электрических машин в качестве основного или дополнительного диагностического параметра позволяет повысить достоверность диагностических оценок. Измерение поля рассеяния производится бесконтактным методом и не требует вмешательства в работу объекта. .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

2. Проведенное схемотехническое моделирование переходных процессов в первичных преобразователях индуктивного типа на основе Л£-цепи, ¿С- и АОЛ-контуров показало преимущество ¿/ЭЛ-контура с точки зрения чувствительности и быстродействия. При длительности однократного измерения «20 мкс, чувствительность датчика на основе 1£У?-контура составляет 10,5 В на 1% изменения индуктивности чувствительного элемента, что значительно больше, чем при использовании Л£-цепи и ¿С-контура.

3. Разработана специализированная плата сбора данных для персонального компьютера, а также конструкции индуктивных датчиков для измерения магнитных полей, токов и вибраций. Наличие многоканального режима работы позволяет производить одновременно измерения различных физических параметров с накоплением массивов данных в памяти компьютера. Максимальная частота дискретизации платы составляет 16 кГц, а количество опрашиваемых датчиков до 7, что достаточно для решения задач диагностики электрических машин.

4. Разработан программный пакет, который предоставляет широкие возможности по цифровой обработке, анализу и графическому представлению результатов измерений, полученных с помощью сенсорной платы сбора данных. Открытый формат файлов базы данных позволяет осуществлять обмен информацией с другими программными пакетами по обработке данных, например, МаЛСАГ).

5. Разработанные бесконтактные датчики индуктивного типа позволяют измерять поля рассеяния, фазные токи и вибрации электрических машин. Чувствительность датчика магнитного поля составляет 105 В/Тл, что вполне достаточно для измерения полей рассеяния электрических машин средней и малой мощности.

6. Для оценки инструментальной погрешности и выработки решений по ее снижению проведено схемотехническое моделирование сенсорной платы сбора данных. Оптимизация параметров наиболее критичных элементов схемы позволила снизить значение инструментальной погрешности с 5% до 2%.

7. На основании расчета конфигурации магнитного поля в месте установки датчика при выполнении процедуры градуировки, произведена оценка методической погрешности индуктивного датчика магнитного поля, которая составила 0.3%.

8. Сравнительный анализ спектров поля рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин показал, что в спектре поля рассеяния содержится информация для диагностики технического состояния электрических машин.

9. С помощью разработанного автоматизированного диагностического комплекса были проведены исследования спектральных характеристик поля рассеяния - электродвигателя с имитацией механического дефекта, на

основании которых установлена связь между механическими дефектами электродвигателя и объемной плотностью энергии, излучаемой объектом в спектральной полосе гармоники скольжения. Разработана методика определения разбаланса ротора асинхронного электродвигателя на ранней стадии развития дефекта.

10. Проведенные исследования спектров поля рассеяния электротрансформатора, позволили установить влияние степени дефекта, вызванного межвитковыми замыканиями в первичной обмотке, на амплитуду 3-ей гармоники в спектре поля рассеяния.

11 .Бесконтактные измерения комплексом поля рассеяния электродвигателя позволяют оперативно и с высокой точностью определить скольжение асинхронных электродвигателей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Смирнов В.И., Жарков В.В. Новый способ преобразования параметров индуктивных датчиков и измерительные устройства на его основе. // Датчики и системы. - 2001, № 4.- с. 19-22.

2. Смирнов В.И., Сергеев В.А., ' Жарков В.В., Ильин М.Г. Многофункциональный измерительный комплекс. // Измерительная техника. 2000,-№1,-с. 6-7.

3. Жарков В.В., Ильин М.Г., Смирнов В.И. Моделирование переходных процессов в электромагнитных датчиках. // Материалы международной научно-технической конференции «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники «New design methodologies». Владимир: Владимирский государственный университет, 2002, с.81-82.

4. Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный комплекс для диагностики функционального состояния электрических машин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2000, №7.- с.81-83.

5. Жарков В.В., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Моделирование работы измерительного устройства для диагностирования электромеханических объектов. // Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике». Ульяновск: УлГТУ, 2003, т.З, с.48.

6. Смирнов В.И., Жарков В.В., Картышов К.В. Диагностика электрических машин методом измерения их полей рассеяния. // Внутривузов. сбор. науч. трудов «Радиоэлектронная техника».-Ульяновск: УлГТУ, 2002. с. 108-110.

7. Смирнов В.И., Сергеев В.А., Жарков В.В. Автоматизированный вибродиагностический комплекс. // Автоматизация и современные технологии. 1999, - №10, - с. 6-8.

8. Смирнов В.И, Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Новая схема первичного преобразователя и виртуальный прибор на ее основе. // Ученые записки УлГУ. Серия физич. Ульяновск: УлГУ. 1999.-вып. 1(6).-с.88-90.

9. Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Сорокин A.B. Программное обеспечение к многофункциональному измерительному комплексу. Сборник тезисов 32-ой вузовской НТК профессорско-преподавательского состава. -Ульяновск: УлГТУ, 1998. - с.6-7.

Ю.Смирнов В.И., Жарков В.В. Измерение параметров электродвигателя в нестационарных режимах работы. // Внутривузовский сборник научных трудов «Радиоэлектронная техника». - Ульяновск: УлГТУ, 2000. с. 53-56.

П.Смирнов В.И., Жарков В.В. Измерение полей рассеяния электрических машин. // Межвузовский сборник научных трудов «Электроника, приборостроение, электроэнергетика». Ульяновск. 2000 - с.61-63.

12.Смирнов В.И., Жарков В.В. Использование спектральных методов для определения частоты вращения и величины радиальных биений объектов роторного типа. // Труды Ульяновского научного центра "Ноосферные знания и технологии". Том 2, выпуск 1. Ульяновск, 1999, - с. 140-142.

13.Смирнов В.И., Жарков В.В. Проблемы создания средств функциональной диагностики электрических машин. // Материалы международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2002. Саратов: Саратовский государственный технический университет, 2002, с.383.

14.Абакумов В.И., Жарков В.В., Сорокин A.B. Автоматизированный многоканальный комплекс для измерения параметров вибраций. // Микроэлектроника и информатика - 98. / Всероссийская межвузовская НТК студентов и аспирантов. Часть 2. - М.: МИЭТ, 1998, - с. 97.

15.Смирнов В.И., Жарков В.В. Оценка методической погрешности вихретокового датчика, обусловленной влиянием размеров объекта измерений. // Внутривузовский сборник научных трудов «Радиоэлектронная техника». - Ульяновск: УлГТУ, 2001. с. 110-112.

16.Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В. Многофункциональный виртуальный прибор. // Сборник тезисов 33-ей вузовской науч.-техн. конф. профессорско-преподаватель. состава. - Ульяновск: УлГТУ, 1999. - с. 18-19

17.Жарков В.В., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Определение скольжения асинхронных электродвигателей с помощью измерения их полей рассеяния бесконтактным методом. // Материалы VII заочной Всероссийской научно-технической конференции «Методы и средства измерений». - Н. Новгород: Межрегиональное Верхне-Волжское отделение Академии технологических наук РФ (МВВО АТН РФ), 2003, с. 4.

18.Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный измеритель влажности. // Радиоэлектронная техника: Сборник научных трудов. - Ульяновск: УлГТУ, 1999, - с. 29-31.

19.Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Диагностика функционального состояния автомобиля. // Материалы международной НТК

«Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий». - М.: МГТУ «МАМИ», 1999. - ч.2 - с. 80-81.

20.Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный вискозиметр. // Измерительная техника. 2000, №6. - с.46-47.

21.Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Микропроцессорное устройство контроля геометрических размеров // Внутривузов. сбор. науч. трудов «Радиоэлектронная техника». -Ульяновск: УлГТУ,1999,- с.27-29.

22.Смирнов В.И., Жарков В.В. Способ интегрирования выходного сигнала индукционно-индуктивных датчиков // Труды международной конференции «Континуальные логико-алгебраические и нейросетевые методы в науке, технике и экономике». Ульяновск:. 2000. т.З. с.54-55.

23.Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Измерение реологических характеристик жидких и пастообразных веществ // Актуальные проблемы физической и функциональной электроники. Тезисы докладов школы-семинара (проект А-0066). Ульяновск: УлГТУ, 1999, - с. 47.

24.Смирнов В.И., Жарков В.В., Картышов К.В. Новый принцип построения виртуальных приборов и их использование для контроля технологических параметров и процессов // Труды 3-й всероссийской НТК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» Ульяновск, 2001.- с.228-230.

25.Smirnov V.l., Abakumov V.l., Zharkov V.V., Ilyin M.G. Multi-functional virtual device // Interactive Systems: The Problems of Human - Computer Interaction. -Proceedings of the International Conference, 22-24 Sept. 1999. - Ulyanovsk, 1999, p.154-155.

1» .

Подписано в печать lZ.ll.2003. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. неч. л. 1,4. Уч.-год. л. /, И. Тираж 100 экз. Заказ

Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32.

f i

»1875ft

£00?-A

г

Введение

Глава 1. Методы и средства диагностики электрических машин.

1.1. Поле рассеяния электрических машин.

1.2. Методы вибродиагностики.

1.3. Диагностика электрических машин на основе измерения электрических параметров.

1.4. Диагностика электротрансформаторов.

1.5. Принципы построения автоматизированных диагностических комплексов.

1.6. Автоматизированные спектроанализаторы.

1.7. Выводы.

Глава 2. Исследование переходных процессов в первичных преобразователях индуктивного типа.

2.1. Первичные преобразователи индуктивного типа на основе LRщ цепи и LC-контура.

2.2. Первичные преобразователи индуктивного типа на основе LDи LZ)/?-K0HTyp0B.

2.3. Схемотехническое моделирование переходных процессов в первичных преобразователях индуктивного типа на основе LR-цепи, LC- и LD/J-контуров.

2.4. Анализ параметров первичного преобразователя на основе LD/г-контура с помощью схемотехнического моделирования.

2.5. Выводы.

Глава 3. Автоматизированный диагностический комплекс.

3.1. Многоканальная сенсорная плата сбора данных.

3.2. Схемотехническое моделирование сенсорной платы сбора данных. ф 3.3. Конструкции индуктивных датчиков.

3.3.1. Датчик поля рассеяния.

3.3.2. Датчик виброперемещений.

3.3.3. Датчик фазного тока.

3.4. Оценка методической погрешности индуктивного датчика магнитного поля.

3.5. Программный пакет автоматизированного комплекса.

3.5.1. Драйвер сенсорной платы сбора данных.

3.5.2. Сервисные программы.

3.5.3. Программа «Вибродиагностика».

3.5.4. Программа «Универсальный спектроанализатор».

3.5.5. Программа «Анализатор нестационарных процессов».

3.6. Выводы.

Глава 4. Исследование влияния дефектов электрических машин на характеристики поля рассеяния.

4.1. Сравнительный анализ характеристик полей рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин.

4.2. Диагностика разбаланса ротора электродвигателя.

4.3. Диагностика межвитковых замыканий электротрансформатора.

4.4. Измерение скольжения асинхронных электродвигателей.

4.5. Выводы.

Актуальность темы. Электрические машины (электродвигатели, генераторы и трансформаторы) выполняют важные задачи в различных сферах производства. Их внезапный отказ сопровождается значительными экономическими потерями. Поэтому диагностика данных агрегатов с целью выявления дефектов на ранней стадии их развития является актуальной задачей, решение которой позволит предотвратить аварийные ситуации. При этом необходимым условием проведения диагностики является измерение диагностических параметров без отрыва объекта от процесса производства и транспортировки его на специализированные стенды.

В настоящее время основным направлением в диагностике электрических машин является вибродиагностика. Методы вибродиагностики позволяют получить подробную информацию о техническом состоянии объекта и основываются на анализе временных и спектральных характеристик вибраций. Одними из основных недостатков вибродиагностики являются контактный метод измерения и жесткие требования к расположению датчика на объекте.

Кроме вибродиагностики для оценки технического состояния электрических машин активно применяются методы диагностики на основе измерения фазных токов и напряжений. Применение токовых клещей позволяет проводить измерения без разрыва цепей питания объекта. При этом, в отличие от вибродиагностики, нет необходимости устанавливать датчик в определенное положение относительно объекта.

Информацию о техническом состоянии объекта диагностирования можно получить также на основе измерения поля рассеяния, существующего вблизи электрической машины и являющегося частью общего магнитного потока. Поскольку поток рассеяния создается фазными токами в обмотках электрической машины, то возникновение дефектов должно приводить к изменениям в спектре поля рассеяния. Использование поля рассеяния в качестве основного или дополнительного источника диагностической информации позволит повысить достоверность диагностических оценок. Измерение поля рассеяния производится бесконтактным способом, что не требует вмешательства в работу объекта. Нет и жестких требований к расположению датчиков относительно объекта. Несмотря на это, как показывает анализ литературы, влияние дефектов на характеристики поля рассеяния мало изучено, а данный диагностический параметр практически не используется для оценки технического состояния электрических машин.

Все это делает актуальным разработку автоматизированных диагностических устройств, которые позволяют измерять такие параметры, как поля рассеяния, фазные токи и вибрации электрических машин, а также проводить цифровую обработку и анализ результатов измерений, с последующим формированием банка данных с информацией о динамике изменения диагностических параметров.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является разработка и исследование методов и средств диагностики электрических машин на основе измерения их полей рассеяния с помощью датчиков индуктивного типа. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• Исследование с помощью схемотехнического моделирования переходных процессов в чувствительных элементах индуктивных датчиков на основе LR-, LC-, LD- и 1£>/?-контуров с целью определения наиболее оптимальной схемы первичного преобразователя с точки зрения чувствительности и быстродействия.

• Разработка автоматизированного диагностического комплекса на основе специализированной сенсорной платы сбора данных для персонального компьютера и соответствующего программного обеспечения, предоставляющего необходимые возможности для измерения диагностических параметров, обработки и анализа результатов измерений.

• Определение основных метрологических характеристик комплекса.

• Исследование временных и частотных характеристик поля рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин. Определение диагностических признаков, характеризующих техническое состояние диагностируемых объектов.

• Разработка методики диагностирования дефектов электрических машин на основе измерения временных и спектральных характеристик полей рассеяния.

Научная новизна.

1. С помощью схемотехнического моделирования проведен сравнительный анализ переходных процессов в различных схемах первичных преобразователей индуктивного типа. Установлено, что первичные преобразователи на основе LD- и LD^-контуров обладают более высокой чувствительностью, чем аналогичные преобразователи на основе LR-цепи и LC-контура.

2. Проведены комплексные исследования полей рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин, которые показали, что в спектре поля рассеяния содержится информация для оценки технического состояния диагностируемого объекта.

3. На основе проведенных экспериментальных исследований, установлена связь между механическими дефектами электродвигателя и объемной плотностью энергии, излучаемой объектом в спектральной полосе гармоники скольжения.

4. Проведены исследования спектра поля рассеяния электротрансформатора, позволившие установить влияние степени дефекта, вызванного межвитковыми замыканиями в первичной обмотке, на амплитуду 3-ей гармоники в спектре поля рассеяния. Практическая значимость работы.

• Разработаны специализированная плата сбора данных для персонального компьютера, а также конструкции индуктивных датчиков для измерения магнитных полей, токов и вибраций. Наличие многоканального режима работы позволяет производить одновременно измерения различных параметров с накоплением массивов данных в памяти компьютера. Данная плата может быть использована не только для диагностики электрических машин, но и для решения таких задач как, например, управление и контроль технологическими процессами.

• Разработан программный пакет, который предоставляет широкие возможности по цифровой обработке, анализу и графическому представлению результатов измерений, полученных с помощью сенсорной платы сбора данных. Открытый формат файлов базы данных позволяет осуществлять обмен информацией с другими программными пакетами по обработке данных, например, MathCAD.

• Разработана методика диагностики разбаланса ротора электродвигателя.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Для индуктивных датчиков, принцип действия которых основан на преобразовании индуктивности в длительность переходного процесса, наиболее оптимальными с точки зрения чувствительности и быстродействия являются датчики с чувствительным элементом в виде LDR-контура.

2. Объемная плотность энергии, излучаемая электродвигателем в спектральной полосе гармоники скольжения, зависит от степени проявления механического дефекта, связанного с разбалансировкой ротора, и, таким образом, может служить в качестве диагностического признака для оценки технического состояния электродвигателя.

3. Относительная амплитуда третьей гармоники в спектре поля рассеяния электротрансформатора зависит от количества замыкаемых витков и переходного сопротивления и, таким образом, может служить в качестве диагностического признака для оценки технического состояния трансформатора.

4. Методика диагностирования разбаланса ротора электродвигателя на основе измерения временных и спектральных характеристик поля рассеяния.

Методы проведения исследований. В ходе выполнения работы использовались современные теоретические и экспериментальные методы: теория электромагнитного поля, теория электрических цепей, интегральные преобразования Фурье и Лапласа, линейная алгебра, а также методы цифровой обработки сигнала. Программное обеспечение разработано на языках программирования: Assembler, Turbo Pascal 7.01. Схемотехническое моделирование схем производилось в пакете Micro-Cap 7.0. Для оценки методической погрешности использовался пакет MathCAD 2001 Professional. Проектирование принципиальных схем и печатных плат осуществлялось в автоматизированной среде проектирования P-CAD 4.5.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской НТК «Методы и средства измерений» (г. Н. Новгород, 2003 г.); на международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2003 г.); на международной НТК «Новые методологии проектирования изделий микроэлектроники «New design methodologies» (г. Владимир, 2002 г.); на международной НТК «Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-2002» (г. Саратов, 2002 г.); на Всероссийской НТК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (г. Ульяновск, 2001 г.); на международной конференции «Континуальные логико-алгебраические и нейросетевые методы в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2000 г.); на международной НТК «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (г. Москва, 1999 г.); на международной НТК «Интерактивные системы: проблемы взаимодействия человек-компьютер» (г. Ульяновск, 1999 г.); на школе-семинаре «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (г.

Ульяновск, 1999 г.); на Всероссийской НТК «Микроэлектроника и информатика - 98» (г. Москва, 1998 г.); на ежегодных 32-ой и 33-ей конференциях профессорско-преподавательского состава УлГТУ.

Внедрение результатов работы. Разработан и внедрен в производство в ОАО Ульяновская кондитерская фабрика «Волжанка» автоматизированный вискозиметр, в котором программно-аппаратный комплекс использован для контроля технологического процесса.

Внедрен в производство в ЗАО НПК «Волга-ЭКОПРОМ» программный пакет, выполняющий задачи управления и контроля технологическим процессом.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 12 научных статей и 13 тезисов докладов на научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 130 наименования. Общий объем диссертации составляет 157 страниц, включая 12 таблиц и 49 рисунков.

Основные результаты и выводы, полученные в ходе выполнения работы:

1. Использование поля рассеяния электрических машин в качестве основного или дополнительного диагностического параметра позволяет повысить достоверность диагностических оценок. Измерение поля рассеяния производится бесконтактным методом и не требует вмешательства в работу объекта.

2. Проведенное схемотехническое моделирование переходных процессов в первичных преобразователях индуктивного типа на основе /^L-цепи, LC- и LDiJ-контуров показало преимущество LDR-контура по чувствительности с учетом требуемого быстродействия. При длительности однократного измерения «20 мкс, чувствительность датчика на основе LD/J-контура составляет 10,5 Вольт на 1% изменения индуктивности чувствительного элемента, что значительно больше, чем при использовании /?£-цепи и LC-контура.

3. Разработана специализированная плата сбора данных для персонального компьютера, а также конструкции индуктивных датчиков для измерения магнитных полей, токов и вибраций. Наличие многоканального режима работы позволяет проводить одновременно измерения различных физических параметров с накоплением массивов данных в памяти компьютера. Максимальная частота дискретизации платы составляет 16 кГц, а количество опрашиваемых датчиков до 7, что достаточно для решения задач диагностики электрических машин.

4. Разработан программный пакет, который предоставляет широкие возможности по цифровой обработке, анализу и графическому представлению результатов измерений, полученных с помощью сенсорной платы сбора данных. Открытый формат файлов базы данных позволяет осуществлять обмен информацией с другими программными пакетами по обработке данных, например, MathCAD.

5. Разработанные бесконтактные датчики индуктивного типа позволяют измерять поля рассеяния, фазные токи и вибрации электрических машин. Чувствительность датчика магнитного поля составляет 105 В/Тл, что вполне достаточно для измерения полей рассеяния электрических машин средней и малой мощности.

6. Для оценки инструментальной погрешности и выработки решений по ее снижению проведено схемотехническое моделирование сенсорной платы сбора данных. Оптимизация параметров наиболее критичных элементов схемы позволила снизить значение инструментальной погрешности с 5% до 2%.

7. На основании расчета конфигурации магнитного поля в месте установки датчика при выполнении процедуры градуировки, произведена оценка методической погрешности индуктивного датчика магнитного поля, которая составила 0.3%.

8. Сравнительный анализ спектров поля рассеяния, фазных токов и вибраций электрических машин показал, что в спектре поля рассеяния содержится информация для диагностики технического состояния электрических машин.

9. С помощью разработанного автоматизированного диагностического комплекса проведены исследования спектральных характеристик поля рассеяния электродвигателя с имитацией механического дефекта, на основании которых установлена связь между механическими дефектами электродвигателя и объемной плотностью энергии, излучаемой объектом в спектральной полосе гармоники скольжения.

Ю.Разработана методика определения разбаланса ротора асинхронного электродвигателя на ранней стадии развития дефекта.

11. Проведенные исследования спектров поля рассеяния электротрансформатора, позволили установить влияние степени дефекта, вызванного межвитковыми замыканиями в первичной обмотке, на амплитуду 3-ей гармоники в спектре поля рассеяния.

12.Бесконтактные измерения комплексом поля рассеяния электродвигателя позволяют оперативно и с высокой точностью определять скольжение асинхронных электродвигателей.

Заключение

1. Кацман М.М. Электрические машины. 3-е изд., испр. М.: Высш. шк., 2000.-463 с.

2. Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. для вузов. — 2-е изд., перераб- М.: Высш. шк.; Логос; 2000.— 607 с.

3. Александров Г.Н. Особенности магнитного поля трансформаторов под нагрузкой. // Электричество. 2003, №5, с. 19-26.

4. Основы измерения вибрации. По материалам фирмы DLI (под редакцией Смирнова В.А.). http://www.vibration.ru/osnvibracii.shtml.

5. Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин. Учеб. для вузов. — 2-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2000.-255 с.

6. Карманов С.В. Техническая диагностика — основа рационального обслуживания. // Энергетик. 1998, №10, - с. 36.

7. Бендат Дж., Пирсл А. Применения корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983, - 472 с.

8. Смирнов В.И., Сергеев В.А., Жарков В.В. Автоматизированный вибродиагностический комплекс. // Автоматизация и современные технологии. 1999, №10, - с. 6-8.

9. Зинаков В.Е., Цырлин A.J1., Яковлев А.В. Вибродиагностика скрытых дефектов работающих генераторов // Энергетик. 2001, - №8, - с. 32-35.

10. Давыдов В.М., Жуков Р.В. Особенности технической диагностики поршневых компрессорных машин. http://www.vibration.ru/kompresdiagn.shtml.

11. Filbert D.: Advanced fault diagnosis for the mass production of small power electric motors. Electromotion, 2, 1995, S. 159-166.

12. Schneider Ch., Voigt A. und Filbert D.: Vergleichende Untersuchungen von Methoden analytischer Redundenz. Automatisierungstechnik, 43, 1995, S. 484-489.

13. Guhmann C., Ropke K. und Filbert D.: Klassifikation von Zeitreihen mittels fehlersensitiver Filter. Technisches Messen, 61, 1994, S. 16-22.

14. Ropke K. und Filbert D.: Die richtige Auswahl von Prufmerkmalen fur die Technische Diagnose, messen, prufen & automatisieren, 31, 1995, S. 44-47.

15. Сивокобыленко В.Ф., Нури Абделбассет. Диагностика состояния короткозамкнутых роторов асинхронных машин. // Электричество. 1997, -№3. с. 25-26.

16. Технические средства диагностирования: Справочник; Под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989, - 671 с.

17. Шахов Э.К. Преобразователи информации: классификация и динамические свойства // Датчики и системы. — 2000. №8. — с. 9-17.

18. Han Lei, Voloshin Arkady, Coulter John. Application of the integrating fiber optic sensor for vibration monitoring. Smart Mater, and Struct. №2, 1995-4, p. 100-106.

19. Vieten M. Sensori per misura di vibrazioni. №8, 1996-29, p. 99-101.

20. Sugawara H. Applications of sensors to FA. 3. Sensors that detect vibration. // Techno Jap. №9, 1995- 28, c. 33-39.

21. Аш Ж. и др. Датчики измерительных систем: В 2-х книгах. М.: Мир, 1992.-652 с.

22. Левшина Е. С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин- JL: Энергоатомиздат, 1983.-320 с.

23. Eaton William. The inductive proximity sensor: Industry's workhorse. //1 and CS. 1989,-№9, p. 51-53.

24. Новицкий П. В., Кнорринг В. Г., Гутников В. С. Цифровые приборы с частотными датчиками. — JI.: Энергия, 1970.- 424 с.

25. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин— JI.: Энергоатомиздат, 1986 208 с.

26. Явленский К.Н., Явленский А.К. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983. 239 с.

27. Каппелини В., Константинидис А.Дж., Эмилиани П. Цифровые фильтры и их применение: Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983, 360 с.

28. Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Сорокин А.В. Программное обеспечение к многофункциональному измерительному комплексу. // Сборник тезисов 32-ой вузовской НТС профессорско-преподавательского состава. Ульяновск: УлГТУ, 1998. - с.6-7.

29. Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Микропроцессорное устройство контроля геометрических размеров. // Внутривузов. сбор. науч. трудов «Радиоэлектронная техника».-Ульяновск: УлГТУ, 1999,-с. 27-29.

30. Адаменко В., Жеманюк П., Карасев В., Потапов И. Вибрационная диагностика подшипников авиационного двигателя. // Автоматизация и современные технологии. 1998,-№1,-с. 98-101.

31. Dendorfer Jurgen, Scheurer Beat. Funktionstest der Hardware elektronischer Baugruppen fur die Fahrzeugtechnik. // tm. 1996, №10, 356-360.

32. Зверлов Б.В., Лисов А.А., Соколов Б.П., Субботин А.А. Определение механических потерь электрических машин роторного типа и установление уровня деградации. // Измерительная техника. 1999, №4, — с. 55-57.

33. Столяров О.А., Червяков В.Б., Щипанов А.А., Любимов С.П., Игнатов В.В., Бреднев С.П. Компьютеризированные стенды испытаний электрических асинхронных двигателей. // Новые промышленные технологии. 1998, Вып. 4-5, с. 285-286.

34. Гашимов М.А. Логические методы диагностики технического состояния электрических машин. // Электричество. 1999, №7, с. 20-26.

35. Burth M., Ropke K., Filbert D. Diagnose von Universalmotern mit Hilfe des Storm — und Vibrationssignal, 64, №2, 1997, S. 47-53.

36. Бычков М.Г., Кисельникова A.B., Семенчук B.A. Экспериментальные исследования шума и вибраций в вентильно-индукторном электроприбоде. // Электричество. 1997. - №12, - с. 41-46.

37. Защитное устройство для трехфазных генераторов. Ч. 1. Schutzeinrichtungen fur Drehstromgeneratoren. Teil. I. Der Zweck heiligt die Mittel. Kunze G. Elek. Masch. 2000. 79. №4, c. 16-19.

38. Анализатор состояния статора двигателя. Motor stator condition analyzer: Пат. 6128583 США.

39. Гашимов М. А., Гаджиев Г. А., Мирзоева С. М. Диагностирование неисправностей обмотки статора электрических машин. // Электрические станции. 1998, -№10, с. 30-35.

40. Гашимов М.А., Гаджиев Г.А., Мирзоева С.М. Диагностирование эксцентриситета и обрыва стержней ротора в асинхронных электродвигателях без их отключения. // Электротехника. 1998. №10, с.46-51.

41. John D.Kueck, James С. Criscoe, Nissen M. Burstein. Оценка степени деградации ротора серводвигателя с помощью Фурье-анализа сигнала тока. http://www.vibration.ru/oservodvig.shtml.

42. Ферреро А. Измерения при несинусоидальных сигналах: новые подходы к старой проблеме науки и техники измерений. // Приборы и системы управления. 1999. №10. - с. 25-27.

43. Яковлев Н.И. Бесконтактные электроизмерительные приборы для диагностирования электронной аппаратуры.-JI.: Энергоатомиздат,1990.- 256с.

44. Поляков Ф.А. Выявление замыканий листов активной стали турбогенераторов электромагнитным методом. // Электрические станции.2002, №9, с.60-63.

45. Бутов А.В., Пикульский В.А., Поляков Ф.А., Шандыбин М.И. Электромагнитный метод выявления замыкания листов активной стали статора турбогенератора. // Электрические станции. 1998, №11, с.47.

46. Бутов А.В., Пикульский В.А., Поляков Ф.А., Шандыбин М.И. Влияние местоположения замыкания листов на диагностические параметры при электромагнитных испытаниях активной стали турбогенераторов. // Электричество. 2000, №5, с.21.

47. Виноградова JI.B., Игнатьев Е.Б., Лхамсурэнгийн Т., Попов Г.В. Классификация дефектов в силовых масляных трансформаторах // Высоковольтная техника и электротехнология. Иваново: ИГЭУ, 1999.C.36-41.

48. Попов Г.В., Ватлецов А.В., Аль-Хамри С.С. Экспертная поддержка при диагностике состояния силовых трансформаторов. // Электрртехника.2003,-№8. с. 5-11.

49. Экспертная система «Диагностика+» // www.bjd.ispu.ru.

50. Беркович Я.Д. О диагностике энергетического оборудования // Электрические станции. 1989. № 6. С. 16-20.

51. РД 153-34.0-46.302-00. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных 6'масле. М.: РАО "ЕЭС России", 2001.

52. Попов Г.В., Игнатьев Е.Б. О совершенствовании технологий диагностирования маслонаполненного электротехнического оборудования // Новое в российской энергетике. 2001. №7. с.28-32.

53. Ванин Б.В., Львов Ю.Н., Львов М.Ю. и др. О повреждениях силовых трансформаторов напряжением 110-500 кВ в эксплуатации // Электрические станции. 2001. № 9. с.53-58.

54. РД 34.46.501. Инструкция по эксплуатации трансформаторов. Изд. 2-е перераб. и доп. М.: Энергия, 1978.

55. Смирнов М.А., Касаткина Т.Е., Гусева Г.П. Дефекты в маслонаполненных силовых трансформаторах, вызывающие разложение электрической изоляции с выделением газообразных продуктов // Тр. ВНИИЭ. 1980. Вып. 60. с. 10-39.

56. Русов В.А. Контроль пресовки обмоток и магнитопровода крупных трансформаторов по вибропараметрам. // Электрические станции. — 1998. -№6.-с. 52-57.

57. Бабаев С.С. Программно-технический комплекс для диагностического контроля и диагностики состояния оборудованияпромышленных объектов в реальном времени. // Приборы и системы управления. 2001, №9, - с. 6-11.

58. Шиляев С.Н., Руднев П.И. Компьютер и виртуальные приборы // Приборы и системы управления. 1997. - №12. - с. 39-42.

59. Никитин О.Р., Поздняков А. Д., Поздняков В. А. Системы виртуальных приборов широкого применения. // Электронная информация и управление. — 2001, №2, - с. 50-55.

60. Романова Е.В., Алексеев В.А. Анализ российского рынка цифровых измерительных приборов. // Промышленные АСУ и контроллеры. — 2002, №8, с. 56-58.

61. Устройство сбора измерительных данных. Datenlogger fur 60000 Messwerte. Maschinenmarkt. 2001. 107. №38. с. 117.

62. Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. — М.: Мир, 2000. 266 с.

63. Руднев П. И., Шиляев С. Н. Виртуальные приборы или как сделать контрольно-измерительную систему быстро и качественно // Контрольно-измерительные приборы и системы. 1998. - №5. - с. 15-17.

64. Руднев П.И., Шиляев С.Н. Один компьютер вся измерительная лаборатория. Спектроанализаторы. // Приборы и системы управления. -1999. - № 3. - с. 24-26.

65. Последние разработки WiNRADiO COMMUNICATION // Радио. М.: ВЕГА-ПРИНТ, 1998, №2.- с.84.

66. Кутепов Ю., Маскаков JI. Радиоприемный модуль фирмы ICOM для персонального компьютера// Радио. М.: ВЕГА-ПРИНТ, 1998, №4.- с.74-75.

67. Виртуальные электрические измерительные приборы и их применение. Wang Zhi-Yong, Ju Zi-Pei. Shanghai ligong daxue xuebao = J. Univ. Shanghai Sci. andTechnol. 2002. 24. №2. c. 196-199.

68. Петров M.H., Белехов Я.С. Построение интерфейса виртуального измерительного прибора. // 4 международная НТК, Зеленоград, 19-21 ноября, 2002: Тезисы докладов. М.: изд. МИЭТ. 2002, с. 124-125.

69. Соколов Д.В. Сравнительные характеристики сборщиков-спектроанализаторов фирм-производителей. // http://www.vibration.ru/srawharaktersbor.shtml

70. Примеры из вибродиагностики. Электродвигатели и вентиляторы. http://www.vibration.ru/balansdca20001 .shtml.

71. Агамалов Ю. Р., Кнеллер В. Ю., Будницкая Е. А. и др. Быстродействующий многофункциональный мост переменного тока // Приборы и системы управления. 1998, №5. — с. 24-25.

72. Малиновский В. Н. Цифровые измерительные мосты. М.: Энергия, 1976.-192 с.

73. Тюкавин А. А. Теория уравновешивания и методы синтеза мостов переменного тока для измерения параметров многоэлементных двухполюсников. Ульяновск: УлГТУ, 1998. 187 с.

74. Орнатский П. П. Автоматические измерения и приборы. — Киев.: Высш. школа, 1986.-504 с.

75. Мартяшин А. И., Шахов Э. К., Шпяндин В. М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия, 1976.-392 с.

76. Шляндин В. М., Рыжевский А. Г., Кирин Ю. П. Об использовании переходных процессов для измерения комплексных составляющих // Приборы и системы управления. 1971. - №3. - с. 25-28.

77. Рыжевская Т. Н., Шахов Э. К. Преобразователь R, С и L- параметров в частотно-временной сигнал // Приборы и техника эксперимента. — 1972. -№4.-с. 155-156.

78. Смирнов В.И., Жарков В.В. Новый способ преобразования параметров индуктивных датчиков и измерительные устройства на его основе. // Датчики и системы. 2001, № 4.- с. 19-22.

79. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. — М.: Высш. школа, 1981 —335 с.

80. Разевиг В. Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Вып. 2: Общие сведения. Графический ввод схем. — М.: Радио и связь, 1992. — 45 с.

81. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Вып. 2: Модели компонентов аналоговых устройств. М.: Радио и связь, 1992. — 64 с.

82. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Вып. 3: Моделирование аналоговых устройств. М.: Радио и связь, 1992. - 120 с.

83. Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 выпусках. Вып. 4: Моделирование смешанных устройств. М.: Радио и связь, 1992. — 71 с.

84. Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный комплекс для диагностики функционального состояния электрических машин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2000, №7.-с.81-83.

85. Смирнов В.И., Сергеев В.А., Жарков В.В., Ильин М.Г. Многофункциональный измерительный комплекс. // Измерительная техника. 2000,-№1,-с. 6-7.

86. Смирнов В.И., Сергеев В. А., Абакумов В.И., Ильин М.Г. Специализированная сенсорная плата расширения. // Приборы и системы управления. 1999,-№10,-с. 57-58.

87. Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В. Многофункциональный виртуальный прибор. // Сборник тезисов 33-ей вузовской науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава. Ульяновск: УлГТУ, 1999. -с.18-19

88. Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Новая схема первичного преобразователя и виртуальный прибор на ее основе. // Ученые записки УлГУ. Серия физическая. Ульяновск: УлГУ. 1999.-вып. 1(6).-с.88-90.

89. Рыжевская Т.И., Рыжевский А.Г., Шляндин В.М. Способ преобразования выходных параметров R, С, L- датчиков в интервал времени // Приборы и системы управления. 1971. - №1. -с. 32-34.

90. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов М.: Логос, 2000.- 408 с.

91. Смирнов В.И. Индуктивный датчик магнитного поля. // Метрология. 1999,-№10,-с. 35-37.

92. Смирнов В.И., Жарков В.В. Оценка методической погрешности вихретокового датчика, обусловленной влиянием размеров объекта измерений. // Внутривузовский сборник научных трудов «Радиоэлектронная техника». Ульяновск: УлГТУ, 2001. с. 110-112.

93. Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1989 192с.

94. Смирнов В.И., Абакумов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный измеритель влажности. // // Внутривузовский сборникнаучных трудов «Радиоэлектронная техника». Ульяновск: УлГТУ, 1999, - с. 29-31.

95. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике. — М.: Наука, 1981.-720 с.

96. Шаповалов Г. А. Физические и инструментальные основы спектрального анализа // Контрольно-измерительные приборы и системы. — 1998.-№6. — с. 15-18.

97. Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный вискозиметр. //Измерительная техника. 2000, №6. с.46-47.

98. Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Измерение реологических характеристик жидких и пастообразных веществ. И Актуальные проблемы физической и функциональной электроники. Тезисы докладов школы-семинара (проект А-0066). Ульяновск: УлГТУ, 1999, с. 47.

99. Смирнов В.И., Жарков В.В. Измерение параметров электродвигателя в нестационарных режимах работы. // Внутривузовский сборник научных трудов «Радиоэлектронная техника». Ульяновск: УлГТУ, 2000. с. 53-56.

100. Миронов И. А. Автоматизированная система мониторинга электрооборудования на ПС 110-750 кВ. // Электрические станции. 2003, №4, с.31-32.

101. А.В. Барков, Н.А. Баркова. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации. http://www.vibrotek.com/russian/articles/intelect-rus/index.htm

102. А.В.Барков, Н.А. Баркова, А.Ю.Азовцев. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. — изд. СПб Государственного морского технического университета, г. СПб, 2000, 169 с.

103. Glenn D. White. Основы анализа данных и поиска неисправностей. http://www.vibration.ru/osnanalizai.shtml.

104. Смирнов В.А. Примеры из вибродиагностики оборудования. http://www.vibration.ru/primervibrodiagn.shtml.

105. Смирнов В.И., Жарков В.В. Измерение полей рассеяния электрических машин. // Межвузовский сборник научных трудов «Электроника, приборостроение, электроэнергетика». Ульяновск. 2000, с. 6163.

106. Булычев А.В., Ванин В.К. Метод контроля состояния механической части асинхронного электродвигателя. // Электротехника. 1997, № 10, с. 5-10.

107. Марпл С. П. Цифровой спектральный анализ и его приложения. — М.: Мир, 1990.-584 с.

108. Медведев С.Ю. Преобразование Фурье и классический цифровой спектральный анализ, http://www.vibration.ru/preobrazfur.shtml

109. Куликовский K.JL, Купер В.Я. Методы и средства измерений: Учеб. пособие для вузов-М.: Энергоатомиздат, 1986.-448 с.

110. Мурашев B.C. Диагностика состояния обмотки статора турбоэлектодвигателя без разборки машины, http://diagnostica-em.narod.ru.

111. Гашимов М.А. Диагностическое исследование межвиткового замыкания в асинхронных электродвигателях. // Электрические станции. 1986, -№11, с. 23-26.

112. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин. Л.: Энергия, 1975,356с.

113. Коротков А.В., Погодин Н.В., Поликарпов А.Н., Борцов В.М. Комплексное обследование силовых трансформаторов. // Промышленная энергетика. 2003, №4, с. 21.

114. Гольдберг О.Д. Научные основы диагностики и управления качеством асинхронных двигателей. // Электричество. 1986, - №1, - с. 20-22.

115. ГОСТ-11828. Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний.

116. Андрианов М.В. Цифровой способ измерения скольжения при испытаниях асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. // Электротехника. 2002, №10, с.34-36.

117. Ахметвалеева Л.В., Хасанов Р.Л. Микропроцессорная система для измерения скорости вращения двигателя. // Электроэнергетика: Межвузовский тематич. сборник науч. трудов, казанского филиала Моск. энергетич. инст. Казань: изд. КФ МЭИ. 1998, с. 25-27.

118. Смирнов В.И., Жарков В.В., Картышов К.В. Диагностика электрических машин методом измерения их полей рассеяния. // Внутривузовский сборник научных трудов «Радиоэлектронная техника». -Ульяновск: УлГТУ, 2002,с. 108-110.