автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Акустическая диагностика изоляции обмоток асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производстве

Герцен Николай Теодорович

АКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.20.02. — Электрооборудование и элек гротехнологии в сельском хозяйстве

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Герцен Николай Теодорович

АКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05 20 02 - Электрооборудование и электротехнологии в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им И И Ползунова»

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор

Хомутов Олег Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор

Горелов Валерий Павлович

Ведущая организация ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Защита состоится «6» ноября 2007 г в 14 00 на заседании диссертационного совета Д212 004 02 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им И И Ползунова» Адрес 650038, г Барнаул, пр Ленина, 46 Факс 8-(385-2)-26-09-17

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им ИИ Ползунова»

http \\ www astu alt ru, E-mail ntsc@desert secna ru

Автореферат разослан 6 октября 2007 г И о ученого секретаря

кандидат технических наук, доцент Меновщиков Юрий Александрович

диссертационного совета

Л В Куликова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Дальнейшее развитие сельского хозяйства, и это очевидно, немыслимо без широкого использования асинхронных двигателей (АД) в качестве основного вида привода различных технологических машин и механизмов Результаты многих исследований и их анализ показывают, что выход АД из строя наносит значительный ущерб, связанный ни столько с ремонтом и заменой АД, сколько с простоем технологического оборудования, порчей сырья, нарушением технологических процессов, что приводит в конечном итоге к ущербу и убыткам от недополучения сельхозпродукции

В сельскохозяйственном производстве существуют различные условия эксплуатации АД, следовательно, срок службы изоляции во многом зависит от условий окружающей среды и условий эксплуатации Согласно статистике отказов АД, наибольшее число выходов их из строя связано с повреждением изоляции обмотки статора, что свидетельствует о наибольшей уязвимости именно этого узла

Таким образом, диагностика и контроль состояния изоляции важная и ответственная задача профилактики АД Эффективные средства и методы диагностики состояния изоляции могли бы в значительной степени решить проблему эксплуатационной надежности Однако, даже имея в распоряжении высококачественные изоляционные и пропиточные материалы, необходимо вести профилактический контроль показателей изоляции во время эксплуатации АД в целях предотвращения преждевременного выхода из его строя из-за нарушения межвитковой или корпусной изоляции Зная начальные значения показателей изоляции, отражающие по сути ее качество, скорость ухудшения ее характеристик в результате воздействия негативных факторов специфичных для сельхозпроизводства, можно осуществлять прогноз её состояния на перспективу В настоящей работе предлагается на основе комплекса теоретических исследований осуществлять техническую диагностику изоляции электродвигателей в процессе эксплуатации, что делает работу актуальной с точки зрения снижения ущербов, связанных с выходом их строя

Целью настоящей диссертационной работы является теоретическое обоснование эффективности разработанной методики и технических средств акустической диагностики изоляции обмоток АД в процессе его эксплуатации

Объектом исследований является процесс взаимодействия проводников обмотки электродвигателя, вызывающий излучение акустических волн, по параметрам которых становится возможным определение степени старения изоляции

г04

и

Предметом исследований является получение новых закономерностей, описывающих связь амплитуды акустических шумов, порождаемых микроперемещениями проводников обмотки со степенью старения изоляции

Методы исследований. Для достижения объявленной цели использовались основные положения теорий электромагнетизма, волновых и колебательных процессов, применялось математическое моделирование

Основными задачами исследований являются1

- анализ влиянии механических напряжений на надежность изоляции обмоток АД в условиях сельхозпроизводства с целью возможности контроля ее физико-механических характеристик акустическими волнами,

- выявление связей показателя Е с коэффициентом затухания волны а и степенью старения изоляции, позволяющих разработать математическую модель процесса распространения акустической волны, порождённой магнитным взаимодействием проводников обмотки статора АД

- получение экспериментальных данных по затуханию акустических волн в изоляции, которые позволили бы рассматривать показатель Е как диагностический параметр, который характеризует степень ее старения

- расчет воздействия электромагнитных полей, создаваемых током в проводниках обмотки с целью определения степени отрицательного влияния маг-нитострикционнад о и электродинамического эффекта на получение полезной диагностической информации,

- разработка технических средств диагностики старения полимерной изоляции, позволяющих проводить её контроль в процессе эксплуатации АД

Научная новизна состоит в

- обосновании возможности оценки степени старения изоляции с помощью измерения акустических шумов,

- построении математической модели взаимодействия обмоток и акустической волны, генерируемой её деформацией,

- построении модели изоляционной конструкции паза АД, в которой армирующими элементами являются проводники обмотки, а связующей средой -полимерная изоляция,

- разработке методики акустической диагносгики изоляции на основе предложенного диагностического параметра степени ее старения

Практическая ценность работы. Предложенный метод акустического контроля позволяет оценивать степень старения изоляции обмоток АД в процессе их эксплуатации

Разработанные технические средства позволяют производить измерения физико-механических характеристик изоляции АД на объектах сельскохозяйственного производства техническому персоналу без транспортировки АД в специализированные ремонтные предприятия и диагностические лаборатории

Разработанная методика позволяет осуществлять прогнозирование состояния изоляции Таким образом, существует возможность предотвращения внезапного выхода из строя АД, тем самым, уменьшая вероятность остановки технологического процесса, снижая порчу сырья и недовыпуск сельхозпродукции

Внедрение результатов работы Основные результаты исследований использованы и внедрены в ООО «Электра», занимающееся ремонтом электродвигателей для сельскохозяйственного производства, в ГКУП «Колос» с Ситниково, ООО «Зерновое», ООО «Восход» с Нижнечуманка, ООО «Вань-Юань-Пдотава» Баевского района Алтайского края

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на энергетическом факультете Алтайского государственного технического университета им И И Ползунова при изучении дисциплины «Электротехнологические установки сельскохозяйственного производства»

Диссертационная работа выполнена в соответствии с государственной научно-технической программой по единому заказу-наряду (код 55 22 19) на период до 2008 года «Разработка общих и частных методов диагностирования полимерной изоляции, элементов теории ультразвуковой спектроскопии и волновых затухающих колебаний» и научным направлением «Повышение эксплуатационной надёжности электрооборудования в сельскохозяйственном производстве»

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на всероссийской научно-технической конференции «Моделирование физических процессов и систем (Н Новгород 2003) и на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава АлтГТУ

На защиту выносятся

- математическая модель процесса распространения акустической волны в полимерной изоляции АД, порождаемым взаимодействием проводников с током !

- диагностический параметр Е степени старения изоляции,

- технические средства диагностики изоляции

Публикации По результатам проведенных исследований опубликовано 8 работ, в том числе 1 учебное пособие, 1 монография

Структура и объём диссертационной работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, приложений, заключения, списка литературы, включающего 133 наименования, изложена на 143 страницах, содержит 88 рисунков, 13 таблиц

Выражаю искреннюю благодарность за оказание помощи в работе над диссертацией научному руководителю д т н проф О И Хомутову и к т н Г В Суханкину

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы её цель и задачи Описаны текущее состояние вопроса в рассматриваемой области и существующие наработки Изложены основные результаты работы, указана ее научная новизна, практическая значимость Приведены сведения о практической реализации результатов

В первой главе приведён анализ диагностики состояния полимерной изоляции обмоток АД Приведены общие сведения об особенностях эксплуатации АД в агропромышленном комплексе (АПК) и её влияние на физико-механические свойства изоляции Показаны статистические данные срока жизни изоляции и причины выхода ее из строя Рассмотрены наиболее перспективные методы контроля изоляции

В процессе эксплуатации, изоляция электрических машин длительное время находится под рабочим напряжением и постоянно испытывает воздействия теплового характера, следовательно, ухудшаются её физико-механические показатели и снижается предел прочности Из перечисленных выше факторов, в большинстве случаев, доминирует температура и как следствие - тепловое старение изоляции

Модуль упругости Е полимерных материалов является мерой их жесткости Он входит в формулу расчётов внутренних напряжений изоляции и существенным образом влияет на её внутренние напряжения

В процессе теплового старения изоляции модуль ее упругости в стеклообразном состоянии увеличивается, что подтверждается литературными и экспериментальными данными Это значит, что снижается податливость (эластичность) полимера, что может повлечь за собой повышение склонности к образованию в нем трещин Наиболее интенсивно этот процесс происходит в первые 1000-2000 ч старения Существующие методы диагностики выявляют частично распределенные дефекты (увлажнение, расслоение), но не обнаруживают сосредоточенные и наиболее опасные дефекты Измерение сопротивле-

ния позволяет выявить местные грубые дефекты Измерение tg5 и интенсивности ЧР в эксплуатации полезно производить систематически для накопления статистического материала, иногда в комплексе с другими измерениями позволяют выявить некоторые дефекты, а в некоторых случаях определить приближение срока ремонта машины В связи с вышеизложенным показатель Е может служить показателем степени старения полимерной изоляции

Во второй главе показана функциональная связь между коэффициентом поглощения акустической волны и модулем упругости полимерного материала, возможность контроля этого показателя с помощью технических устройств В процессе воздействия тепла на изоляцию обмоток статора АД, что имеет место при его эксплуатации, модуль упругости Е полимерной изоляции возрастает на несколько порядков Следовательно, увеличение упругих характеристик изоляции снижает коэффициент поглощения акустической волны Таким образом, тепловое старение изоляции приводит к увеличению амплитуды акустического шума, по величине изменения которой можно судить о степени старения изоляции электродвигателя

Коэффициент поглощения определяется из выражения

а = -\(2(-2ЕлгЯ2-лгх рс2 + т1(4Ея4Х4рс2 + 4Ех4Л6рс2 + я4Л8рс4))),' ^

ЕЛ2

где Е - модуль упругости, X - длина волны, с - скорость звука в соответствующей среде, р — плотность изоляции, в которой распространяется звук Соответствующий формуле (1) график показан на рис 1 Чувствительный элемент, используемый в качестве приемника акустических волн с характеристическим акустическим импедансом нагруженной на две среды с входными импедансами 2а и 2г представлен на рис 2

250000 200000 150000 100000 50000

-ь

о х*

Рис 1 Связь между затуханием акустической волны и упругостью изоляции

Рис 2 Упрощенная схема для расчета электроакустического тракта 2ч - импеданс изоляции, 2г - импеданс демпфера 21 - импеданс приемника, 1 - электроды, 2ь -выходное сопротивление приемника волн, 2й - входное сопротивление электрической цепи

Подключение приемников показано в соответствии с рис 3 При этом имеется ввиду, что генерация акустического сигнала происходит не в результате вращения ротора АД, а порождается акустической эмиссией в самой изоляции Акустическая эмиссия имеет место в результате прохождения импульсов тока в обмотке статора АД

Пьезопластина толщиной считается бесконечно протяженной в направлении, перпендикулярном х, так что влияниями краев пластины можно пренебречь Пьезодатчик подключен к электрической цепи, которая обладает некоторым входным сопротивлением Д> Задача о приеме акустических волн сводится к расчету эквивалентной электрической цепи, изображенной на рис 4

Рис 3 Подключение приемников для улавливания акустических шумов

Рис 4 замещения

Эквивалентная схема

Из протяженной среды с характеристическим импедансом г=рс падает волна с акустическим напряжением Т на систему тонких слоев и, пройдя ее, достигает пьезоприемника Решается подобная задача с помощью теории взаимности, построенной на системе аналогий акустическое давление-электрическое напряжение, колебательная скорость-электрический ток В результате получаем следующее выражение для падения напряжения £/ на входном сопротивлении га

где 5 - площадь пьезопластины, е — пьезоконстанта, ^ _ 1/2а ,

\1га-]шС

частота, при которой толщина

э

¥

пластины равна половине длине волны, /?- коэффициент электромеханической связи,

г, . , ,

р

■■ ' сг = 1 - сое А, А, + ] ^т й,' £ = 1 - сое А, -./—81П кА'

^ = соз кА _ ^ _ 5т кА, к, -волновое число

Множитель, б учитывающий прохождение акустической волны через слой от второго до и-го (номер 1 присвоен пьезопластинке) имеет вид

А 2,

где к„к„ гI =р1с,.толщина, волновое число и характеристический импеданс слоя I, 2,+х — входной импеданс следующего слоя

В третьей главе показано, что волновое уравнение для полимерной изоляции записывается путем использования второго закона Ньютона к элементарному объему сЫйуск твердого тела Таким образом, уравнение распространения волн в упругой полимерной среде

д\ ,, л8е „ дги , ч де „ ^ = + & + =

где р - плотность изоляции, и - акустическое напряжение, е— деформация, Я и /и - упругие постоянные, у _ Э2 + 81 + 82 - оператор Лапласа ~ дхг 8уг дгг В экспоненциальной форме уравнение волны

<р = Ае,{к*-°'),

где А - амплитуда волны, - круговая частота, / - частота колебаний,

(—(х - с?)) ~~ Ф33^ к=св/с=2я/Л - волновое число с

В полимерной среде необходимо учитывать затухание акустической волны, связанной с внутренним трением, неидеальным упругим свойствам и другими эффектами Коэффициент затухания складывается из коэффициентов поглощения а и коэффициента рассеяния 3 При поглощении звуковая энергия переходит в тепловую, а при рассеянии энергия остается звуковой, но уходит от направления волны в результате многократных отражений от неоднородно-стей структуры среды Для упрощения решения задачи учитывается только поглощение звука введением мнимой части в волновое число к=2я/А.+кх. Таким образом, распространяющаяся в полимерной изоляции акустическая волна подчиняется соотношению

<р = Ае'(к"ш'Ут:, где х — путь распространения волны

Учитывая (1), уравнение волны в полимерной изоляции

А = А0е ЕХ >

где А0 - начальная амплитуда

Взаимодействие двух параллельных проводников обмотки АД

р = 1, (4)

а

где ¡л — магнитная проницаемость, /у0 - магнитная постоянная, сила тока в проводниках обмотки, а - расстояние между проводниками, / — длина проводников

Для модели паза обмотки асинхронного двигателя (рис 5), состоящей из двух проводников, формула (4) приобретает вид

р _ ."/У2 I. (5)

2т

так как ток в проводниках имеет одинаковое значение На площадку, ограниченную длиной / и высотой, равной диаметру проводника 4 площадью Л действует давление Р, равное отношению силы Р к площади £ Таким образом, если перейти от амплитуд звуковой волны к звуковым давлениям, то выражение (3) будет выглядеть так

-Дг(2(-2 Еяг#-лг1 рс2+М 4 Ел* £ рсг+АЕж* £ рс1 ) ))

Р = Р0еЕ1 (6)

Рис 5 Модель паза обмотки асинхронного двигателя 1 — проводники обмотки, 2 — изоляция

Уравнение (6) описывает распространение плоской волны, а с учётом формирования волны, обусловленной взаимодействием двух проводников в это уравнение необходимо внести поправку, связанную с фокальными расстояниями Г\ И }'2

Эквипотенциальные поверхности звуковой волны (рис 6), порождаемой взаимодействием двух проводников описываются уравнением

(х2+/+(а/1)г)2-4(а/2)2х2^г2, (7)

где г1г2='Г1

Рис 6 Модель распространения волны при взаимодействии двух проводников обмотки в пазу пи г2 - расстояния от центров проводников до эквипотенциальных поверхностей давления звуковой волны

Таким образом, акустическое давление

Р = Р0е ЕЛ (8)

Используя формулу (5), выражение (8) приобретет следующий вид

Р = MW е в (9)

Inda

Считая, что на границе поверхность АД - пьезодатчик акустическое напряжение со стороны АД и акустическое напряжение со стороны пьезодатчика - поверхность АД равны исходя из граничных условий, то тогда величины Р из

формулы (9) и Г из (1) являются идентичными Таким образом, электрическое напряжение, снимаемое с выхода приемника, связано с показателем Е изоляции следующим образом

и = Ш_2е1гЖ<3е Э (Ю)

2 яи?<я

В соответствии с (7) эквипотенциальные поверхности акустической волны в различных фазах её движения, порождаемых притяжением двух объектов цилиндрической формы, показаны на рис 7

Рис 7 Фазы формирования фронта волны в рассматриваемой модели

Уравнение (10) является математической моделью процесса распространения акустической волны в полимерной изоляции АД, порождаемым взаимодействием проводников с током

В четвертой главе рассматривается возможность контроля некоторых дефектов межвитковой изоляции акустическими волнами, показан расчет механических напряжений и приведена практическая реализация технических средств диагностики на основе теории, изложенной в главе 3 В результате серии экспериментов были получены экспериментальные данные Для быстродействующего и надежного ввода-вывода данных и их обработки на базе высокопроизводительной шины PCI в данной диссертационной работе используется платы серии L7XX Благодаря интерфейсу PCI обеспечивается высокая скорость обмена информацией (данными) с программой пользователя, исключаются конфликты с другим оборудованием, установленным в PC, и гарантируется полное отсутствие каких-либо конфигурационных перемычек и переключателей Все режимы работы задаются программным способом Учитывая то, что съём информации с АД может происходить в нескольких точках одновременно, то платы данной серии можно рассматривать как удобное средство многоканального сбора данных С другой стороны, это устройство можно рассматривать и как законченную систему с собственным процессором, позволяющую пользователю реализовать свои собственные алгоритмы обработки сигналов на уровне программирования установленного на платах современного сигнального процессора

На рис 8 изображен вариант измерительного прибора В этом случае все управление прибором берет на себя компьютерная программа лабораторных и научных исследований Lab VIEW Эксплуатационные воздействия на изоляцию электродвигателей определяются воздействием температуры, влаги, вибраций, агрессивных веществ, что соответствует тепловому, влажностному и механическому старению Для имитации механических воздействий служит установка, включающая в себя вибростенд, пульт управления с контрольно-измерительной аппаратурой и устройства для автоматического поддержания режима работы Для имитации климатических воздействий используется камера теплоты и влаги

С помощью разработанных технических средств путём испытания образцов пропиточных лаков в камере теплоты и влаги, а также на вибростенде при воздействии на них влажности Х\ (0-100%), температуры Хг (0-200°С) и виброскорости Хъ (0-420 мм/с) получены данные по затуханию акустических, связанные с модулем упругости Е и свидетельствующие о степени старения изоляции (рис 9)

!'ис. 8. Быстродействующая схема сопряжения измерительного комплекс а

МПн

40

4-0

ИГУ Г

г о 0 8

ч

0 3

о

1 > 10 ■

Рис. 9. Экспериментальные данные зависимости модуля упругости от времени тепловою старения пропиточных материалов, измеренного при 20" С: I—КП-103, 2-КП-101, З-КП-18, 4-МЛ-92, 5-КП-34

Полином, являющийся моделью старения изоляции, выявлен с помошыо регрессионного анализа результатов эксперимента и имеет следующий вид:

Е-107=255,[-168,2Хг154,2Хгб5,6Х.1+[28,5Х2Х1+44.6Х2Х3+120.1Х1Хг

32,1X |Х3Х3+255,1тЗХ]"+255,1Хг +255,1 Х3.

(Н)

О пяти главе проведено технико-экономическое обоснована^, Экономический эффект от внедрения установки акустического контроля составил 2,26 руб. на [руб. затрат.

Основные выводы и результаты исследований

1 Анализ влияния механических напряжений на надежность изоляции обмоток АД в условиях сельхозпроизводства показал, что контроль её физико-механических показателей является актуальным и его можно проводить с помощью акустических волн

2 Выявлены связи показателя Е с коэффициентом затухания волны а и степенью старения изоляции, позволившие разработать математическую модель процесса распространения акустической волны, порожденной магнитным взаимодействием проводников обмотки статора АД При этом используется разностная форма уравнения Лапласа, при котором модель изоляции разбивается сеткой на квадратные ячейки Функция волны в точке (х,у) определяется в двухмерном случае уравнением в экспоненциальной форме, при котором она связана с показателем Е

3 Полученные экспериментальные данные по затуханию акустических волн в изоляции, позволяют рассматривать показатель Е как диагностический параметр, который характеризует степень ее старения Экспериментальные результаты удовлетворительно согласуются с теоретическими, полученными на основе разработанной модели Они однозначно могут указывать на области с такими численными значениями Е, в которых возможен выход из строя электродвигателя

4 Для оценки достоверности получаемой диагностической информации в модель были введены дополнительные параметры, учитывающие воздействие электромагнитных полей При этом расчеты показали, что действие магнитного поля напряженностью 100-150 А/м, обусловленного диагностическим током в проводниках порядка 5- 10 А на относительное удлинение железа статора близко к нулю Таким образом, влияние электромагнитных полей, создаваемых током в проводниках обмотки и порождающих магнитострикционные и электродинамические эффекты в статоре пренебрежительно малы и они практически не оказывают влияния на получение полезной диагностической информации

5 Разработаны технические средства диагностики старения полимерной изоляции, позволяющие проводить измерение и контроль ее физико-механических характеристик в процессе эксплуатации АД Создано две модификации измерительного устройства стационарный измерительный комплекс на основе вычислительной системы с применением компьютерной программы лабораторных и научных исследований Lab VIEW и измерительной карты серии L7XX с максимальной частотой преобразования 2857 кГц с возможностью одновременного контроля 16 технических объектов и мобильный вариант, предназначенный для небольших сельскохозяйственных ремонтных предприятий

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Хомутов О И , Суханкин Г В , Сташко В И , Герцен Н Т Математическая модель полимерной электрической изоляции Ползуновский альманах №4, Барнаул 2001 С 71-77

2 Герцен Н Т Виртуальный ультразвуковой генератор для исследования моделей изоляции электродвигателей Всероссийская научно-техническая конференция «Моделирование физических процессов и систем» Н Новгород, 2003

3 Сташко В И , Суханкин Г В , Хомутов С О , Герцен Н Т Методы диагностики изоляции электрических машин / Под редакцией Хомутова О И Уч пособие Барнаул, 2006 - 204 с

4 Суханкин Г В , Герцен Н Т Акустическая диагностика изоляции электрических машин Ползуновский вестник №4-2, Барнаул, 2006 С 424-429

5 Герцен Н Т Контроль физико-механических характеристик полимерных материалов, предназначенных для изоляции обмоток электрических машин Ползуновский вестник №4-2, Барнаул, 2006 С 399-401

6 Суханкин Г В , Герцен Н Т Диагностика полимерной изоляции электрических машин с помощью акустических волн / Современные методы экспериментальных исследований Вестник Томского государственного университета №64 март Томск, 2006 С 44-51

7 Хомутов О И, Суханкин Г В , Герцен Н Т,Сташко В И Электрические и акустические методы диагностики изоляции электрических машин Монография Новосибирск Наука, 2007 -210 с

8 Суханкин Г В , Герцен Н Т Система акустической диагностики изоляции электрических машин Надежность №2 Москва, 2007

Николай Теодорович Герцен

АКУСТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК

АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Автореферат

Подписано в печать 1 09 2007 Формат 60x84 1\16 Печать - ризография Уел деч л 1,16 Тираж ЮОэкз

Отпечатано в ОАО «АДП», г Барнаул, ул Б Олонская, 28

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (АД).

1.1. Особенности эксплуатации АД в сельском хозяйстве и их влияние на физико-механические свойства изоляции.

1.2. Существующие способы диагностики и их область применения.

Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ АД ВО ВРЕМЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ С ПОМОЩЬЮ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН.

2.1. Полимерная изоляция как вязкоупругое тело.

2.2. Характеристики акустической волны и её взаимодействие с полимерной изоляцией.

2.3. Связь физико-механических характеристик полимерной изоляции и затухания акустической волны, распространяющейся в ней.

2.4. Акустические методы контроля материалов.

2.5. Расчёт электроакустического тракта.

Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК АД И АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ, ГЕНЕРИРУЕМОЙ ЕЁ ДЕФОРМАЦИЕЙ.

3.1 Математическая модель распространения акустической волны в изоляции (волновое уравнение).

3.2. Модель обмотки АД и генерация акустической волны при магнитном взаимодействии двух проводников с током.

3.3. Маскирующие эффекты.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Дефекты в межвитковой изоляции и их контроль акустическими волнами

4.2 Расчёт и измерение остаточных напряжений изоляции в компаундиро-) ванных обмотках.

4.3. Расчёт изоляции электродвигателя на прочность.

4.4. Источник эталонного акустического напряжения и практические схемы измерений.

4.5. Экспериментальные данные.

Глава 5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ И УСТРОЙСТВА АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗОЛЯЦИИ АД В АПК.

Изоляция — один из главных элементов, определяющих надежность работы электродвигателя одновременно являясь ее самой уязвимой частью. Повреждение изоляции обмоток приводит к выходу из строя электродвигателей, восстановление которых достаточно дорого, помимо этого нарушается технологический процесс, появляются вынужденные простои, что, в конечном счете, приводит к большим экономическим потерям, увеличению себестоимости продукции. Таким образом, диагностика и контроль состояния изоляции - одна из самых сложных и ответственных задач профилактики асинхронного двигателя (АД). Эффективные средства и методы диагностики состояния изоляции могли бы в значительной степени решить проблему эксплуатационной надежности. К сожалению, на сегодняшний день отсутствуют методики и приборы, позволяющие измерять без вывода из эксплуатации АД, одну из основных физико-механических характеристик - упругость изоляции, которая связана со степенью её теплового старения. Правда, в работах [1,2] разрабатывались методики и технические средства, которые позволяли контролировать физико-механические показатели изоляции на этапе ремонта и её электрические показатели на этапе эксплуатации АД. Немаловажным обстоятельством, влияющим на актуальность и необходимость измерения физико-механических показателей изоляции, является их связь с её поверхностным и объёмным увлажнением, температурой, составом применяемых материалов и др. Эти факторы должны учитываться при работе в условиях сельхозпроизводства. Используемые при ремонте полимерные пропиточные материалы по своим характеристикам должны выдерживать тяжёлые условия агропромышленного комплекса (АПК). Это в первую очередь касается их физико-механических характеристик, так как недостаточный запас механической прочности, задаваемый при ремонтных операциях, резко снижает надёжность и срок службы АД. Однако, даже имея в распоряжении высококачественные пропиточные материалы, необходимо вести профилактический контроль показателей изоляции во время эксплуатации АД в целях предотвращения неожиданного выхода из строя электродвигателя из-за нарушения межвитковой или корпусной изоляции. Зная начальные значения показателей изоляции, отражающие по сути её качество, скорость ухудшения её характеристик в результате действия негативных факторов сельхозпроизводст-ва, можно осуществлять прогноз её состояния при дальнейшей эксплуатации. В работе [1] акцент делался именно на определение качественных показателей изоляции во время ремонта АД. Диагностированию подвергались материалы, которые в дальнейшем использовались в качестве изоляции обмоток АД. В рассматриваемой работе предлагается осуществлять техническую диагностику во время эксплуатации АД. В настоящее время существует около десятка различных методов оценки состояния изоляции обмоток. Однако все они контролируют электрические параметры изоляционной конструкции и поэтому все эти методы можно отнести к категории электрических. Преимуществом этих методик является их относительная простота, так как такие параметры электрической цепи как ток, напряжение, заряд и ряд их производных известны очень давно, а их измерение не представляет большого труда и квалификации. Однако ни одна из этих методик не может дать объективной оценки состояния изоляции хотя бы потому, что отсутствует возможность измерения этими способами упругих характеристик. А по данным [3] даже кратковременные импульсные механические напряжения, составляющие 80% от предела прочности изоляции, приближают время выхода из строя изоляции в 2 раза. Кроме того, недостатком существующих электрических методик является их неуниверсальность. Так, например, одни методики контролируют влажность, другие - пористость, третьи - электрическую прочность и т.д. Поэтому в данной диссертационной работе предлагается производить оценку физико-механического состояния изоляции акустическим методом. В чём преимущество и обоснованность такого подхода?

1. Возможность контроля состояния изоляции АД во время эксплуатации.

2. Возможность контроля физико-механических, в частности, упругих характеристик изоляции.

3. Наличие связи между физико-механическими и электрическими показателями изоляции.

4. Наличие связи между физико-механическими показателями и степенью старения изоляции.

5. В силу пункта 4 - объективность оценки состояния изоляции.

Контроль материалов с помощью акустических, в частности, ультразвуковых волн известен давно. Подобные методики успешно применяются в области дефектоскопии, медицины, в различных технологических процессах. Для визуального наблюдения скрытых частей какого-либо объекта обычно используется метод отражения, заключающийся в отражении на границе двух сред части зондирующего акустического луча из-за разных акустических сопротивлений (импедансов) этих сред. Для оценки свойств и состояния материала используется метод, базирующийся на измерении скорости распространения акустической волны. Однако этот метод для нашего случая непригоден, так как АД является сложным геометрическим и неоднородным объектом. Наиболее приемлемым для оценки состояния изоляции обмоток АД является метод, основанный на измерении затухания акустической волны.

Целью настоящей диссертационной работы является теоретическое обоснование эффективности разработанной методики и технических средств акустической диагностики изоляции обмоток АД в процессе его эксплуатации.

Объектом исследований является процесс взаимодействия проводников обмотки электродвигателя, вызывающий излучение акустических волн, по параметрам которых становится возможным определение степени старения изоляции.

Предметом исследований является исследование связи амплитуды акустических шумов, порождаемых микроперемещениями проводников обмотки и степени старения изоляции.

Методы исследований. Для достижения объявленной цели использовались основные положения теорий электромагнетизма, волновых и колебательных процессов, применялось математическое моделирование.

Основными задачами исследований являются:

- анализ влияния механических напряжений на надёжность изоляции обмоток АД в условиях сельхозпроизводства с целью возможности контроля её физико-механических характеристик акустическими волнами;

- выявление связей показателя Е с коэффициентом затухания волны а и степенью старения изоляции, позволяющих разработать математическую модель процесса распространения акустической волны, порождённой магнитным взаимодействием проводников обмотки статора АД.

- получение экспериментальных данных по затуханию акустических волн в изоляции, которые позволили бы рассматривать показатель Е как диагностический параметр, который характеризует степень её старения.

- расчет воздействия электромагнитных полей, создаваемых током в проводниках обмотки с целью определения степени отрицательного влияния маг-нитострикционного и электродинамического эффекта на получение полезной диагностической информации;

- разработка технических средств диагностики старения полимерной изоляции, позволяющих проводить её контроль в процессе эксплуатации АД.

Научная новизна состоит в:

- обосновании возможности оценки степени старения изоляции с помощью измерения акустических шумов;

- построении математической модели взаимодействия обмоток и акустической волны, генерируемой её деформацией;

- построении модели изоляционной конструкции паза АД, в которой армирующими элементами являются проводники обмотки, а связующей средой -полимерная изоляция;

- разработке методики акустической диагностики изоляции на основе предложенного диагностического параметра степени её старения.

Практическая ценность работы. Предложенный метод акустического контроля позволяет оценивать степень старения изоляции обмоток АД во время их эксплуатации.

Разработанные технические средства реально позволяют производить измерения физико-механических характеристик изоляции АД на объектах сельскохозяйственного производства техническому персоналу без транспортировки АД в специализированные ремонтные предприятия и диагностические лаборатории.

Разработанная методика позволяет осуществлять прогнозирование состояния изоляции. Таким образом, существует возможность предотвращения внезапного выхода из строя АД, тем самым, уменьшая вероятность остановки технологического процесса, снижая порчу сырья и недовыпуск сельхозпродукции.

Внедрение результатов работы. Основные результаты исследований использованы и внедрены в ООО «Электра», занимающееся ремонтом электродвигателей для сельскохозяйственного производства, в ГКУП «Колос» с. Сит-никово, ООО «Зерновое», ООО «Восход» с. Нижнечуманка, ООО «Вань-Юань-Плотава» Баевского района Алтайского края.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе на энергетическом факультете Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова при изучении дисциплины «Электротехнологические установки сельскохозяйственного производства»

Диссертационная работа выполнена в соответствии с государственной научно-технической программой по единому заказу-наряду (код 55.22.19) на период до 2008 года «Разработка общих и частных методов диагностирования полимерной изоляции, элементов теории ультразвуковой спектроскопии и волновых затухающих колебаний» и научным направлением «Повышение эксплуатационной надёжности электрооборудования в сельскохозяйственном производстве».

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на всероссийской научно-технической конференции «Моделирование физических процессов и систем (Н. Новгород 2003) и на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава АлтГТУ.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса распространения акустической волны в полимерной изоляции АД, порождаемым взаимодействием проводников с током.

- диагностический параметр Е степени старения изоляции;

- технические средства диагностики изоляции.

Публикации. По результатам проведённых исследований опубликовано 8 печатных работ, в том числе 2 монографии.

Структура и объём диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, приложений, заключения, списка литературы, включающего 133 наименования, изложена на 143 страницах, содержит 88 рисунков, 13 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Анализ влияния механических напряжений на надежность изоляции обмоток АД в условиях сельхозпроизводства показал, что контроль её физико-механических показателей является актуальным и его можно проводить с помощью акустических волн.

2. Выявлены связи показателя Е с коэффициентом затухания волны а и степенью старения изоляции, позволившие разработать математическую модель процесса распространения акустической волны, порождённой магнитным взаимодействием проводников обмотки статора АД. При этом используется разностная форма уравнения Лапласа, при котором модель изоляции разбивается сеткой на квадратные ячейки. Функция волны в точке (ус,у) определяется в двухмерном случае уравнением в экспоненциальной форме, при котором она связана с показателем Е.

3. Полученные экспериментальные данные по затуханию акустических волн в изоляции, позволяют рассматривать показатель Е как диагностический параметр, который характеризует степень её старения. Экспериментальные результаты удовлетворительно согласуются с теоретическими, полученными на основе разработанной модели. Они однозначно могут указывать на области с такими численными значениями Е, в которых возможен выход из строя электродвигателя.

4. Для оценки достоверности получаемой диагностической информации в модель были введены дополнительные параметры, учитывающие воздействие электромагнитных полей. При этом расчёты показали, что действие магнитного поля напряжённостью 100-150 А/м, обусловленного диагностическим током в проводниках порядка 5- 10 А на относительное удлинение железа статора близко к нулю. Таким образом, влияние электромагнитных полей, создаваемых током в проводниках обмотки и порождающих магнитострикционные и электродинамические эффекты в статоре пренебрежительно малы и они практически не оказывают влияния на получение полезной диагностической информации.

5. Разработаны технические средства диагностики старения полимерной изоляции, позволяющие проводить измерение и контроль её физико-механических характеристик в процессе эксплуатации АД. Создано две модификации измерительного устройства: стационарный измерительный комплекс на основе вычислительной системы с применением компьютерной программы лабораторных и научных исследований ЬаЬУ1Е\У и измерительной карты серии Ь7ХХ с максимальной частотой преобразования 2857 кГц с возможностью одновременного контроля 16 технических объектов и мобильный вариант, предназначенный для небольших сельскохозяйственных ремонтных предприятий.

133

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диагностика и контроль состояния изоляции в условиях сельхозпроизводства - одна из сложных и ответственных задач профилактики АД, которая могла бы в значительной степени решить проблему его эксплуатационной надежности. В данной исследовательской работе сделана попытка хотя бы частично решить эту многогранную проблему. При разработке методики диагностирования изоляции внимание было сосредоточено на нестандартных подходах и решениях. Ранее диагностика базировалась в основном на измерении электрических параметров, таких как напряжение, ток и скорости их изменения в переходных процессах, происходящих в изоляции. В настоящей диссертации внимание было сконцентрировано на измерении физико-механических характеристик изоляции, так как они в условиях значительных колебаний механических напряжений (что имеет место в сельхозпроизводстве) зачастую и оказывают решающее воздействие на ее старение. Литературные данные и в дальнейшем эксперимент подтвердили это. Однако измерение физико-механических параметров изоляции обмоток в таком геометрически сложном объекте как АД сопряжено со многими трудностями, такими как воздушные зазоры, наличие магнитопровода и т.д. Тем не менее, взяв за основу известное уравнение волны в твердом теле и учитывая эмиссию акустической волны при протекании диагностического тока в проводниках обмотки, была найдена связь между физико-механическими параметрами изоляции и затуханием волны в ней. Зная амплитуду волны в центре эмиссии и на границе изоляции, стало возможным оценить ее некоторые вязкоупругие характеристики. Один из них был принят в качестве диагностического параметра (ДП). Если принять номинальное значение ДП соответствующее стадии изготовления АД, нормированное значение ДП - для использования на практике, измеренный ДП - параметр в текущий момент времени, становится возможным адекватно описать динамику изменения степени старения изоляции. Таким образом, можно сказать об успешно разработанной методики и технических средств диагностики изоляции, что и являлось целью данной диссертации.

1. Гладков А.Э. Электроизоляционные лаки и компаунды. М.: Энергия, 1973. -247 с.

2. Гольдберг О.Д. Надёжность электрических машин общепромышленного и бытового назначения. Материалы лекций. М.: Знание, 1976. 57 с

3. Козырев H.A. Изоляция электрических машин и методы её испытаний. М. -Л.: Госэнергоиздат1962. 264 с

4. Майофис И.М. Химия диэлектриков. М.: Высшая школа, 1970. М.: 332 сил.

5. Труды СибНИЭ. Под ред. Зыряновой Т.П. Вып. 16. М.:Энергия. 1970. -192 с.

6. Вопросы электрической изоляции. Сборник статей. Под редакцией Забыриной К.И. Вып. 71. М. -Л.: Госэнергоиздат, 1963. 232 с.

7. ГОСТ 133777-75 Надёжность техники. Термины и определения.

8. Вайда Д. Исследование повреждений изоляции. Пре. С венг. Под ред. Д.В. Разевига, М.: Энергия,1968. 400 е.

9. Галушко А.И., Максимова И.С., Оснач Р.Г., Хазановский П.М. Надёжность изоляции электрических машин. М.: Энергия,1979. 176 е. ил.

10. Гоггер Г. Нагревание и охлаждение электрических машин. Пер. с нем. М. -Л.: Госэнергоиздат, 1961. 264 с

11. Клоков Б.К. Обмотчик электрических машин. Изд. 2-е перераб. Доп. М. Высш. шк., 1987 г. 256 с. ил.

12. Кокорев A.C. Справочник обмотчика электрических машин. 7-е. пераб. и доп. -М.: Высш. Шк., 1994. -175 с. ил.

13. Кан К.Н., Николаевич А.Ф. Шанников В.М. Механическая прочность эпоксидной изоляции.- Л.: Энергия, 1973.

14. Кан К.Н. Оценка работоспособности полимерных компаундов. Л.:ЛДНТП. 1974.

15. Котеленец Н.Ф., Кузнецов H.JI. Испытание и надёжность электрических машин. М.:Высш. Шк., 1988 .-232 е., с ил.16. http://www.chauvin-arnoux.ru/MEGOMETERS.htm.17. http://www.pergam.ru18. http://www.permonline.ru

16. Баркова H.A. Современное состояние виброакустической диагностики машин.20. http://www. L-Card.ru

17. Жарков Ф.П., Каратаев В.В., Никифоров В.Ф., Жарков B.C. Использование виртуальных инструментов LabVIEW.-M.: Радио и связь. 1999.266 с.

18. Бергман JL Ультразвук и его применение в науке и технике. М.: ИЛ, 1956,726 с.

19. Физическая акустика / Под ред. У. Мэзона.М.:Мир, 1966, т. 1, ч. А. 592с.

20. Шрайбер Д.С.Ультразвуковая дефектоскопия. М.:Металлургия,1965 391с.

21. Viscoelastic relaxation in polymers. Edited by M.SHEN. Interscience publisher a division of John Wiley and sons, Inc. Los Angeles, 1971.

22. Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М.: Химия, 1973, - 289 с.

23. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля.-М.: Машиностроение, 1981.-240с., ил.

24. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972, т. 1, с 753-754.

25. Ван Кревелен Д.В. Свойства и химическое строение полимеров. Голландия, 1972. Пер. с англ. Под ред. Малкина А.Я. М.: Химия, 1976, 416 е., ил.

26. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов: Справ, изд. Пер. с нем. -М.: Металлургия, 1991.-752 с.

27. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1977, т. 2, с.102,103,238,941.

28. Балыгин Е.И. Электрические свойства твердых диэлектриков. -Л.: Энергия, 1974.-190 с.

29. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. М.: Энергия 1973. -328 с.

30. Физический энциклопедический словарь. М.: Физматгиз, 1974.

31. Мэзон У. Физическая акустика. Свойства полимеров и нелинейная акустика, т.2, часть Б. М.: Мир, 1969, - 450 с.

32. Мэзон У. Методы и приборы ультразвуковых исследований, т. 1, часть А. М.: Мир, 1966, -620 с.

33. Бергман Л. Ультразвук. М.: ИЛ, 1957, - 725 с.

34. Бражников Н.И. Ультразвуковые методы. М.: Энергия, 1965, с. 247.

35. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля / Под общей редакцией Ермолова И.Н.- М.: Машиностроение, 1986.- 280 е., ил.

36. Коненков Ю.К. О затухании и дисперсии высококачественного импульса в поглощающей среде. В кн. Колебания, излучение и демпфирование упругих структур. М.: Наука, 1973, - 120 с.

37. Носов В. А. Проектирование ультразвуковой измерительной аппаратуры. М.: Машиностроение, 1972, - 275 с.

38. Ермолов И.Н., Праницкий A.A. Акустические методы контроля физико-механических свойств материалов.-Заводская лаборатория, 1977, №10, с. 1215-1222.

39. Бреховских J1.M. Волны в слоистых средах, М.: Наука, 1973, 343 с.

40. Хмелёв В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, в сельском и домашнем хозяйстве: монография/ Алт.гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова.-Барнаул, 1997.-160 с.

41. Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: ИЛ, 1963.- 459 с.

42. Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. М.: Высшая школа, 1979, - 352 с.

43. Кобеко П.П. Аморфные вещества. М., 1952.

44. Аскадский A.A. Деформация полимеров. М., 1973.

45. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях. Часть 2: Пер с англ.- М: Мир, 1990.-400с., ил.

46. Евграфова H.H., Каган В.Л. Курс физики.- М.: Высшая школа, 1973, -480 с.

47. Детлаф A.A., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высшая школа., 1989.608 е., ил.

48. Лепендин Л.Ф. Акустика. М.: Высшая школа, 1978,448 с.

49. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Физика в мире полимеров.- М.: Наука., 1989.

50. Шиняиский J1.A. Поглощение ультразвуковых колебаний в резине. -ЖТФ, 1954, т. 24, вып. 5.

51. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. -М.: Наука, 1975.-256с., ил.

52. Спроул Р. Современная физика. Перевод с англ. Под ред. Когана В.И. -М.: Наука, 1974.-592 с.

53. Каргин В.А., Слонимский Г.Л., Краткие очерки по физикохимии полимеров. М.: Наука, 1975.

54. Технические средства диагностирования: Справочник / Клюев В.В., Пархоменко П.П., Абрамчук В.Е.и др.; Под общ. ред. Клюева. B.B. -М.: Машиностроение, 1989.-672с., ил.

55. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля / Под общ. ред. Ермолова И.Н.- М.: Машиностроение, 1986.-286., ил.

56. Электроника: Энциклопедический словарь / Гл. ред. Колесников В.Г.,-М.: Сов.энциклопедия, 1991.-688с., ил.

57. Белов К.П. Магнитострикционные явления и их технические приложения. М.: Наука, 1984. - 160 с.

58. Пястолов A.A., Ерошенко Т.П. Эксплуатация электрооборудования.-М.: Агропромиздат, 1990.-287с., ил.

59. Измерения в электронике: Справочник / Кузнецов В.А., Долгов В.А., Коневских В.М. и др.; Под ред. Кузнецова В.А.-М.: Энергоатомиздат, 1987.512 е., ил.

60. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. Перев. с англ.-М.: Химия, 1979.

61. Перепёлкин К.Е. Структура и свойства волокон,- М.: Химия, 1985.

62. Пропиточные лаки / Хофбауэр Э.И., Фромберг М.Б., Белкина Т.М., Сидоренко К.С. М.: Информэлектро, 1976. - 65 с.

63. Борисова М.Э., Койков С.И. Физика диэлектриков. Л.: ЛГУ, 1979.240 с.

64. Барэмбо К.Н., Бернштейн J1.M. Сушка и пропитка обмоток электрических машин. М.: Энергия, 1967. Изд. 2-е испр. и доп. 301 с.

65. Сажин Б.И. Электропроводность полимеров. М.: Химия, 1965. - 160 с.

66. Электрические свойства полимеров / Под ред. Сажина Б.И. Л.: Химия, 1977.-192 с.

67. Алфрей Т. Механические свойства высокополимеров. М.: ИЛ, 1952, 618 с.

68. Андрианов К.А. Высокомолекулярные соединения для электрической изоляции. М.: Госэнергоиздат, 1961. - 145 с.

69. Резниковский М.М., Лукомская А.И. Механические испытания каучука и резины. М.: Химия, 1971, с. 499.

70. Principies of Pollymer Systems. Ferdinand Rodrigues/ McGraw-Hill. Book Company, 1982.

71. Электрические свойства полимеров/ Под ред. Б. И. Сажина. Л.: Химия, 1986.

72. Справочник по электротехническим материалам Т.1 / Под ред. Ю.В.Корицкого и др. - М.: Энергия, 1974. - 584 с.

73. Шарп Р. Методы неразрушающих испытаний. М.: Мир, 1972, -505 с.

74. Пястолов А.А., Шац Е.Л., Блюмберг В.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования. М., Колос, 1986.- 351 с.

75. Метод и устройство для измерения напряжений в элементах машин и конструкций. Патент ПНР №96901.

76. Способ и прибор для ультразвукового измерения концентравции напряжения в объекте. Патент США № 4210028

77. Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытания электроизоляционных материалов. М.: Энергия, 1969. - 296 с.

78. Э. Байер. Перспективные полимеры. В мире науки №12.-М.: Мир, 1986. с. 121-130.

79. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Статистическая физика макромолекул.-М.: Наука, 1989.

80. Gross В., Mathimatical structure of the theories of viscoelasticity, P., 1953.

81. Кессенних P.M. Методы лабораторных испытаний электроизоляционных материалов. М.: Высшая школа, 1964.

82. Борисова М.Э., Дийкова Е.У., Койков С.Н. Математическое моделирование и экспериментальное исследование электрической релаксации в элементах интегральных схем. М.: МИЭМ, 1984.

83. Левин А.Е., Кучкаев P.A., Котляревский В.В., Левиков Ю.М. Импульсный спектральный метод испытания полимерных материалов. В сб. Неразрушающие методы и средства контроля изделий и конструкций из неметаллов. Л.: ЛДНТП, 1978, с.26.

84. Хесин А.Я. Импульсная техника, изд. 2-е, пер. и доп. М.: Энергия, 1971.-160 с.

85. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника.-М.:Мир. 1982.-512с.

86. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х т.Т 1. Пер. с англ.-Изд.З-е, стереотип.- М.: Мир, 1986.-598 е., ил.

87. Выборное Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М.: Металлургия, 1974, 240с.

88. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы.- М. Высшая школа. 2000.-462 с.

89. Харкевич A.A. Спектры и анализ. М.: Гостехтеориздат, 1953.

90. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: Пер. с англ./ Под ред. Арамановича И.Г.-М.: Наука, 1984, 832 с.

91. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники.- М:. Энергия, 1979.-512 е., ил.

92. Федорков Б.Г., Телец В. А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-320с., ил.

93. Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. Уроки реализации: Пер. с англ.-М.: Мир, 200.-266 е., ил.

94. Ленк. Дж. Электронные схемы: Практическое руководство. Пер. с англ. М.: Мир, 1985.-343 е., ил.

95. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры: Пер. с англ./ Под.ред. Трахтмана А.М.-М.: Советское радио, 1980.

96. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ./ Под ред. Александрова Ю.И.- М.: Мир. 1978.

97. Протасов А.К. О применении усилителей напряжения и тока в ультразвуковой аппаратуре. Дефектоскопия, 1982, №7, с 40-42.

98. Гнатек Ю.Р. Справочник по цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразователям.: Пер. с англ./ Под ред. Рюжина Ю.А. М.: Радио и связь, 1982.

99. Суханкин Г.В., Хомутов О.И. Моделирование электрической изоляции в виртуальной среде Lab VIEW. Ползуновский альманах №1-2, Барнаул, 2002,- с 74-83.

100. Суханкин Г.В., Хомутов О.И. Моделирование полимерной изоляции с помощью цифровых фильтров. Сборник научных трудов кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», Барнаул.: АлтГТУ, 2002, с 20.

101. Хомутов О.И., Суханкин Г.В. Моделирование полимерной изоляции при ультразвуковом методе контроля. Материалы пятой Всероссийской научно-технической конференции (Computer-Based Conference), Нижний Новгород, 2002. с 12.

102. Интегральные микросхемы: Справочник / Тарабрин Б.В., Лунин Л.Ф. Смирнов Ю.Н. и др.; Под ред. Тарабрина.- М.: Радио и связь, 1984 528 е., ил.

103. Измерительные приборы со встроенными микропроцессорами / Мелик-Шахназаров A.M., Маркатун М.Г., Дмитриев В.А.- М.: Энергоатомиздат, 1985.-240 е., ил.

104. Зарубежные интегральные микросхемы для промышленной электронной аппаратуры: Справочник / Нефёдов A.B., Савченко A.M., Феоктистов Ю.Ф.; Под ред. Широкого Ю.Ф.- М: Энергоатомиздат, 1989.-288с.: ил.

105. Хомутов О.И. Система технических средств и мероприятий по повышению надежности электрооборудования. Барнаул: Алт. политехи, ин-т, 1989.- 96 с.

106. Хомутов О.И. Исследование эксплуатационной надежности электродвигателей в условиях комплексов крупного рогатого скота. -Челябинск: ЧИМЭСХ, 1977.-192 с.

107. Грундулис О. А. Защита электрических двигателей в сельском хозяйстве. М: Энергия, 1982. - 105 с.

108. Гольдберг О. Д. Теоретическая и экспериментальная разработка методов расчета показателей надежности, ускоренных испытаний и контроля качества асинхронных двигателей. М: ВЗПИ, 1977.

109. Бодин А. П., Московкин Ф.И. Электрооборудование для сельского хозяйства. М.: Россельхозиздат, 1981.- 302 с.

110. Сырых Н.И., Чекрыгин B.C., Калмыков С.А. Техническое обслуживание электрооборудования в сельском хозяйстве. М.: Россельхозиздат, 1980. -224 с.

111. Гольдберг О.Д. Качество и надежность асинхронных электродвигателей. М.: 1968.- 112 с.

112. Хомутов О.И., Суханкин Г.В., Сташко В.И., Герцен Н.Т. Математическая модель полимерной электрической изоляции. Ползуновский альманах №4, Барнаул 2001, с 71-77.

113. Хомутов О.И., Суханкин Г.В., Методика контроля отверждения изоляции с помощью ультразвука. Ползуновский альманах №1-2, Барнаул, 2002, с 69-73.

114. Сташко В.И., Суханкин Г.В., Хомутов С.О., Герцен Н.Т. Методы диагностики изоляции электрических машин / Под редакцией Хомутова О.И. Барнаул, 2006. 204 с.

115. Герцен Н.Т. Виртуальный ультразвуковой генератор для исследования моделей изоляции электродвигателей. Всероссийская научно-техническая конференция «Моделирование физических процессов и систем». Н. Новгород, 2003.

116. Суханкин Г.В., Герцен Н.Т. Акустическая диагностика изоляции электрических машин. Ползуновский вестник №4-2, Барнаул, 2006. С 424-429.

117. Герцен Н.Т. Контроль физико-механических характеристик полимерных материалов, предназначенных для изоляции обмоток электрических машин. Ползуновский вестник №4-2, Барнаул, 2006. С 399^101.

118. Суханкин Г.В., Герцен Н.Т. Диагностика полимерной изоляции электрических машин с помощью акустических волн / Современные методы экспериментальных исследований. Вестник Томского государственного университета №64 март. Томск, 2006. С 44-51.

119. Хомутов О.И., Суханкин Г.В., Герцен Н.Т.,Сташко В.И. Электрические и акустические методы диагностики изоляции электрических машин. Монография. Новосибирск: Наука, 2007. -210 с.

120. Суханкин Г.В., Герцен Н.Т. Система акустической диагностики изоляции электрических машин. Надёжность №2. Москва, 2007.

121. Методика определения народнохозяйственного ущерба от перерывов электроснабжения сельскохозяйственных потребителей / ВИЭСХ, Госагропром СССР. М.:Экономика, 1977. - 48 с.

122. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений, и рационализаторских предложений. М.: Экономика, 1977. - 48 с.

123. Будзко И.А., Левин М.С., Эбина Г.Л. Оценка экономического эффекта в задачах по сельскому электроснабжению с неопределёнными исходнымиданными // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1985. №1. - с. 50-53.

124. Хоменко О.В. Прогнозирование остаточного ресурса изоляции электродвигателей, эксплуатируемых в сельском хозяйстве: Дис. на соискание ученой степени канд. тех. наук. Челябинск, 1988. - 145 с.

125. Ерошенко Г.П. Повышение эффективности эксплуатации электрооборудования в сельском хозяйстве: Дис. . докт. техн. наук. Саратов, 1983.-306 с.