автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Диагностирование эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей по гармоническому составу тока статора

На правах рукописи

Рогачев Вячеслав Анатольевич

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПО ГАРМОНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ ТОКА СТАТОРА

Специальность 05.09.01 - Электромеханика и электрические аппараты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

7 псм 2003

Новочеркасск - 2008

003457260

Работа выполнена на кафедре «Электроснабжение промышленных предприятий и городов» при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Южно-Российском Государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте).

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Кужеков Станислав Лукьянович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Петрушин Александр Дмитриевич

- кандидат технических наук Федкжов Юрий Александрович

Ведущая организация: ЗАО «ИРИС» г. Новочеркасск

Защита состоится « 29 » декабря 2008г в 10м часов в ауд. №107 главного корпуса на заседании диссертационного совета Д. 212.304.08 при ГОУ ВПО Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) по адресу: 346428, Ростовская область, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, Ученый совет ЮРГТУ (НПИ), ученому секретарю.

С текстом автореферата можно ознакомиться на сайте ЮРГТУ (НПИ) wvvw.npi-tu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

Автореферат разослан «¿¿з » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д. 212.304.08 __

кандидат технических наук, доцент ¿yf^S Скубиенко C.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На надежность работы асинхронных электродвигателей (АД) влияют различные факторы конструкторского и эксплуатационного характера. Опыт эксплуатации и производства АД показывает, что весьма серьезным дефектом электрических машин является эксцентриситет ротора.

Эксплуатация электродвигателя с таким видом дефекта не приводит к немедленному выходу его из строя, но снижает надежность работы, долговечность и другие технико-экономические показатели. Искажается магнитное поле в воздушном зазоре, создается одностороннее магнитное притяжение. КПД снижается на 1,5-2%, появляются дополнительные высшие гармоники поля, снижается пусковой момент на 10-13%, растут местные нагревы на 5-6%.

Эксцентриситет ротора возникает при изготовлении АД, в результате износа подшипников, при смещении опор или прогибах вала. Существует два вида эксцентриситета: статический, обусловленный смещением оси вращения ротора относительно оси расточки статора и динамический, обусловленный биением ротора. На практике динамический эксцентриситет обычно меньше статического, поэтому в данной работе рассматривался статический эксцентриситет.

Выявление эксцентриситета ротора АД под рабочим напряжением, без отрыва от производственного процесса и транспортировки на специализированные стенды, представляет собой весьма актуальную проблему и является сложной инженерной задачей, от эффективности решения которой зависит долговечность и безопасность эксплуатации АД.

В настоящее время для диагностирования эксцентриситета ротора АД применяют различные устройства на основе вибрационных, тепловых, электромагнитных и других методов. Недостатки этих методов заключаются в сложности их реализации, связанных с применением датчиков температуры, вибрации и магнитного поля, которые предъявляют жесткие требования к месту их крепления и требуют укладки дополнительных кабельных линий длч связи с устройством обработки информации. Современные устройства диагностирования эксцентриситета ротора АД на основе вибрационных, тепловых и электромагнитных методов не во всех случаях позволяют обеспечить необходимый уровень зашиты, соответствующий степени износостойкости механических узлов АД. В ряде случаев, таких как погружные насосы, агрегаты систем безопасности АЭС практически невозможно использовать вибрационные, тепловые и др. методы диагностирования АД. Менее распространен метод диагностирования эксцентриситета ротора на основе анализа амплитудно-частотной характеристики потребляемого тока. Несмотря на то, что данный метод по информативности не уступает вибродиагностике, тепловым и другим методам соответствующие приборы промышленностью не выпускаются.

Для решения указанной задачи необходимо иметь информационно-измерительные методы и средства, выявляющие эксцентриситет ротора в АД в процессе эксплуатации на ранней стадии его развития. Таким образом, выявление эксцентриситета ротора АД по параметрам тока статора представляет научный и практический интерес.

Приведенные соображения объясняют актуальность исследования эксцентриситета ротора в ЛД по гармоническому составу тока статора и разработку средств для его распознавания.

Целью работы является разработка способов и устройств, обеспечивающих повышение надежности и селективности распознавания эксцентриситета ротора в АД по гармоническому составу тока статора путем применения предложенного математического описания и результатов анализа электромагнитных процессов в данном объекте.

Задачи исследования:

1. Исследование и анализ существующих методов и устройств выявления эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей в процессе их работы;

2. Теоретические и экспериментальные исследования эксцентриситета ротора в АД, анализ особенностей тока статора АД при возникновении эксцентриситета ротора;

3. Выявление наиболее информативных признаков эксцентриситета ротора АД в спектре потребляемого тока;

4. Разработка математических моделей АД с эксцентриситетом ротора и оценка эффективности разработанных математических моделей на основе экспериментальных исследований;

5. Разработка алгоритма функционирования микропроцессорной системы диагностирования эксцентриситета ротора АД, основанного на анализе спектрального состава тока статора;

6. Разработка устройства, реализующего предложенный алгоритм.

Методы исследований и достоверность результатов. Поставленные в

диссертации задачи решены с использованием методов теории электрических цепей, электрических машин, математического моделирования и др.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, а также результатов аналитических исследований обеспечивается согласованием результатов, полученных во время испытаний в лабораторных условиях, с результатами математического моделирования. Расхождение результатов экспериментальных данных с результатами математического моделирования не превышало 10%.

Научная новизна работы. В работе содержатся следующие новые научные результаты:

1. На основании результатов математического моделирования и физического эксперимента впервые установлена взаимосвязь амплитуд гармонических составляющих спектра потребляемого тока для некоторых типов асинхронных электродвигателей от величины эксцентриситета, позволяющая оценивать предельные параметры эксцентриситета ротора АД в процессе эксплуатации.

2. Предложена усовершенствованная математическая модель асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора относительно расточки статора, отличающаяся от известных тем, что позволяет для различных типов электродвигателей рассчитывать порядок и значение высших гармоник тока статора АД, создаваемых эксцентриситетом ротора.

3. Разработан способ автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей, отличающийся от существующего тем, что сравнение гармоник тока статора, полученных в результате спектрального анализа, производят с заданными значениями гармоник тока на характерных частотах. Предложенный способ позволяет повысить надежность и селективность распознавания эксцентриситета на ранней стадии его развития.

Способ защищен положительным решением ФГУ ФИПС о выдаче патента на изобретение (решение о выдаче патента приведено в приложении к диссертации).

Обоснованность н достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректностью допущений, принимаемых при разработке расчетных схем и математических моделей, применением традиционных методологических принципов современной науки для их исследования, использованием метрологически аттестованного оборудования для проведения экспериментов, приемлемой сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны методика, алгоритм и соответствующее программное обеспечение, позволяющие анализировать амплитудно-частотную характеристику потребляемого тока при возникновении эксцентриситета ротора в АД.

2. Разработан и изготовлен автоматизированный стенд для экспериментальных исследований эксцентриситета ротора АД, позволяющий имитировать в работающем АД эксцентриситет ротора в заданном диапазоне значений от 10% до 90% путем смещения ротора в расточке статора в вертикальном направлении.

3. На основании результатов исследований разработано и практически реализовано микропроцессорное устройство диагностирования эксцентриситета ротора АД, позволяющее выявлять в работающем АД эксцентриситет, превышающий 30% от номинального значения воздушного зазора.

Реализация результатов работы.

1. В ООО «ПК НЭВЗ» (г. Новочеркасск) внедрено устройство диагностирования эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей. Устройство используется для предварительного контроля уровня допустимого эксцентриситета в АД перед монтажом электродвигателя на электровоз.

2. Результаты диссертационной работы использованы в НИР (Государственный контракт № 12.06 от 20.02.06), выполненной по заданию Секции прикладных проблем при Президиуме Российской академии наук.

Основные положения, выносимые на защщу.

1. Критерии распознавания и эффективный набор признаков эксцентриситета ротора в потребляемом токе АД.

2. Результаты математического моделирования и экспериментальных исследований токов статора АД с эксцентриситетом ротора.

3. Результаты математического моделирования спектрального состава мгновенных значений потребляемого тока и модуля обобщенного вектора тока статора АД с эксцентриситетом ротора.

4. Математические модели и способ автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей на основе спектрального анализа тока статора.

5. Устройство диагностирования эксцентриситета АД по гармоническому составу тока статора.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

• V Международной научно-технической конференции: «Моделирование. Теория, методы и средства», (г. Новочеркасск 2005);

• V Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», (г. Новочеркасск

2005);

• VI Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими», (г Новочеркасск

2006);

• Научно-технической конференции студентов и аспирантов ЮРГТУ (НПИ) «Студенческая научная весна -2006», (Новочеркасск 2006 г);

• XXVIII сессии Всероссийского семинара «Кибернетика энергетических систем» по тематике «Диагностика энергооборудования», (Новочеркасск 2006г)

• Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2007», (Ростов-на-Дону 2007 г);

• Научно-практической конференции «Энергосбережение, энергетическое оборудование и системы технической диагностики» (Ростов-на- Дону 2008 г);

• Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2008», (Ростов-на-Дону 2008 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований и разработок опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 работы в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 173 страницах, содержит 63 рисунка, 10 таблиц и 111 литературных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель работы и основные задачи исследований, научная новизна, дана общая характеристика работы. Отмечен вклад ученых и специалистов по теме исследования: Булычева A.B., Ванина В.К., Гольдберга О.Д., Гашимова М.А., Клецеля М.Я., Кужекова С.Л., Мануковского A.B., Новожилова А.Н., Полковниченко Д.В., Петухова B.C., Сивокобыленко В.Ф., М. Arkan, Н. Calis, М.Е. Tagluk, S. Nandi, Н. A. Toliyat и др.

Первая глава посвящена анализу механических повреждений в АД и способам их выявления.

Проведенный анализ основных видов повреждений при работе АД позволил сделать следующие выводы:

- среди всех существующих повреждений АД на долю механических повреждений по статистике приходится не менее 30% от всех установленных;

- основными причинами появления эксцентриситета ротора в АД являются повреждение подшипников, несоосность двигателя и нагрузки, ослабление креплений двигателя и другие факторы.

Кратко рассмотрены процессы возникновения повреждений механических узлов АД и причины их вызывающие. Анализ литературных источников позволил сделать выводы о том, что каждое третье повреждение в АД связано дефектом его механических частей; сюда могут входить:

- повреждения подшипников;

- обрыв стержней ротора;

- эксцентриситет ротора;

- касанне(зздевание) ротора о статор;

- несоосность валов двигателя и нагрузки и др.

Проанализированы современные методы и устройства диагностик» эксцентриситета ротора АД. Отмечено, что доя диагностики АД в целом и приводимого им во вращение оборудования наиболее широко используются: вибрационный метод, основанный на измерении и анализе спектральных характеристик вибраций; электромагнитный метод - диагностика электрических машин на основе измерения их полей рассеяния вблизи электрической машины; тепловой метод - контроль тепловых полей с помощью тепловизоров и термодатчиков. Выполнен анализ указанных методов на соответствие предъявляемых к ним требований по чувствительности и быстродействию, определена их эффективность и точность. Показано, что большинство рассмотренных технических решений по конгролю виброхарактеристик и характеристик магнитного поля для своей реализации требуют укладки дополнительных кабельных линий и предъявляют жесткие требования к месту расположения датчиков, что значительно затрудняет их использование в условиях эксплуатации АД. Сделан вывод о том, что проведение мониторинга тока электродвигателя является наиболее эффективный методом и может быть выполнено как непосредственно в клеммной коробке электродвигателя (без какого-либо нарушения режима его работы), так и в электрощите питания (управления). Измерение диагностических параметров в этом случае производится бесконтактным способом и не требует вмешательства в работу объекта, нет жестких требований к месту расположения датчиков относительно объекта. Метод обладает достаточной чувствительностью, а быстродействие позволяет своевременно выявить эксцентриситет ротора в АД и обеспечить безопасность н надежность его эксплуатации. Сделан вывод о необходимости разработки автоматических устройств, обеспечивающих надежное распознавания эксцентриситета ротора в АД, без вывода его из работы, на основе спектрального анализа тока статора.

Отмечено, что для оценки предельных параметров эксцентриситета ротора в спектре потребляемого тока необходимо разработать математическую модель АД с эксцентриситетом ротора с целью расчета параметров гармонических составляющих потребляемого тока, создаваемого этим повреждением.

Вторая глава посвящена разработке и исследованию математической модели АД с эксцентриситетом ротора относительно расточки статора (рис.1). Математическая модель разработана с целью исследования влияния эксцентриситета ротора в АД на параметры потребляемого тока, получения диагностической информации и критериев распознавания эксцентриситета при возникновении данной неисправности. Для реализации математической модели асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора использовалась интегрированная система автоматизации математических расчетов МайаЪ. Как известно, частоты гармоник тока статора, вызванных эксцентриситетом ротора определяются следующим образом:

1-*

3экс 1се

1±-

где famu -частота напряжения питающей сети, ^-скольжение ротора АД; /^-количество пар полюсов АД. Зависимость воздушного зазора $ от угла поворота ротора при смещении его оси на расстояние с1 от оси расточки статора определяется по формуле

5(9) = Я - г + ¿1 соэ(е) = + с/ с(»(0), где г-радиус рабочей поверхности ротора, К-радиус внутренней расточки статора 8т=Я-г-номинальный воздушный зазор между статором и ротором.

Приведенное выражение используется для получения зависимости взаимной индуктивности обмоток статора и ротора от величины эксцентриситета ротора относительно расточки статора:

Рис. 1 Эксцентриситет ротора относительно расточки статора

Ьт{в) = •И'ЛЛМа*'-

(1)

кг8т{ 1 + гсоз(0))

где й- смещение осей, 0-угол положения рассматриваемого (текущего) радиального сечения ротора, е = — - относительный эксцентриситет, т -полюсное

деление, м'12, - количество витков обмоток статора и ротора и их обмоточные коэффициенты соответственно, 1а~ длина пакета активной части стали статора, к, - коэффициент Картера, цй- магнитная постоянная.

С учетом выражения (1) система дифференциальных уравнений относительно потокосцеплений обмоток АД с эксцентриситетом ротора записанных в неподвижной системе координат а-р принимает вид:

dt

dt

кк-кт i

ГЛУаД-У^Лв))

r.tyftK-VpLje))

I

at

1

~ + VprPVr

г'ЛУ^-УрьКШ-УогРаг.

где

dt LX-LJW)

uа* и 11 а- ~ напряжения обмоток статора, л,, r; - активное сопротивление статора, и приведенное к статору активное сопротивление ротора, /> - количество пар полюсов, сог - частота вращения ротора.

Собственная индуктивность статора и приведенная к цепям статора собственная индуктивность ротора LjiL'r, соответственно равны:

где и L^ - индуктивность рассеяния статора и приведенная к статору индуктивность рассеяния ротора.

Расчет токов сводится к решению системы дифференциальных уравнений, коэффициенты которых задаются матрицей взаимных индуктивностей. При вращении эксцентричного ротора элементы матрицы содержат периодически изменяющиеся коэффициенты, по этой причине матрица индуктивностей пересчитывается для каждого конкретного угла поворота ротора. Указанные положения были применены к известной математической модели АД библиотеки Matlab, в частности Simulink (Sim Power Systems). Таким образом получена модель АД с эксцентриситетом ротора, схема которой приведена на рис.2. Параметры исследуемого АД приведены в табл.1.

Таблица 1

Номинальная мощность, кВт 5,8

Номинальное напряжение питания, В 380

Частота сети, Гц 50

Взаимная индуктивность обмоток статора и ротора, мГн 217

Количество пар полюсов 2

При реализации математической модели были приняты следующие допущения:

1. Зазор между статором и ротором - гладкий (не учитывается зубчатость статора и ротора).

2. Магнитная система электрической машины не насыщена.

Ш]

StapV

v 1-»Щ]

Trn гп I ■ ■ ■—-ч— asynchfoncus_macia(\e

¡0.5 |--[t208?|-

g mo

Рис 2 Схема моделирования АД с эксцентриситетом ротора: Asynchronous machine - АД, Machines Measurement Demux -блок измерения переменных электрической машины, scope - осциллограф, selector- переключатель фаз, v_stator, v_rotor -обмотки статора и ротора АД с эксцентриситетом ротора, step - нагрузка на валу ротора

Математическая модель позволяет изменять уровень относительного эксцентриситета ротора в заданном диапазоне значений 0-5- 0.9. На рис. 3 приведены результаты математического моделирования токов статора АД в установившемся режиме работы с эксцентриситетом ротора значением £=0,1 и С =0,5.

а) б)

Рис.3 Спектральный состав тока статора АД с эксцентриситетом ротора а) £ =0,1%, б) £ =0,5%

На основе проведенных исследований составлена таблица значений амплитуд гармоник тока при различных величинах эксцентриситета ротора (табл.1).

Таблица 1

Относительные амплитуды гармоник тока

Величина эксцентриситета (■—.100%) Амплитуды гармоник, дБ на частотах

=25Гц =75Гц

10 -37 -38

50 -32 -29

80 -27 -26

Анализ полученных данных позволил сделать вывод о том, что эксцентриситет ротора в АД приводит к появлению гармонических составляющих в спектре потребляемого на частотах /т. На частотах, отличных от /т, при появлении эксцентриситета ротора уровень гармоник тока изменяется в пределах 0,5% от амплитуды от амплитуды основной гармоники тока статора. При изменении величины относительного эксцентриситета в в диапазоне значений от 0,2 до 0.9 амплитуды гармоник тока на частотах /.„изменяются в пределах от 2% до 6% амплитуды основной гармоники тока статора.

Кроме исследования спектрального состава мгновенных значений тока фазы АД, проведены исследования спектрального состава модуля обобщенного вектора тока статора АД. Модуль обобщенного вектора тока сформированный по известному выражению = ¡а2 +

подвергался спектральному анализу (рис.4). При наличии соответствующих гармоник в спектре делался вывод о техническом состоянии асинхронного электродвигателя. В общем случае различие результатов анализа спектра модуля обобщенного вектора тока статора и спектра мгновенных значений тока фазы АД заключается в отсутствии в спектре модуля обобщенного вектора тока гармоники на частоте питающей сети 50 Гц. Таким образом сделан вывод о том, что при диагностировании эксцентриситета ротора АД переносными устройствами целесообразно использовать спектральный анализ тока только одной фазы, в то время как при диагностировании мощньтх и ответственных АД, в цепи питания которых установлены датчики тока в трех фазах питания, целесообразно использовать анализ спектрального состава модуля обобщенного вектора тока статора с целью распознавания не только эксцентриситета ротора но и других повреждений АД.

1 1 1 1 ! ! - -!-1 ! ! | 1 1 г 1 , 1

1» -Г- - 1 1 ! 1 | I

0 100 гоо 300 «00

Ч.','!)-» Гц

Рис. 4 Спектральный состав модуля обобщенного вектора тока статора АД с эксцентриситетом ротора. £ =0,5

8 трета.ей главе приведены результаты экспериментальных исследований АД с эксцентриситетом ротора., проведенных на кафедре «Электроснабжение промышленных предприятий и городов» ЮРГТУ (НПИ).

С целью проверки адекватности математических моделей для оценки возможности выявления эксцентриситета ротора с использованием предложенных диагностических критериев, установления причинно-следственных связей между эксцентриситетом ротора и спектром потребляемого тока, контроль которых позволял бы выявлять данный механический дефект на ранней стадии развития, был разработан и изготовлен стенд для экспериментальных исследований эксцентриситета ротора в асинхронном электродвигателе. Разработанный стенд позволяет имитировать эксцентриситет ротора в АД в заданном диапазоне значений от 10% до 90% путем смещения ротора в расточке статора в вертикальном направлении, Тип применяемого АД «Урал» Р42-4, номингшьная мощность двигателя 5,8 кВт, номинальная скорость вращения вала 1480 об/мин. Общий вид стенда приведен на рис.5. Стенд представляет собой электромеханическую систему двигатель - генератор с нагрузкой, кабелями, и измерительными приборами, позволяющими осуществлять контроль за работой двигателя по параметрам спектрального состава тока статора и наблюдать процессы изменения указанных параметров при создании эксцентриситета ротора. Некоторые из результатов

г, ,,, экспериментальных исследований

Рис.5 Стенд для исследования г

эксцентриситета ротора в АД приведены на рис.6.

|«4Н .р./М» ■': г;

5 1 >1 * ~Ц -- г.;« ! ги 1 А. 'а

, I ,

ШI

" ! Г.& Г* Е

I п

а у и IV п г

шш

-?11

Гц

б)

Рис. б Спектральный состав тока статора электродвигателя с эксцентриситетом ротора а) £ =0,1, б) Б =0,8

На рис.7 приведена амплитудно-частотная характеристика напряжения питающей сети. Проведенные исследования показали, что гармоники появившиеся в потребляемом токе в результате эксцентриситета ротора, практически отсутствуют в напряжении питания, кроме высших гармоник напряжения сети. Проверка достоверности описанной во второй главе математической модели, выполненная путем сравнения экспериментальных и расчетных осциллограмм (рис.3, рис.6), показала, что адекватность используемых математических моделей, а также возможность построения системы диагностики с использованием найденных критериев эксцентриситета ротора подтверждены удовлетворительным совпадением экспериментальных данных и результатов математического моделирования. Расхождение величин составляющих гармоник тока статора, полученных с помощью математического моделирования и физического эксперимента на частотах /„, не превышает 10%. На рис. 8 приведена экспериментальная зависимость амплитуд гармоник тока на характерных частотах от величины эксцентриситета ротора в диапазоне значений от 10% до 90%.

Значение амплитуд гармоник тока А, на характерных частотах для определенной величины эксцентриситета имеет статистический разброс. Основным фактором, вносящим ошибку вычисления амплитуд гармоник тока на характерных частотах, считается изменение показаний датчика тока из-за пульсации воздушного зазора <5, за счет вибрации ротора. В силу этого обстоятельства, при обработке экспериментальных данных, основной математический аппарат базируется на теории вероятностей и математической статистике. Процесс пульсации воздушного зазора за счет вибрации ротора для всех типов АД протекает физически одинаково, поэтому с целью сокращения количества опытов по причине их сложности, было введено допущение, что изменение амплитуд гармоник тока А, на характерных частотах /„„ в спектре потребляемого тока вне зависимости от типа АД подчиняется одинаковому закону распределения. Обработка результатов измерений проводилась согласно ГОСТ 8.207-76. Для определения истинных значений амплитуд гармоник тока на характерных частотах снимались метрологиче-

¡1

Ч*- - ¡4 " V, I

. у" \„ « н. ; „ .', |

*.. - I • -1",- ; (

Рис.7 Спектральный состав напряжения сети

Вепичинг эксцентриситета %

_а то л и 'I »в _ее

1 1 1

/

/

Г 1 1 ! 1 1

Рис.8 Экспериментальная зависимость Лт«= ЯД) Для АД «Урал» Р42-4

ские показания результатов вычисления амплитудно-частотной характеристики потребляемого тока (А,) для различных величин эксцентриситета ротора. Случайные ошибки измерений амплитуд гармоник тока возникают вследствие не контролируемых экспериментальных условий, которые вызываются фаеторами, действующими одинаковым образом при многократном повторении одних и тех же измерений. Наибольшее количество измерений (50) было снято для эксцентриситета £=0,3 - минимальный порог регистрации, при котором необходимо выявлять данный дефект. Среднеквадратическое отклонение оценивалось

- ПГл 1 "

как: 5(Л) = -¿/Л, -Лср)2, где Л - среднее значение выборки для А,-.

»".и р 1

Интервал выборки для амплитуд гармоник (А,) определялся как разность между минимальным и максимальным значением регистрируемых гармоник. Для определения погрешностей результатов измерений вычислялась среднеквадратичная ошибка среднего арифметического

ЯЛ/ о

^ =

}Х(4 ~Аср)

п{п~Х)

Закон распределения амплитуд гармоник тока на частоте /ЛС АД с эксцентриситетом ротора е==0,3, полученный по эмпирическим данным, приведен на рис.9. Представленная выборка для построения кривой распределения содержит 50 значений А,. Средняя амплитуда гармоник тока на частоте /,„при минимально регистрируемом пороге срабатывания устройства диагностирования эксцентриситета ротора е=0,3 составила минус 34,14 дБ в зависимости от основной гармоники тока статора. При надежности Р = 0.95 и коэффициенте Стьюдента для пятидесяти измерений I = 2.01 погрешность результатов измерений составила Л* = -Г =0,9 дБ (2,6%).

Представленная экспериментальная функция распределения амплитуд гармоник тока на частоте /т и £=0,3 достаточно хорошо апроксимируется тео-

~Л -Я Я 7] 53? ЗГ

-Эмпирическое распределение

- - Теоретическое распределение

Рис. 9 Распределение амплитуд гармоник тока на частоте/ж АД с эксцентриситетом ротора £=0,3

к-ЛА, 1

2 ■ В других

ретическим нормальным распределением ((А )= ______,

экспериментах (е=0,3-Ю,9) форма нормального распределения повторяется, математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение варьируются в небольших пределах. В качестве показателя отклонения вариационного ряда от симметрии применялся простой эмпирический коэффициент асимметрии вы-

числяемый по формуле КА = ——а - стандартное отклонение. По дана

ным расчета КА = -0,02. В данном случае асимметрия небольшая и скошенность правосторонняя.

Четвертая глава посвящена разработке устройства автоматического контроля эксцентриситета ротора АД по гармоническому составу тока статора.

В результате анализа принципов выявления эксцентриситета ротора в АД, изложенных во второй и третьей главах, основываясь на выбранном методе контроля эксцентриситета ротора путем спектрального анализа потребляемого тока, была разработана структурная схема устройства контроля эксцентриситета ротора АД (рис. 10).

Устройство работает следующим образом. При работе АД, сигнал пропорциональный току статора АД через трансформатор тока (ТТ) и нормирующий усилитель (НУ) поступает на аналогово-цифро-вой преобразователь (АЦП). Блок быстрого преобразования Фурье (БПФ) осуществляет накопление последовательности дискретных значений тока во внутренней памяти, разложение на гармонические составляющие и вычисляет амплитудно-частотную характеристику тока статора АД. При этом, в амплитудно-частотной характеристике тока статора кроме основной гармоники тока статора, гармоник связанных с нелинейностью параметров АД и др. будут содержаться гармоники, возникающие в результате эксцентриситета ротора, амплитуда которых в исправном состоянии АД не превышает предельно-допустимых значений.

Блок анализа срабатывания компараторов (БАСК) запускается автоматически после появления на выходе БПФ первых значений амплитудно-частотной характеристики. При включении БАСК формирует управляющий сигнал блоку формирования опорных сигналов компараторов (БФОСК), по которому последний формирует опорные сигналы смещения компараторов, поступающие на инвертирующие входы блока компараторов (БК). Блок БК производит сравнение опорных сигналов формируемых блоками БПФ и БФОСК. В случае превышения дискретным сигналом, выдаваемого БПФ опорного сигнала формируемого БФОСК, на соответствующем выходе БК формируется сигнал «логи-

Рис. 10 Структурная схема устройства контроля эксцентриситета ротора АД

ческая единица», иначе устанавливается сигнал «логический ноль». Сформированная БК последовательность логических сигналов подается на вход блока анализа срабатывания компараторов (БАСК), который осуществляет временной анализ поступающих логических сигналов. Если в результате анализа поступающих логических сигналов блоком БАСК выявляется эксцентриситет ротора, то блоком сигнализации (БС) выдается информационный сигнал о его наличии, если уровень эксцентриситета превышает предельно допустимые значения, при которых дальнейшая эксплуатация АД невозможна, блоком БАСК формируется сигнал на отключение быстродействующего выключателя БВ.

Кроме этого, в устройстве контроля эксцентриситета ротора в блоке анализа срабатывания компараторов учтена нестационарность значений частоты скольжения АД. Известно, что при работе АД, частоты гармоник тока статора, связанных с эксцентриситетом ротора, зависят от нагрузки АД. Поскольку скольжение АД меняется в зависимости от нагрузки на вапу, то частоты гармоник, появляющихся в результате развития эксцентриситета ротора, также зависят от скольжения АД, поэтому при выявлении эксцентриситета ротора в блоке анализа срабатывания компараторов (БАСК) анализируются не отдельные информативные частоты, а их диапазон:

(/«« + /„„, ' -5) ^ /,„ < (/а„ - /„„„ ' 5) .

Ложные срабатывания устройства автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей из-за наличия помех в питающей сети выявляются благодаря временному алгоритму обработки сигналов компараторов блоком анализа срабатывания компараторов, учитывающему различные временные зависимости изменений амплитудно-частотной характеристики тока статора электродвигателя при развитии эксцентриситета ротора и наличия помех в питающей сети.

Особенностью эксцентриситета ротора в находящемся в работе АД является относительная длительность развития процесса повреждения. Это обстоятельство позволило разработать процесс контроля эксцентриситета ротора, основанный на принципе отложенной обработки данных. На основании вышесказанного процесс диагностики разделяется на следующие этапы:

1. Измерение, нормировка и предварительная фильтрация потребляемого электродвигателем тока, цифроаналоговое преобразование и предварительная обработка данных.

2. Цифровая обработка сигнала тока, потребляемого электроприводом, путем разложения его в ряд Фурье и вычисления его

амплитудно-частотной характеристики.

3. По результатам цифровой обработки данных принятие решения о (наличии-отсутствии) и степени развития эксцентриситета ротора.

Рис. 11 Внешний вид устройства диагностики эксцентриситета ротора АД

Кроме этого устройство контроля эксцентриситета ротора АД позволяет проводить измерение потребляемого АД тока бесконтактным способом (при помощи токовых клещей), осуществлять передачу цифровых данных в ЭВМ верхнего уровня через последовательный порт с возможностью оперативной, непродолжительной обработки и хранением информации в памяти устройства, осуществлять местную индикацию режимов работы устройства. Внешний вид устройства приведен на рис. 11. Передача данных на ПК осуществляется через СОМ-порт по последовательному протоколу, при этом возможно осуществлять спектральный анализ полученных токовых характеристик электродвигателя при помощи стандартных математических средств таких как MatLab, MathCAD или специализированных средств технического спектрального анализа AutoSignal, В этом случае возможен групповой анализ нескольких токовых характеристик работы электродвигателя за разные периоды работы, например, еженедельные данные (снятие токовых характеристик каждую неделю и их совместный анализ для контроля тенденции развития эксцентриситета).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технические разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач. Основные научные выводы и практические результаты можно сформулировать в следующем виде.

1. На основании результатов математического моделирования и физического эксперимента впервые установлена взаимосвязь амплитуд гармонических составляющих спектра потребляемого тока для некоторых типов АД от величины эксцентриситета, позволяющая оценивать предельные параметры эксцентриситета ротора в работающем электродвигателе.

2. Предложена усовершенствованная математическая модель асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора на основе аналитического выражения величины взаимной индуктивности характеризующего влияние эксцентриситета ротора на гармонический состав тока статора, отличающаяся от известных тем, что позволяет с помощью стандартных программ, применяемых для моделирования работы асинхронных электродвигателей, для различных типов АД с погрешностью не более 10% рассчитывать порядок и значение высших гармоник тока статора создаваемых эксцентриситетом.

3. Анализ полученных данных математической модели для исследования спектрального состава мгновенных значений потребляемого тока и модуля обобщенного вектора тока статора АД с эксцентриситетом ротора позволил сделать следующий вывод: в общем случае различие результатов анализа спектра модул я обобщенного вектора тока статора и спектра мгновенных значений тока фазы АД заключается в отсутствии в спектре модуля обобщенного вектора тока гармоники на частоте питающей сети 50 Гц. Таким образом, при диагностировании эксцентриситета ротора АД переносными устройствами целесообразно использовать спектральный анализ тока только одной фазы, в то время как при диагностировании мощных и ответственных АД, в цепи питания которых установлены датчики тока в грех фазах питания, целесообразно использовать анализ спек-

трального состава обобщенного вектора тока статора с целью распознавания не только эксцентриситета ротора, но и других повреждений АД.

4. Разработан и изготовлен стенд для проведения экспериментальных исследований эксцентриситета ротора в асинхронном электродвигателе, позволяющий задавать в работающем АД статический эксцентриситет ротора в заданном диапазоне значений 0%...90% путем смещения ротора в расточке статора в вертикальном направлении. Анализ экспериментальных данных позволил сделать следующий вывод: при изменении величины относительного эксцентриситета ротора в расточке статора в диапазоне значений от 10% до 90% амплитуды гармоник тока на частотах /,„ изменяются в пределах от 2 % до 6% от амплитуды основной гармоники тока статора.

5. По результатам исследований процессов развития эксцентриситета ротора в АД предложен способ автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей, отличающийся от существующего тем, что сравнение гармоник тока статора, полученных в результате спектрального анализа производят с заданными значениями гармоник тока на характерных частотах. Предложенный способ позволяет повысить надежность и селективность распознавания эксцентриситета на ранней стадии его развития.

6. Разработаны: структурная, функциональная и принципиальная схемы микропроцессорного устройства контроля эксцентриситета ротора АД, предложен процесс контроля эксцентриситета ротора АД, проведено математическое моделирование функциональных узлов устройства. Разработано микропроцессорное устройства контроля эксцентриситета ротора, которое позволяет выявлять недопустимый уровень эксцентриситета ротора в АД, превышающий 30% номинального значения воздушного зазора.

7. Устройство диагностирования эксцентриситета ротора АД внедрено в ООО "ПК НЭВЗ" г. Новочеркасск. Оно используется для предварительного контроля допустимого уровня эксцентриситета в АД перед установкой электродвигателя на электровоз.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в работах:

Статьи в ведущих рецензируемых журналах, определенных перечнем ВАК:

1. Рогачев В.А., Кужеков С.Л., Колпахчьян П.Г., Сербиновский Б.Б. Токи статора асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора // Известия вузов. Электромеханика. -2008.-№4. - С. 25-27.

2. Рогачев В.А. Экспериментальные исследования эксцентриситета ротора в асинхронном электродвигателе // Изв. вузов. Электромеханика. -Спецвыпуск «Электроснабжение». 2007. -С. 52-54.

3. Рогачев В.А., Кужеков С.Л. Сравнительный анализ спектров модулей обобщенного вектора тока статора и мгновенных значений фазных токов при распознавании эксцентриситета ротора асинхронного электродвигателя // Изв. вузов. Сев.- Кавк. Регион. Техн. науки.-2008 -№4. - С.101-104.

Публикации в материалах конференций и сборниках трудов:

4. Рогачев В.А., Сербиновский Б.Б. Современные методы диагностики механических повреждений асинхронного электропривода// Моделирование. Теория, методы и средства: Материалы. V Международной, науч. техн. конф.

Новочеркасск, 8 апреля 2005 г./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005.-Ч.2 - С.48-51.

5. Сербиновский Б.Б., Рогачев В.А. Анализ неисправностей подшипников качения асинхронных электродвигателей// Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: Материалы. V междунар. науч.-техн. конф. Новочеркасск, 27 мая 2005г В2ч/ Юж.-Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ).- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. 4.2- С.7-9.

6. Рогачев В.А. Устройство диагностики асинхронных двигателей по гармоническому составу тока статора// Студенческая весна - 2006: Сб. науч. трудов аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ). Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ 2006,- С. 119-120.

7. Рогачев В.А. Математическое моделирование асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора/'/ Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2006 приложение №15.-С.262-263.

8. Рогачев В.А. Выявление механических повреждений в асинхронном двигателе по параметрам спектрального анализа тока статора// Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: материалы VI междунар. науч. практ. конф. Новочеркасск, 21 апреля 2006г./ Новочеркасск: Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006. - 4.1 .-С.45-52.

9. Сербиновский Б.Б., Рогачев В.А. Исследование асинхронного электродвигателя с несоосностью ротора относительно расточки статора// Вестник: Сб. науч. трудов ВЭлНИИ/ Всерос. н.-и. и проектно-констр. ин-т электровозостроения. -2007. - № 1(53). - С. 232-240.

10. Рогачев В.А. Влияние несимметрии воздушного зазора в асинхронном двигателе на параметры потребляемого тока // Транспорт - 2007: тез. докл. всерос. науч. практ. конф. 15-17 мая 2007г - Ростов-и/Д, 2007,-С.209-211.

11. Рогачев В.А. Экспериментальная установка для исследования

эксцентриситета ротора в асинхронном электродвигателе тока // Транспорт 2008: тез. докл. всерос. науч. практ. конф. 22-24 апреля 2008г. - Ростов-н/Д, 2008,- Ч.З.-С. 287-289.

12. Рогачев В.А., Дегтярев A.A. Устройство диагностирования механических повреждений асинхронных электродвигателей напряжением до 1 кВ / Энергосбережение, энергетическое оборудование и системы технической диагностики. Материалы науч.-практ. конф. - Ростов-на-Дону, 14 февраля 2008г./ Юж.-Рос. гос. техн. Ун-т (НПИ); ВЦ «ВертолЭкспо». Ростов н/Д 2008.-С. 4041.

13. Варфоломеев Е.П., Рогачев В.А., Рогачев A.B. Стенд для исследований эксцентриситета ротора в асинхронном электродвигателе // Вестник: Сб. науч. тр. ВЭлНИИ/ Всерос. н.-и. и проектно-констр. ин-т электровозостроения. -2008.-№1(55).-С. 185-190.

Личный вклад автора в результаты работ, опубликованных в соавторстве, состоит в [1,3] - разработке и исследовании математических моделей, [4,5,9]- постановке задачи исследования, [12,13] - в проведении экспериментальных исследований по результатам математического моделирования и обработке данных.

(

Рогачев Вячеслав Анатольевич

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПО ГАРМОНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ ТОКА СТАТОРА

Автореферат Подписано в печать .25.11.2008. Формат 60x84 Vi« Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л 1,0. Уч.-изд. л. 1,37. Тираж 100 экз. Заказ 961. Типография ЮРГТУ (НПИ) 34642S, г. Новочеркасск, уд Просвещения, 132 тел., факс (863-52) 5-53-03

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПОВРЕЖДАЕМОСТЬ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СОВРЕМЕННОГО УРОВНЯ ИХ ЗАЩИТЫ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПОВРЕЖДЕНИЙ.

1.1 Описание объекта исследований.

1.1.1 Анализ повреждаемости подшипников качения в АД.

1.1.2 Эксцентриситет статора.

1.1.3 Неправильный осевой монтаж двигателя.

1.1.4 Эксцентриситет ротора.

1.1.5 Обрыв стержней ротора.

1.1.6 Дефекты зубцово - пазовой структуры и другие повреждения АД.

1.2 Методы и алгоритмы диагностирования эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей и постановка задачи.

1.2.1 Вибрационный метод.

1.2.2 Методы электромагнитной диагностики.

1.2.3 Тепловой метод.

1.2.4 Метод спектрального анализа потребляемого тока.

1.3 Обзор и анализ устройств диагностирования эксцентриситета ротора

1.4 Выводы.

2 КРИТЕРИИ РАСПОЗНАВАНИЯ И ЭФФЕКТИВНЫЙ НАБОР

ПРИЗНАКОВ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА В АД.

2.1 Электромагнитные и электродинамические силы в АД при возникновении эксцентриситета ротора.

2.1.1 Набор высших гармоник поля в математических моделях электрических машин.

2.1.2 Высшие пространственные гармоники намагничивающей силы и влияние их на ЭДС секции обмотки статора.

2.2 Математические модели АД с эксцентриситетом ротора с учетом и без учета конструктивных факторов обмоток статора и ротора.

2.2.1 Математическая модель АД с эксцентриситетом ротора без учета конструктивных факторов обмоток статора и ротора.

2.2.2 Математическая модель АД с эксцентриситетом ротора и учетом конструктивных факторов обмоток статора и ротора.

2.3 Сравнительный анализ спектров модулей обобщенного вектора тока статора и мгновенных значений фазных токов при распознавании эксцентриситета ротора асинхронного электродвигателя.

2.4 Исследование поведения асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора в динамических режимах с учетом условий эксплуатации.

2.5 Выводы.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АД С ЭКСЦЕНТРИСИТЕТОМ РОТОРА.

3.1.Стенд для экспериментальных исследований эксцентриситета ротора в АД.

3.2 Обработка экспериментальных данных.

3.3 Кривая распределения результатов.

3.4 Расчет погрешности измерительного канала.

3.5 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА РОТОРА АД ПО ГАРМОНИЧЕСКОМУ СОСТАВУ ТОКА СТАТОРА.

4.1 Разработка структурной схемы микропроцессорного устройства 118 контроля эксцентриситета ротора АД.

4.2 Процесс контроля эксцентриситета ротора АД.

4.3 Разработка функциональной схемы микропроцессорного устройства 128 контроля эксцентриситета ротора АД.

4.4 Разработка принципиальной схемы устройства контроля эксцентриситета ротора АД.

4.5 Математическое моделирование канала аналоговой обработки тока микропроцессорного устройства контроля эксцентриситета ротора АД.

4.6 Выводы.

Актуальность темы. Асинхронные двигатели (АД) являются основными потребителями электрической энергии в промышленности и сельском хозяйстве. Согласно статистики они потребляют свыше 80% всей вырабатываемой электроэнергии и широко применяются в качестве электропривода большинства механизмов промышленного оборудования, поэтому качество и надежность работы АД во многом определяют эффективность, экономичность, производительность и другие технико-экономические показатели технологических процессов. Электротехническая промышленность выпускает в год миллионы АД для всех отраслей промышленности и народного хозяйства. Особо широкое распространение получили асинхронные АД в системах собственных нужд тепловых и атомных электростанций (ЭС) по причине их высокой надежности и возможности самозапуска после кратковременной потери питания.

На надежность работы АД влияют различные факторы конструкторского и эксплуатационного характера. Опыт эксплуатации и производства АД показывает, что весьма серьезным дефектом в эксплуатации электрических машин является эксцентриситет ротора.

Эксплуатация электродвигателя с таким видом дефекта не приводит к немедленному выходу его из строя, но снижает надежность работы, долговечность и другие технико-экономические показатели. Искажается магнитное поле в воздушном зазоре, создается одностороннее магнитное притяжение, КПД снижается на 1,5-2%, появляются дополнительные высшие гармоники поля, снижается пусковой момент на 10-13%, растут местные нагревы на 5-6% [90].

Эксцентриситет ротора возникает при изготовлении АД, в результате износа подшипников, смещении опор или прогибах вала. Различают два вида эксцентриситета: статический, обусловленный смещением оси вращения ротора относительно оси расточки статора и динамический, обусловленный биением ротора. На практике динамический эксцентриситет обычно меньше статического, поэтому в данной работе рассматривается статический эксцентриситет.

Выявление эксцентриситета ротора в АД под рабочим напряжением, без отрыва от производственного процесса и транспортировки на специализированные стенды, представляет собой весьма актуальную проблему и является сложной инженерной задачей, от эффективности решения которой зависит долговечность и безопасность эксплуатации АД.

В настоящее время для диагностирования эксцентриситета ротора АД применяют различные устройства на основе вибрационных, тепловых и других методов. Недостатки этих методов заключаются в сложности их реализации, связанных с применением датчиков температуры и вибрации, которые предъявляют жесткие требования к месту их крепления и требуют укладки дополнительных кабельных линий для связи с устройством обработки информации. Современные устройства диагностирования эксцентриситета ротора АД на основе вибрационных и тепловых методов не во всех случаях позволяют обеспечить необходимый уровень защиты, соответствующий степени износостойкости механических узлов АД. В ряде случаев, таких как погружные насосы, агрегаты систем безопасности АЭС, практически невозможно использовать вибрационные, тепловые и др. методы диагностирования АД. Менее распространен метод диагностирования эксцентриситета ротора на основе анализа амплитудно-частотной характеристики потребляемого тока. Несмотря на то, что данный метод по информативности не уступает вибродиагностике, тепловым и другим методам, соответствующие приборы промышленностью не выпускаются.

Таким образом, выявление эксцентриситета ротора АД и исследование его влияния на параметры потребляемого тока представляет научный и практический интерес.

Приведенные соображения объясняют актуальность исследования эксцентриситета ротора в АД и разработку средств для его реализации.

Решению этой проблемы посвящены работы Булычева А.В., Ванина В.К., Гольдберга О.Д., Гашимова М.А., Клецеля М.Я., Кужекова C.JL, Мануковского

A.В., Новожилова А.Н., Полковниченко Д.В., Петухова B.C., Сивокобыленко

B.Ф., М. Arkan, Н. Calis, М.Е. Tagluk, S. Nandi, Н. A. Toliyat и др. [2-7]. Для решения указанной задачи необходимо иметь информационно-измерительные методы и средства, выявляющие эксцентриситет ротора в АД в процессе эксплуатации, на ранней стадии его развития.

Объектом исследования диссертационной работы являются асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Цель работы и задачи исследования. Целью работы является разработка способов и устройств, обеспечивающих повышение надежности и селективности распознавания эксцентриситета ротора в АД по гармоническому составу тока статора путем применения предложенного математического описания и результатов анализа электромагнитных процессов в данном объекте.

Для достижения этой цели в диссертационной работе решаются следующие основные задачи:

1. Исследование и анализ существующих методов и устройств выявления эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей в процессе их работы;

2. Теоретические и экспериментальные исследования эксцентриситета ротора в АД, анализ особенностей тока статора АД при возникновении эксцентриситета ротора;

3. Выявление наиболее информативных признаков эксцентриситета ротора АД в спектре потребляемого тока;

4. Разработка математических моделей АД с эксцентриситетом ротора и оценка эффективности разработанных математических моделей на основе экспериментальных исследований;

5. Разработка алгоритма функционирования микропроцессорной системы диагностирования эксцентриситета ротора АД, основанного на анализе спектрального состава тока статора;

6. Разработка устройства, реализующего предложенный алгоритм.

Методы исследований и достоверность результатов. Поставленные в диссертации задачи решены с использованием методов теории электрических цепей, электрических машин, математического моделирования и др.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, а также результатов аналитических исследований, обеспечиваются согласованием результатов, полученных во время испытаний в лабораторных условиях с результатами математического моделирования. Расхождение результатов экспериментальных данных с результатами математического моделирования не превышало 10%.

Научная новизна работы. В работе содержатся следующие новые научные результаты:

1. На основании результатов математического моделирования и физического эксперимента впервые установлена взаимосвязь амплитуд гармонических составляющих спектра потребляемого тока для некоторых типов асинхронных электродвигателей от величины эксцентриситета, позволяющая оценивать предельные параметры эксцентриситета ротора в процессе эксплуатации АД.

2. Предложена усовершенствованная математическая модель асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора относительно расточки статора отличающаяся от известных тем, что позволяет для различных типов электродвигателей рассчитывать порядок и значение высших гармоник тока статора АД, создаваемых эксцентриситетом ротора.

3. Разработан способ автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей, отличающийся от существующего тем, что сравнение гармоник тока статора, полученных в результате спектрального анализа, производят с заданными значениями гармоник тока на характерных частотах. Предложенный способ позволяет повысить надежность и селективность распознавания эксцентриситета на ранней стадии его развития.

Способ защищен положительным решением ФГУ ФИПС о выдаче патента на изобретение (решение о выдаче патента приведено в приложении к диссертации).

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны методика, алгоритм и соответствующее программное обеспечение, позволяющие анализировать амплитудно-частотную характеристику потребляемого тока при возникновении эксцентриситета ротора в АД.

2. Разработан и изготовлен автоматизированный стенд для экспериментальных исследований эксцентриситета ротора АД, позволяющий имитировать в работающем АД эксцентриситет ротора в заданном диапазоне значений от 10% до 90% путем смещения ротора в расточке статора в вертикальном направлении.

3. На основании результатов исследований разработано и практически реализовано микропроцессорное устройство диагностирования эксцентриситета ротора АД, позволяющее выявлять в работающем АД эксцентриситет, превышающий 30% от номинального значения воздушного зазора.

Реализация результатов работы.

1. В ООО «ПК НЭВЗ» (г. Новочеркасск) внедрено устройство диагностирования эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей. Устройство используется для предварительного контроля уровня допустимого эксцентриситета в АД перед монтажом электродвигателя на электровоз.

2. Результаты диссертационной работы использованы в НИР (Государственный контракт № 12.06 от 20.02.06), выполненной по заданию Секции прикладных проблем при Президиуме Российской академии наук.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Критерии распознавания и эффективный набор признаков эксцентриситета ротора в потребляемом токе АД.

2. Результаты математического моделирования и экспериментальных исследований токов статора АД с эксцентриситетом ротора.

3. Результаты математического моделирования спектрального состава мгновенных значений потребляемого тока и модуля обобщенного вектора тока статора АД с эксцентриситетом ротора.

4. Математические модели и способ автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей на основе спектрального анализа тока статора.

5. Устройство диагностирования эксцентриситета АД по гармоническому составу тока статора.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

• V Международной научно-технической конференции: « Моделирование. Теория, методы и средства», (г. Новочеркасск 2005);

• V Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими» (г. Новочеркасск

2005);

• VI Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими» (г Новочеркасск

2006);

• Научно-технической конференции студентов и аспирантов ЮРГТУ (НПИ) «Студенческая научная весна -2006», (Новочеркасск 2006 г);

• XXVIII сессии Всероссийского семинара «Кибернетика энергетических систем» по тематике «Диагностика энергооборудования», (Новочеркасск 2006г)

• Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2007» (Ростов-на-Дону 2007 г);

• Научно-практической конференции «Энергосбережение, энергетическое оборудование и системы технической диагностики» (Ростов-на-Допу 2008 г);

• Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2008» (Ростов-на-Дону 2008 г).

Публикации. По результатам выполненных исследований и разработок опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 работы в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК, 1 отчет по НИР в соавторстве, 1 положительное решение ФГУ ФИПС по заявке па выдачу патента на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 173 страницах, содержит 63 рисунка, 10 таблиц и 111 литературных источников.

4.6 ВЫВОДЫ

1. Разработаны и запатентованы: структурная, функциональная и принципиальная электрическая схемы микропроцессорного устройства контроля эксцентриситета ротора АД, разработан процесс контроля механических повреждений АД. Кроме того, было проведено математическое моделирование функциональных узлов микропроцессорного устройства, разработано программное обеспечение нижнего уровня, выбрано программное обеспечение верхнего уровня.

2. Разработана математическая модель канала аналоговой обработки тока микропроцессорного устройства контроля эксцентриситета ротора, проведен анализ переходных процессов.

3. Результатом диссертационной работы стала разработка микропроцессорного устройства контроля эксцентриситета ротора АД, способного выявлять - -в работающем АД эксцентриситет, превышающий 30% от номинального значения воздушного зазора. ■ ■

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технические разработки, обеспечивающие решение важных прикладных задач. Основные научные выводы и практические результаты можно сформулировать в следующем виде.

1. На основании результатов математического моделирования и физического эксперимента впервые установлена взаимосвязь амплитуд гармонических составляющих спектра потребляемого тока для некоторых типов АД от величины эксцентриситета, позволяющая оценивать предельные параметры эксцентриситета ротора в работающем электродвигателе.

2. Предложена усовершенствованная математическая модель асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора на основе аналитического выражения величины взаимной индуктивности характеризующего влияние эксцентриситета ротора на гармонический состав тока статора, отличающаяся от известных тем, что позволяет с помощью стандартных программ, применяемых для моделирования работы асинхронных электродвигателей, для различных типов АД с погрешностью не более 10% рассчитывать порядок и значение высших гармоник тока статора создаваемых эксцентриситетом.

3. Анализ полученных данных математической модели для исследования спектрального состава мгновенных значений потребляемого тока и модуля обобщенного вектора тока статора АД с эксцентриситетом ротора позволил сделать следующий вывод: в общем случае различие результатов анализа спектра модуля обобщенного вектора тока статора и спектра мгновенных значений тока фазы АД заключается в отсутствии в спектре модуля обобщенного вектора тока гармоники на частоте питающей сети 50 Гц. Таким образом, при диагностировании эксцентриситета ротора АД переносными устройствами целесообразно использовать спектральный анализ тока только одной фазы, в то время как при диагностировании мощных и ответственных АД, в цепи питания которых установлены датчики тока в трех фазах питания, целесообразно использовать анализ спектрального состава обобщенного вектора тока статора с целью распознавания не только эксцентриситета ротора, но и других повреждений АД.

4. Разработан и изготовлен стенд для проведения экспериментальных исследований эксцентриситета ротора в асинхронном электродвигателе, позволяющий задавать в работающем АД статический эксцентриситет ротора в заданном диапазоне значений 0%.90% путем смещения ротора в расточке статора в вертикальном направлении. Анализ экспериментальных данных позволил сделать следующий вывод: при изменении величины относительного эксцентриситета ротора в расточке статора в диапазоне значений от 10% до 90% амплитуды гармоник тока на частотах fnc изменяются в пределах от 2 % до 6% от амплитуды основной гармоники тока статора.

5. По результатам исследований процессов развития эксцентриситета ротора в АД предложен способ автоматического контроля эксцентриситета ротора асинхронных электродвигателей, отличающийся от существующего тем, что сравнение гармоник тока статора, полученных в результате спектрального анализа производят с заданными значениями гармоник тока на характерных частотах. Предложенный способ позволяет повысить надежность и селективность распознавания эксцентриситета на ранней стадии его развития.

6. Разработаны: структурная, функциональная и принципиальная схемы микропроцессорного устройства контроля эксцентриситета ротора АД, предложен процесс контроля эксцентриситета ротора АД, проведено математическое моделирование функциональных узлов устройства. Разработано микропроцессорное устройства контроля эксцентриситета ротора, которое позволяет выявлять недопустимый уровень эксцентриситета ротора в АД, превышающий 30% номинального значения воздушного зазора.

7. Устройство диагностирования эксцентриситета ротора АД внедрено в ООО "ПК НЭВЗ" г. Новочеркасск. Оно используется для предварительного контроля допустимого уровня эксцентриситета в АД перед установкой электродвигателя на электровоз.

149

1. Бабяк А.А., Саратов В.А. Исследования повреждаемости асинхронных двига-телей.// Журн. Техническая электродинамика №5, 1996г- С.49-53.

2. Петухов В., Соколов В. Диагностика состояния электродвигателей. Методспектрального анализа потребляемого тока. //Журн. Новости электротехники. 2(32)2005.- С 42-44.

3. Сивокобыленко В.Ф., Костенко В.Н. Причины повреждения электродвигателей в пусковых режимах на блочных электростанциях.// Журн. Электрические станции. -1974-№1.- С 33-35.

4. Мануковский А.В. Совершенствование защит асинхронных двигателей отвнутренних повреждений. Автореф. диссер. на соиск. ученой степени к.т.н/ Казахский научно-исследовательский институт энергетики имени академика Ш.Ч. Чоткина Алматы -1995г.

5. Subhasis Nandi, Hamid A. Toliyat «Condition monitoring and Fault diagnosis of

6. Electrical Machines A Review» ,Electric machines & power electronics laboratory department of electrical engineering texas a&m university college station, tx 77843-3128

7. G. B. Kliman and J. Stein, " Induction motor fault detection via passive currentmonitoring", International Conference in Electrical Machines, Cambridge, MA,, August 1990. p. 13-17/

8. Баширов М.Г., Шикунов В.Н. Диагностика электрических сетей и электрооборудования промышленных предприятий: учеб.пособие для вузов.-Уфа/ УГНТУ, 2004.-220с.

9. Ермолин Н.П., Жерехин И.П. Надежность электрических машин. Л.: Энергия,1976. -248с.

10. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин.-Л.:Энергия, 1975.-296с.

11. Котеленец Н.Ф., Акимова H.A., Антонов M.B., Испытания Эксплуатация и ремонт электрических машин. М.\ Изд. Центр "Академия", 2003.-342с

12. А.Н. Bonnett and G. С. Soukup, "Rotor failures in Squirrel Cage induction motors", IEEE Trans. Ind. Applns., vol. IA-22, no.6, pp. 1165-1173, Nov./Dec. 1986.

13. G. B. Kliman, W. J. Premerlani, R. A. Koegl and D. Iioeweler, " A new approach to on-line fault detection in ac motors", IEEE-IAS Annual Meeting Confernce, pp.687-693, San Diego, CA, 1996.

14. Баркова H.А. Современное состояние виброакустической диагностики машин. www.vibrotek.com/russian/articles/sovrsost/index.htm, www.vibrocenter.ru/book8.htm.

15. Явлеский К.Н., Явлеский А.К. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем. -Л.: Машиностроение JI.1983.-239c.

16. А.С. 473255 Устройство для защиты электродвигателей/ Н.Г.Заболтный.

17. Н.Г Никиян., Д.В Сурков., Освоение и оценка методов электромагнитной диагностики эксцентриситета ротора асинхронных двигателей // ВЕСТНИК ОГУ 2'2005. С.163-166.

18. Качесова Е.Я. Диагностика теплового состояния торцового асинхронного электродвигателя с помощью тепловизора // Россия, г. Мценск, Мценский филиал Орловского государственного технического университета http://www.ostu.ru/conf/ers2005/sect8/kachesova.doc

19. W.T. Thomson, and I. D. Stewart, "On-line current monitoring for fault diagnosis in inverter fed induction motors", IEE Third international conference on power electronics and drives, London, pp.432-435, 1988.

20. Русов В. А. Обнаружение дефектов подшипников качения. Спектральная вибродиагностика. Выпуск первый http://www.vibration.rU/obnardefekt.shtml#top

21. Роторная динамика и вибрация турбомашин. Bently Nevada. 1992г. Вибродиагностика неисправностей машинного оборудования. Перевод Кулинич С.И., гл.специалист ЦТД ОАО "концерн Стирол", г.Горловка Украина. http://www.vibration.rU/rotdin.shtml#top

22. А.В. Барков. Возможности нового поколения систем мониторинга и диагностики. //Журн. Металлург, № 11, 1998 г.

23. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-240с.

24. Сербиновский Б.Б., Рогачев.В.А. Современные методы диагностики механических повреждений асинхронного электропривода. //:Материалы V меж-дунар. науч. техн. конф. 8 апреля 2005 г.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005г.1. С.52-53.

25. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов .- 2-е изд., пере-раб.- М.:Высш . шк.; Логос; 2000.-607с.

26. Смирнов В.И., Жарков В.В., Чернов Д.В. Функциональная диагностика электрических машин на основе измерения их полей рассеяния //Журн. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004- №8.-С.49-52.

27. Клецель М.Я. Развитие теории и реализации релейной защиты подстанций с электродвигателями. Автореф. диссер. на соискание ученой степени д.т.н. Павлодарский государственный университет им. С.Торайгырова.

28. Клецель М.Я., Новожилов А.Н., Поляков В.Е. Защита двигателей от витко-вых замыканий на кольцевом преобразователе //Журн. Изв. ВУЗов. Электромеханика (Изв. высш. учебн. заведений). -1986.-№3.- С.118-135.

29. Гаджиев Г.А., Халилов Д.Д., Абдуллаев Н.Д., Гашимов М.А. Исследование магнитных полей рассеяния в электрических машинах для их диагностики в условиях работы //Журн. Электротехника. 2000. № 6.

30. Волохов С.А., Добродеев П.Н. Проявление статического эксцентриситета ротора во внешнем магнитном поле электрических машин // Журн. Электротехника. 2002. №11.

31. Гольдман Д., Солоненкин А.А. Несинхронное повторное включение мощных асинхронных двигателей// Журн. Изв. вузов. Энергетика-1981 .-№6.-С.8-12.

32. Воронич И.А., Лисецкий Н.В., Богдан А.В. Изменения величин и фаз токов при внутренних коротких замыканиях в асинхронных электродвигателях. // Журн. Электротехника .-1976.- Вып.З. С.25-28.

33. Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д. Метод симметричных составляющих в применении к анализу несимметричных электрических цепей/Пер. с англ. Л.Е. Сырки-ных: Под ред. Д.А. Городского.-Л.; М.:Гл.ред. 1936-408с.

34. Новожилов А.Н. Построение релейной защиты асинхронного двигателя с повышенной чувствительностью на встроенных преобразователях(теория расчеты, реализация). Автореф. диссер. на соискание ученой степени д.т.н.

35. Павлодарский государственный университет им. С.Торайгырова. г.Алматы 2002г.

36. Мынцов А.А., Мынцова О.В., Шкумат А.Г. Опыт эксплуатации переносных систем диагностирования агрегатов роторного типа. http://www.promservis.ru/main.php7paper07

37. Корогородский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. -М.: Энегроатомиздат, 1987. -248с.

38. А.С СССР. №1149344, МКИЗ, Н02 Н 7/08. Устройство для комплексной защиты трехфазного синхронного электродвигателя /С.Л Кужеков, Е.П Варфоломеев, В.Н Латышева, С.П. Баранова. -3674697. -Заявл. 19.12.83; Опубл. 07.04.85. Бюл. №13.

39. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) шестое издание, переработанное и дополненное, с изменениями от 1 января 2003 г.

40. EPR1: "Improved Motors for Utility Applications and Improved Motors for Utility Applications, Industry Assessment Study", Vol 1, EPRI EL-2678, Vol 1 17631, final report and EPRI EL-2678, Vol 2,1763-1 final report October 1982

41. Сивокобыленко В.Ф., Полковниченко Д.В. Диагностика состояния ротора асинхронного двигателя на основе контроля параметров рабочего режима// Сборник научных трудов ДонГТУ. Серия: электротехника и энергетика, выпуск 41.- Донецк: ДонГТУ.2002г.- С41-45.

42. Булычев А.В., Кулаков Е.В., Третьяков В.Л. Способ защиты асинхронного электродвигателя от перегрузки. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU(11)1642548 А1 (51) Н 02 Н 7/08

43. Булычев А.В., Кулаков Е.В., Полушин А.Н. А.С СССР №1642548. Устройство для защиты асинхронного электродвигателя от разрушения подшипников.

44. Карманов С.В. Технологическая диагностика-основа рационального обслуживания//Журн. Энергетик. 1998.-№10.-С.

45. Булычев А.В., Несговоров Е.В., Вяткина О.С., Сошенин Н.А. Выявление витковых замыканий в обмотках статора электродвигателя на основе методов идентификации параметров, http://www.es.vstu.edu.ru/vestnik/viavlen.htm

46. Смирнов В.И. Функциональная диагностика электрических машин // Журн. Датчики и системы. 2003. -№6. С.32-35.

47. Ипатов П.М., Домбровский В.В., Цирлин Ю.Л. Витковые замыкания в петлевых обмотках асинхронных машин // Вестник электропромышленности.-1962.№7.С.36-43.

48. Смирнов В.И., Жарков В.В., Ильин М.Г. Автоматизированный комплекс для диагностики функционального состояния электрических машин // Журн. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2000г. №7.

49. Bearing and misalignment fault detection in induction mo tors by using the space vector angular fluctuation signal. M.Arkan, H. Calis, M.E. Tagluk. // Electrical Engineering (2005) 87: 197-206.

50. Рогачев.В.А. Влияние несимметрии воздушного зазора в асинхронном двигателе на параметры потребляемого тока.: тез. докл. Всерос. науч. практ. конф. Транспорт 2007. 15 мая. Ростов-на-Дону 2007 РГУПС.

51. Домбровский B.B., Зайчик B.M. Асинхронные машины: Теория, расчет, элементы проектирования. -Л.: Энергоатомиздат, 1990-368с.

52. А.С СССР .№1695444. Устройство защиты электродвигателя от повреждений при ненормальных режимах.// М.Я. Клецель., Солодухин И.Н, Ману-ковский А.В., Новожилов А.Н., Савонькин Н.П., Шевцов В.П.

53. Копылов И.П., Горяинов Ф.А., Клоков Б.К. и др. Проектирование электрических машин.-М.: Энергия,-1980.-495с.

54. Геллер Б., Гамата В. Высшие гармоники в асинхронных машинах. /Пер. с англ. под ред. 3. Г. Каганова.-М.: Энергия, 1981.-352с.

55. P. Vas, Parameter Estimation, Condition Monitoring, and Diagnosis of Electrical Machines, Clarendron Press, Oxford, 1993.

56. J. R. Cameron, W. T. Thomson, and A. B. Dow, "Vibration and current monitoring for detecting airgap eccentricity in large induction motors," IEE Proceedings, , vol .133, pt. B, no.3, May 1986. pp. 155-163.

57. Йондем M.E., Никиян Н.Г., Акопян Г.С. Магнитная проводимость воздушного зазора асинхронной машины при эксцентриситете ротора.- Электромеханика,- 1985.- №5.- С.32-35.

58. Находкин М.Д., Василенко Г.В., Козорезов М.А., Лупкин Д.М. Проектирование тяговых электрических машин, уч. пособ. для студентов вузов железнодорожного транспорта Под ред. М.Д. Находкина. М.: Транспорт 1967.-527с.

59. Петров Г.Н. Электрические машины. 42. Асинхронные машины и синхронные машины. -М.-Л.: Энергия, 1968.-224с.

60. Кацман М.М. Электрические машины и трансформаторы. 42. Машины переменного тока. Уч. для техникумов, изд 4-е, доп. и перераб: М., Высшая школа, 1976.-181с.

61. Клецель М.Я., Мануковский А.В., Новожилов А.Н. Защита асинхронного двигателя от эксцентриситета ротора// Электричество №7, 2006г. С. 63-65.

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

63. Новожилов А.Н. Токи асинхронного двигателя при статическом эксцентриситете . // Журн. Электротехника,- 1994.- №11.- С.45-48.

64. Сербиновский Б.Б., Рогачев.В.А. Исследование асинхронного электродвигателя с несоосностью ротора относительно расточки статора. Вестник: Сб. науч. тр. ВЭлНИИ/ Всерос. н.-и. и пректно-констр. ин-т электровозостроения. -2007. №1(53). - С. 232-240.

65. Черных И.В. SimPowerSystems: Моделирование электротехнических устройств и систем, http://matlab.exponenta.ru/simulink/default.php

66. A. J. М. Cardoso and Е. S. Saraiva, " Computer-aided detection of airgap eccentricity in operating three-phase induction motors by Park's vector approach", IEEE Trans. Ind. Applns., pp. 897-901, vol. 29, no.5, Sept./Oct. 1993.

67. Гашимов M.A., Мирзоева C.M. Исследование неравномерности воздушного зазора в электрических машинах для получения диагностирующей информации. //Журн.Электротехника 2001, №8 с.33-38.

68. Сергеев П.С, Виноградов Н.В, Горяинов Ф.А. Проектирование электрических машин, Изд. 3-е, переработ. И доп. М.:Энергия, 1969.-632с

69. Вольдек А.И. Влияние неравномерности воздушного зазора на магнитное поле асинхронной машины//Журн. Электричество.- 1951.- №12.- С.40-46.

70. Пономаренко В.К., Швец JI.M. Вращающие моменты от высших гармоник магнитного поля в асинхронных трехфазных двигателях.//Журн. Электротехника 1973.- №4,- С. 17-19.

71. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ ./Под ред. С.Я. Шаца.-М.:Связь, 1979.-416с.

72. Цифровые запоминающие осциллографы серии TDS 1000 и TDS 2000. Руководство пользователя.

73. Алиев И.И. Асинхронные двигатели в трехфазном и однофазном режимах.-М.: «Радиософт», 2004.-128с.

74. Торопцев Н.Д. Трехфазный асинхронный двигатель в схеме однофазного включения с конденсатором. -М.:«Энергия», 1979.-81с.81. http://www.novatek-electro.com/index.html82. http://www.marketelectro.ru/magazine

75. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. Для вузов по спец. «Радиотехника».-4-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк.,2003г-462с.

76. Ванин В.К., Леонов Н.И., Сарычев С.С. Устройство защиты от перегрева активных частей генератора// Журн. Изв.вузов. Энергетика. -1983.-№6.-С. 100104.

77. Синдеев И.М. К вопросу о синтезе логических схем для поиска неисправностей и контроля состояния сложных систем.// Изв.АН ССР. Техн. Кибернетика. 1963.№2-С.22-28.

78. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания.-М.: В.Ш,1977-222с.

79. Рогачев.В.А Устройство диагностики асинхронных двигателей по гармоническому составу тока статора. Студенческая весна 2006: Сборник научных трудов аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ). Юж-Рос. гос. техн. ун-т (ИЛИ). Новочеркасск: ЮРГТУ 2005. С. 119-120

80. Новожилов А.Н. Защита асинхронного двигателя от обрыва стержней ко-роткозамкнутого ротора.// Тезисы докладов на конф. "Проблемы энергетики Казахстана".- Павлодар 1994г.

81. Гашимов М.А. Вопросы исследования несиметрии воздушного зазора электрических машин. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Институт нефти и химии им. М. Азизбекова. Баку-1972г.

82. Новожилов А.Н. Метод численного моделирования эксплутационных и аварийных режимов работы асинхронного двигателя. //Журн. Электричество 2000.-№5.- С.37-41.

83. Новожилов А.Н., Андреева О.А. Математическое моделирование работы асинхронного двигателя с повреждением и смещением короткозамкнутого ротора.- Павлодар.: Вестник ПГУ. 2002г.

84. Падеев А.С. Трехфазная асинхронная машина при нарушении равномерности воздушного зазора и несимметрии фазных обмоток статора . Автореф. диссер. на соискание ученой степени к.т.н. Самарский государственный технический университет. 2002г

85. Дроздов А.Д. Электрические цепи с ферромагнитными сердечниками в релейной защите. -М.-Л., -1965-240с.

86. Варфоломеев Е.П. Устройство релейной комплексной защиты электродви-гателаей напряжением выше 1кВ. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. Новочеркасский политехнический институт. 1988г.

87. Костенко М.П, Пиотровский J1.M. Электрические машины 42. М.: Энергия. 1965г.-704с.

88. Тяговые электродвигатели электровозов/ Бочаров В.И., Захаров В.И., Коломейцев Л.Ф., Комаровский М.А., Наймушин В.Г., Седов В.И., Талья И.И., Щербаков В.Г., Янов В.П.; Под ред. В.Г. Щербакова Новочеркасск: Агентство Наутилус, 1998.-672с. :

89. Важнов А.И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Л.:Энергия. Л. 1980г.-256с.

90. Иванов Смоленский А.В., Абрамкин Ю.В., Власов А.И., Кузнецов В.А. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах, под ред. А.И. Иванова - Смоленского. М: Энергоатомиздат, 1986.-216с.

91. Богуславский И.З. Токи в несимметричной короткозамкнутой клетке ротора. Известия Академии наук СССР. Энергетика и транспорт. №1, 1982г.

92. Бессуднов Е.П. Обнаружение мест дефектов изоляции обмоток электрических машин постоянного тока М., Энергия,- 1977.-120с.

93. Яковлев Ю.Н. Расчетные методы определения погрешностей измерительных каналов ИИС и АСУ ТП//Журн. Главный метролог. 2008г. -№1. -С.11-17.

94. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измере-ний.2- изд. перераб. и доп.-Л.:Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-е. 1991.-304с.

95. Налимов В.В. Теория эксперимента.- М.:Наука. М. 1971.-208с.

96. Веитцель Е.С. Элементы динамического программирования М.:Наука, 1964.-176с.

97. Венецкий И.Г., Кильдишев Г.С. Основы теории вероятностей и математической статистики. М.Статистика, 1986.-360с.

98. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей. М.:Наука. 1973.-368с.

99. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов М.:Наука. 1965.-340с.

100. Петухов B.C. Спектральный анализ модулей векторов Парка тока и напряжения// Журн. Новости Электротехники. 2008. - № 1(49).

101. Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. М.: Л.: Госэнергоиздат.- 1963.-744 с.

102. Кужеков С.Л., Колпахчьян П.Г., Сербиновский Б.Б., Рогачев В.А. Токистатора асинхронного электродвигателя с эксцентриситетом ротора // Журн.

103. Известия вузов. Электромеханика. -2008.-№4. С.25-27.