автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Функциональная диагностика асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы

На правах рукописи

Чернов Дмитрий Владимирович

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ульяновск 2005

Работа выполнена на кафедре «Радиоэлектроника» Ульяновского высшего военного инженерного училища связи им. Г.К. Орджоникидзе.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Смирнов В.И.

доктор технических наук, профессор Медведев Г.В.

кандидат технических наук, доцент Ефимов A.B.

Ведущая организация:

Ульяновский филиал института радиотехники и электроники РАН.

Защита состоится 28 сентября 2005 г. в 15 часов в аудитории 211 на заседании диссертационного совета Д 212.277.01 при Ульяновском государственном техническом университете по адресу: 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, 32.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного технического университета.

Автореферат разослан «."г! . ^ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т н., профессор

La/-

Казаков М.К.

2Ю6-У ¿/в

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Функциональная диагностика электрических двигателей обычно основана на спектральном анализе вибраций, фазных токов и напряжений, измеряемых в стационарных режимах работы двигателя. Вместе с тем, имеется широкий круг задач, для решения которых требуется использовать электродвигатели в переходных режимах работы. Примерами такого использования могут служить лифты, подъемные краны, холодильные установки, транспортные средства и так далее. Особенностью работы электродвигателей в этих случаях является частые включения и выключения напряжения питания, при которых токи, протекающие по статорным обмоткам, а также другие величины, связанные с этими токами, могут в несколько раз превышать токи в стационарных режимах работы.

Это может привести к тому, что те или иные дефекты, которые могут возникнуть в электродвигателе в процессе его эксплуатации, при его диагностике в стационарном режиме могут быть, и не обнаружены. Поэтому представляется необходимым такие асинхронные электродвигатели, для которых характерны частые включения и выключения, диагностировать на основе измерения их переходных характеристик.

Для такой функциональной диагностики электродвигателей требуется решить две задачи. Во-первых, необходимо установить причинно-следственную связь между диагностируемыми дефектами объекта и диагностическими признаками. Во-вторых, необходимо измерить диагностические параметры, выделить в них диагностические признаки и произвести сравнительный анализ диагностических признаков у испытуемого двигателя и двигателя, условно принятого за эталон.

Решение первой задачи возможно двумя способами. В первом способе в объекте искусственно создается тот или иной дефект, и экспериментально определяются диагностические признаки, контроль которых позволяет обнаруживать данный дефект у испытуемого двигателя. Во втором способе для установления связи между дефектами и диагностическими параметрами используют математическую модель объекта, которая позволяет теоретически рассчитать изменения его характеристик при моделировании дефекта.

Одним из самых распространенных механических дефектов асинхронных электродвигателей является дисбаланс ротора. Данный дефект может возникнуть по ряду причин, как во время эксплуатации, так и в результате некачественного ремонта. Смещение ротора относительно оси вращения и, как следствие, неравномерность воздушного зазора оказывает существенное влияние на работу электрических двигателей, снижая их технико-экономические показатели. Искажается магнитное поле в зазоре, в нем появляются пространственные и временные гармоники высших порядков, увеличиваются вибрации, что создает дополнительную нагрузку на подшипники. Все это способствует выходу электродвигателя из строя. Поэтому важно обнаруживать данный дефект на

Несмотря на практическую важность и необходимость проведения функциональной диагностики электродвигателей в переходных режимах работы, исследований, посвященных влиянию дефектов на основные характеристики двигателя при его включении и выключении, практически не ведется, а количество публикаций на эту тему исчисляется единицами.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является установление причинно-следственных связей между механическим дефектом асинхронных электродвигателей типа дисбаланса ротора и измеряемыми диагностическими параметрами, в качестве которых используются фазные токи и поля рассеяния. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• Экспериментальные исследования временных характеристик фазных токов и полей рассеяния в режиме пуска двигателя со смещенным относительно оси вращения ротором.

• Экспериментальные исследования спектральных характеристик полей рассеяния при выключении электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора.

• Разработка математической модели асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора и расчет на ее основе переходных характеристик двигателя с различной степенью проявления дефекта.

Научная новизна

1.На основе теоретических расчетов модели асинхронного электродвигателя, а также на основе экспериментальных исследований установлено влияние радиальных смещений ротора на временные характеристики фазных токов и полей рассеяния при пуске двигателя.

2. Теоретически рассчитана зависимость времени разбега электродвигателя от величины относительного эксцентриситета ротора при его радиальном смещении.

3. Экспериментально установлено и теоретически подтверждено, что осциллограммы фазных токов и полей рассеяния при пуске двигателя имеют принципиально различный характер, что объяснятся компенсирующим влиянием поля рассеяния, создаваемого токами в стержнях короткозамкнутого ротора.

4. Экспериментально установлено, что диагностирование асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы можно осуществлять на основе измерений его характеристик при выбеге, при этом информативным и надежным с точки зрения диагностики является спектр поля рассеяния.

Практическая значимость работы

• Разработан и апробирован на различных объектах автоматизированный измерительный комплекс, предназначенный для диагностики электрических машин в стационарных и переходных режимах работы.

• Разработаны датчики тока и магнитного поля, с помощью которых можно измерять фазные токи и поля рассеяния электрических машин малой мощности.

• Разработана методика обработки осциллограмм тока и поля рассеяния, измеренных при пуске двигателя, позволяющая определять время разбега.

• Результаты исследований временных и спектральных характеристик фазных токов и полей рассеяния позволяют выработать методику диагностирования электродвигателей, для которых характерны частые включения и выключения питания.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Математическая модель асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора, позволяющая теоретически установить причинно-следственные связи между дефектом двигателя и диагностическими параметрами.

2. Длительность переходных процессов при пуске электродвигателя зависит от величины радиальных смещений ротора и, таким образом, время разбега может выступать в качестве диагностического признака при обнаружении дефекта типа дисбаланса ротора.

3. Форма спектральной полосы поля рассеяния электродвигателя при его выключении зависит от радиальных смещений ротора, что позволяет использовать положение центра тяжести полосы на спектральной оси в качестве диагностического признака при диагностике двигателя.

Методы проведения исследований. В ходе выполнения работы использовались методы, основанные на теории электромагнитного поля, теории электрических цепей, интегральных преобразований Фурье и Гильберта, а также численные методы решения дифференциальных уравнений и методы цифровой обработки сигнала. Для анализа математической модели электродвигателя использовался программный пакет MathCAD 2001 Professional.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной НТК «Современные информационные технологии» (г.Пенза, 2003 г.); Всероссийской НТК «Методы и средства измерений» (г. Н. Новгород, 2003 г.); на международной НТК «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2003 г.); на 37-ой НТК «Вузовская наука в современных условиях» (г. Ульяновск,2003г.); на Международной НТК «Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества» (г. Ульяновск, 2004 г.); на Всероссийской НТК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (г. Ульяновск, 2004 г); на 38-ой НТК профессорско-преподавательского состава УлГТУ (г. Ульяновск, 2004 г.); на школе-семинаре «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (г. Ульяновск, 2004 г.).

Внедрение результатов работы. Разработанный автоматизированный измерительный комплекс используется в ОАО завода «Искра» (г. Ульяновск) для контроля и оценки технического состояния асинхронного электродвигателя, предназначенного для регулировки давления в водяной магистрали котельной завода «Искра».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 14 научных статей, 1 патент РФ и 2 тезиса доклада на научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 135 наименования. Общий объем диссертации составляет 128 страниц, включая 4 таблицы и 45 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

Первая глава диссертации носит обзорный характер. В начале главы проведена классификация методов функциональной диагностики по используемым для анализа диагностическим параметрам, рассмотрены виды дефектов электродвигателей и связь их с диагностическими параметрами. Отмечается, что одним из наиболее распространенных дефектов является дисбаланс ротора. Рассмотрены причины его появления и негативное влияние на технические характеристики двигателей, что требует диагностирования данного дефекта на как можно более ранней стадии его развития.

Самым распространенным методом диагностики электродвигателей является вибродиагностика, основанная на измерении и анализе вибраций корпуса двигателя. Несмотря на развитость технических средств измерения вибраций и методов их анализа, вибродиагностика имеет ряд недостатков, обусловленных контактным способом крепления датчиков к объекту. Дополнительную информацию о техническом состоянии объекта можно получить на основе измерений временных и спектральных характеристик фазных токов и полей рассеяния, существующих вне корпуса двигателя. Данные методы диагностики являются бесконтактными, что является несомненным их преимуществом перед вибродиагностикой.

Отдельно выделена диагностика электродвигателей, для которых характерны частые включения и выключения напряжения питания. Отмечается необходимость диагностирования таких двигателей в переходных режимах работы. Несмотря на актуальность и практическую важность такой задачи разработка методов диагностирования электродвигателей в переходных

режимах практически не ведется, а количество публикаций по данной тематике исчисляется единицами.

Во второй главе рассмотрен автоматизированный измерительный комплекс, с помощью которого производились измерения диагностических параметров объекта исследований. В состав комплекса входят персональный компьютер; специализированная плата сбора данных, размещаемая в разъеме системной магистрали компьютера; датчики индуктивного типа для измерения фазных токов и полей рассеяния электродвигателя; программное обеспечение.

В плате сбора данных реализован оригинальный способ преобразования параметров индуктивных датчиков, основанный на возбуждении кратковременными импульсами тока в цепи датчика переходных процессов, длительность которых зависит от параметров датчика. Изменение длительности переходных процессов, обусловленное измеряемой физической величиной, преобразуется в напряжение и далее в цифровой код, поступающий в память компьютера. Плата позволяет осуществлять измерения одновременно по нескольким каналам (максимальное число равно 7) с программно изменяемыми частотой опроса (максимальная частота равна 16 кГц) и коэффициентом усиления выходного каскада.

Данный способ преобразования параметров позволил обеспечить высокую чувствительность датчиков и существенно увеличить их быстродействие (до 16 тысяч измерений в секунду). Чувствительность датчика магнитного поля превышает 105В/Тл, что вполне достаточно для измерения полей рассеяния электрических машин средней и малой мощности. Расчет инструментальной погрешности схемы преобразования, проведенный с помощью программного пакета для схемотехнического моделирования МкгоСар 7.0, показал, что при изменении температуры внутри корпуса компьютера от комнатной до максимальной погрешность на превышает 2 %. Методическая погрешность, обусловленная неточностью градуировки датчика, не превышает 0,5 %.

Программное обеспечение комплекса состоит из набора специализированных прикладных программ, с помощью которых осуществляется измерение диагностических параметров, обработка результатов измерения и представление информации в виде, удобном для анализа. Кроме этого имеется ряд сервисных программ, предназначенных для проверки работоспособности платы сбора данных, установки режимов се работы, градуировки датчиков, выдачи справочной информации о программном обеспечении и так далее.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований временных и спектральных характеристик электродвигателя в переходных режимах работы. В качестве объекта исследований был выбран трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором марки УАД-72, включаемый в однофазную сеть. Для экспериментального определения

причинно-следственной связи между дефектом электродвигателя и диагностическими параметрами в двигателе искусственно создавался дефект типа дисбаланса ротора, и проводились измерения статорного тока и поля рассеяния, существующего вне корпуса двигателя. Все измерения осуществлялись при пуске и выключении двигателя.

Дисбаланс ротора в исследуемом двигателе создавался смещением подшипника ротора в подшипниковом щите. Варьирование смещения осуществлялось с помощью специально изготовленной для этой цели установки, позволяющей плавно смещать ротор в расточке статора. Величина смещения изменялась от 0,04 мм до 0,08 мм при среднем воздушном зазоре равном 0,28 мм. В качестве диагностических параметров выступали фазный ток и поле рассеяния двигателя при его включении и выключении (разбеге и выбеге). Измерение поля рассеяния осуществлялось с помощью индуктивных датчиков магнитного поля, которые размещались вблизи корпуса двигателя. Измерение тока осуществлялось бесконтактным способом аналогичными по принципу действия датчиками в форме колец, надетыми на провода питания двигателя. Все измерения, а также обработка результатов измерений и их анализ осуществлялся с помощью автоматизированного диагностического комплекса, описанного во второй главе.

На рис. 1 и 2 представлены соответственно осциллограммы фазных токов и полей рассеяния электродвигателя при его разбеге. Черным цветом на рис. 1 показаны осциллограммы тока двигателя с симметричным положением ротора (исправное состояние объекта), серым цветом - с радиально смещенным ротором (неисправное состояние). Из представленных осциллограмм следует, что сразу после включения двигателя, когда ротор еще не набрал обороты, ток, протекающий по обмоткам статора, значительно превышает ток статора в стационарном режиме. При этом дисбаланс ротора, вызванный радиальным смещением подшипника в подшипниковом щите, приводит к увеличению времени разбега двигателя. Так, например, при величине смещения ротора 0,08 мм изменение времени разбега составляет 130 мс.

Рис. 1 Рис. 2

Характер осциллограмм поля рассеяния при включении двигателя (рис. 2) принципиально отличается от аналогичных осциллограмм фазных токов. Если ток, протекающий по статорным обмоткам, максимален при разбеге двигателя, то поле рассеяния, напротив, в процессе разбега значительно меньше, чем в стационарном режиме работы. Указанное отличие можно объяснить тем, что

существенную роль в формировании поля рассеяния двигателя играют токи, протекающие по стержням короткозамкнутого ротора. Эти токи создают поле рассеяния, частично компенсирующие поле, создаваемое статорными токами. Дополнительные эксперименты с заторможенным ротором, а также анализ математической модели двигателя, приведенный в четвертой главе, подтверждают это предположение.

Для сравнительного анализа осциллограмм и определения по ним времени разбега необходимо выделить из них огибающую, вычислить ее производную и найти центр тяжести на временной оси. Вычисление огибающей можно осуществить с помощью преобразования Гильберта. Известно, что для произвольного временного сигнала х(0 с локализованным спектром его огибающая Х(1) вычисляется согласно выражению:

где мнимая компонента x(t) в выражении (1), являющаяся сопряженным сигналом к исходному сигналу, определяется в результате прямого преобразования Гильберта H[x(t)]. Сопряженный к исходному сигнал x(t) можно найти с помощью Фурье-преобразование. Для этого используют то обстоятельство, что преобразование Гильберта эквивалентно обратному преобразованию Фурье от модифицированного спектра исходного сигнала, в котором вторая половина комплекснозначного спектра сдвигается на я/2 вперед (умножением на мнимую единицу j), а первая половина спектра - на тс/2 назад (умножением на -j).

Методика вычисления огибающей X(t) применительно к экспериментально измеренным осциллограммам тока и поля рассеяния включает в себя следующие операции:

1. Вычитание из исходной дискретно-временной последовательности х[п] постоянной составляющей:

где N - количество отсчетов в выборке.

2. Вычисление спектра с помощью быстрого Фурье-преобразования:

3. Модификация спектра, то есть сдвиг назад на л/2 первой половины спектра и сдвиг вперед на тс/2 второй половины спектра:

(1)

x[k] = -j x[k] для к = 0.. .(N/2 - 1), х[к] =j-x[k] дляk = N/2 ...(N- 1).

4. Вычисление сопряженной дискретно-временной последовательности х[п] с помощью обратного Фурье-преобразование модифицированного

спектра:

x[n] = F'(x[k])=|x[k].exp[i^l).

5. Вычисление огибающей сигнала согласно выражению (1). Результат обработки осциллограммы поля рассеяния представлен на

рис. 3. После выделения огибающей исходного сигнала вычислялась производная dB/dt (рис. 4) и определялся ее центр тяжести на временной оси. Этот момент времени и принимался в качестве времени разбега двигателя.

m m m tm

Рис. 3

ЮТ («VI

Рис.4

Оценка погрешности определения времени разбега, произведенная на основе статистической обработки результатов измерений, дала величину, равную 3 % при доверительной вероятности Р = 0,9. Это существенно меньше изменений времени разбега, измеренных при различных величинах радиальных смещений ротора. Таким образом, контроль времени разбега двигателя по измеренным осциллограммам тока или поля рассеяния позволяет обнаруживать дефект типа дисбаланса ротора на ранней стадии его развития.

Диагностирование асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы можно осуществлять также на основе измерения его характеристик при выбеге. Как показали исследования, оценка технического состояния объекта, полученная на основе анализа фазных токов при выключении двигателя получается слишком грубой и ненадежной. Значительно более информативными и надежными с точки зрения диагностики электродвигателей являются их поля рассеяния.

Осциллограммы полей рассеяния и их спектры, измеренные при выбеге двигателя, представлены на рис. 5. В отличие от фазного тока, который спадает практически до нуля за несколько периодов колебаний, поле рассеяния после выключения двигателя сохраняется в течение нескольких секунд. Это дает возможность с высокой точностью измерить ряд таких характеристик, которые могут быть использованы для диагностики. В первую очередь это относится к спектральным характеристикам поля рассеяния. Анализ спектров показывает,

что дисбаланс ротора приводит к изменению формы спектральной полосы, а именно, к смещению ее края в низкочастотную область. При этом, чем больше радиальное смещение ротора, тем заметнее эти изменения. Количественной оценкой такого влияния может служить положение центра тяжести спектральной полосы поля рассеяния.

В четвертой главе представлены результаты

теоретических исследований влияния дисбаланса ротора на характеристики асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы. Расчет характеристик ведется на основе математической модели электродвигателя с механическим дефектом типа дисбаланса ротора.

Простейшая модель асинхронного электродвигателя представляет собой двухфазный электромеханический преобразователь с двумя парами обмоток на статоре и роторе, сдвинутыми пространственно относительно друг друга на 90°. Для двухфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором электрические токи, протекающие по обмоткам статора и стержням ротора, можно найти из решения системы дифференциальных уравнений:

и:

о

о

и:

г* + —L'

0 dt 1

!м dt

-Ми, 0

-М dt

' dt '

-L'en

в Г 0

1>г

-м dt

Мсог

—M dt

' dt 8

(2)

где isa, isp, ira и irp - токи в обмотках статора и ротора по осям а и (5; Usa и Usp -напряжения на обмотках статора; юг- частота вращения ротора; rsa, rS(j, rra и ггр -активные сопротивления обмоток статора и ротора по осям а и (3; Lsa, Lsp, Lra и Lrp -полные индуктивности обмоток статора и ротора по осям а и (3. Полные индуктивности определяются суммой взаимной индуктивности M и индуктивности рассеяния L0.

Для математического моделирования электродвигателя в переходных режимах работы систему уравнений (2) необходимо дополнить уравнением движения ротора:

d 1( dt J

мвр -мс)>

(3)

где ] - момент инерции ротора; Мс - момент сопротивления; Мвр -электромагнитный вращающий момент, определяемый взаимодействием протекающих по обмоткам статора и ротора токов:

где т - число фаз.

Решение системы уравнений (2) осуществлялось методом Рунге-Кутта с помощью пакета МаЛСас! 2001. Для этого она приводилась к виду:

А = 1-2иа - Ц^'а + Мг2'а + МЬ2®г'р + М2(ог1р

А ^-¡а = -Ми £ + Мг^а - L1r2iJt - Ь^з^г^ - Ь^м^

d с s 2 s г г s

А —ip = I^Up - М wria - ML 2Wria + M^ip - L2Tjip

A ^-ip = -MUp + LjM(orin + LjL2toriJ( - Lj^ip + Mrjip

где A = LjL2 - M2 ; L1 = Lsa = Lsp ; L2 = L„ = Lp = r^ = Г||; r2 = r£ = rp

В расчетах были использованы параметры асинхронного электродвигателя марки УАД-72, а момент сопротивления Мс определялся на основе экспериментальных осциллограмм поля рассеяния при выбеге двигателя. Для этого

по осциллограмме B(t) вычислялась

(4)

<л,, рад

150 100 я о

н i ---

\ 1

V 1

зависимость угловой скорости от времени m^t), представленная на рис. 6 точками. Характер зависимости co^t) указывает на то, что момент Мс зависит от сог.. В первом приближении можно принять, что Мс зависит от сог линейно, т. е. Щю,) = Мсо + к юг, где Мсо - постоянная составляющая момента сопротивления, к -коэффициент пропорциональности. Дифференцирование co^t) позволяет найти угловое ускорение e(t) и, тем самым, определить параметры Мсо и к в зависимости M¿(cor). Для проверки полученных результатов была теоретически рассчитана зависимость са^1)с помощью выражения:

t.c

Рис.6

CD, =-

1

4t

(ксо^ + М-Л J -M(

c0

полученного из решения уравнения (3) при условии М^, = 0. Результаты расчета представлены на рис. 6 сплошной линией. Видно, что результаты расчета согласуются с экспериментально полученной зависимостью co/t), что позволяет считать предположение о линейности между Мс и сог вполне оправданным.

Система уравнений (4) описывает асинхронный электродвигатель с симметричным положением ротора. Для описания двигателя с дефектом типа дисбаланса ротора в систему необходимо ввести ряд дополнений. Дисбаланс ротора характеризуется величиной относительного эксцентриситета е, определяемого отношением абсолютного смещения ротора к величине воздушного зазора 50 при симметричном положении ротора. Эффективный (средний) зазор 5 в этом случае определяется выражением 5 = 50(1-е2) Изменение зазора приводит к следующим изменениям. Во-первых, увеличивается взаимоиндуктивность М, которая определяется выражением M = Мо/(1 - е2), где Mo - взамоиндуктивность при симметричном положении ротора. Во-вторых, изменяется момент инерции ротора J, который согласно теореме Штейнера равен J = J0 + me2, где J0 -момент инерции относительно центра масс, m - масса ротора. В третьих, изменяется момент сил сопротивления MCi поскольку неравномерность воздушного зазора приводит к неравномерности взаимоиндуктивности, следствием чего является возникновение вибрационных моментов, которые определяются выражением:

Возникновение дополнительной вибрации в радиальном направлении приводит к увеличению момента сил трения в подшипниковом узле.

После внесения всех вышеуказанных изменений в систему уравнений (4) были произведены расчеты основных характеристик в режиме пуска и выключения двигателя. На рис 7 представлены результаты расчета статарного тока (а), поля рассеяния (б), вращательного момента (в) и угловой скорости ротора (г) при пуске двигателя с симметричным воздушным зазором и с дисбалансом ротора.

{'.А

-4

а)

б)

м„.и -

В)

Рис.7

г)

Расчеты производились для различных смещений ротора, что позволило оценить степень влияния дисбаланса ротора на переходные характеристики двигателя и получить зависимость времени разбега от величины относительного эксцентриситета ротора.

В рамках математической модели были исследованы характеристики двигателя после его выключения, а именно статорный и роторный токи, угловая скорость вращения ротора, поле рассеяния. Результаты расчетов показали, что сразу после отключения двигателя от цепи питания ток, протекающий по обмоткам статора, скачком уменьшается до величины, примерно равной 0,025 мА и быстро падает до нуля. Что касается тока, протекающего по стержням ротора, то его значение в начальный момент примерно равно 0,4 А, после чего ток уменьшается до нуля приблизительно за 2 с. Поскольку реально измеряемой величиной для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является статорный ток, то диагностировать электродвигатели в режиме выбега по фазным токам практически невозможно. В то же время поле рассеяния, создаваемое при выбеге в основном роторным током, может быть использовано для диагностики двигателя.

На рис. 8 показана временная зависимость поля рассеяния, а на рис. 9 -его спектр. Видно, что радиальное смещение ротора приводит к изменению формы спектральной полосы в ее низкочастотной области. Таким образом, в качестве диагностического признака, позволяющего обнаруживать возникновение дефекта типа дисбаланса ротора, может быть использовано положение центра тяжести спектральной полосы поля рассеяния, измеренное при выбеге двигателя.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан автоматизированный измерительный комплекс на базе персонального компьютера, предназначенный для измерения диагностических параметров электрических машин, обработки результатов измерений и представления диагностической информации на экране монитора в виде, удобном для ее анализа.

2. Разработаны датчики тока и магнитного поля индуктивного типа, позволяющие осуществлять бесконтактные измерения фазных токов и полей

рассеяния с необходимой для диагностики чувствительностью и быстродействием.

3. Проведены исследования временных характеристик электродвигателя в переходных режимах работы. Установлен принципиально различный характер осциллограмм фазных токов и полей рассеяния при пуске электродвигателя, что обусловлено компенсирующим влиянием поля рассеяния, созданного токами в стержнях короткозамкнутого ротора.

4. Разработана методика определения времени разбега электродвигателей, включающая в себя выделение огибающих осциллограмм фазных токов и полей рассеяния, вычисление производных с последующим нахождением их центров тяжести на временной оси.

5. Экспериментально установлено, что радиальные смещения ротора приводят к увеличению времени разбега двигателя. Таким образом, время разбега двигателя может служить диагностическим признаком, контроль которого позволяет обнаруживать дефект типа дисбаланса ротора.

6. Проведены исследования спектральных характеристик двигателя при его выключении. Установлено, что радиальные смещения ротора вызывают изменение формы спектральной полосы поля рассеяния. Это позволяет использовать положение центра тяжести спектральной полосы в качестве диагностического признака при диагностике двигателя.

7. Разработана математическая модель асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора, позволяющая теоретически установить причинно-следственную связь между дефектами объекта и диагностическими признаками.

8. На основе математической модели произведен расчет основных характеристик электродвигателя при его разбеге, а именно, токов, протекающих по обмоткам статора и стержням короткозамкнутого ротора, угловой скорости вращения ротора, электромагнитного вращающего момента и поля рассеяния. Установлено, что радиальное смещение ротора приводит к изменениям указанных характеристик, что согласуется с результатами экспериментальных исследований.

9. На основе математической модели произведена оценка степени влияния дисбаланса ротора на длительность переходных процессов при разбеге двигателя. Рассчитана зависимость времени разбега двигателя от величины относительного эксцентриситета ротора.

10. На основе математической модели произведен расчет спектральных характеристик поля рассеяния в режиме выбега двигателя и установлена зависимость положения спектральной полосы поля рассеяния от величины относительного эксцентриситета ротора.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Функциональная диагностика асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы // «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика». 2005, - № 4, - с. 57 - 61.

2. Патент РФ № 2247401. Устройство для преобразования параметров индуктивных датчиков // Смирнов В.И., Ильин М.Г., Чернов Д.В. Опубл. 2005, Бюл. - № 6.

3. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Математическая модель электрического двигателя в переходных режимах - работы // Электронная техника. Межвузовский сборник научных трудов. - Ульяновск: Изд-во УлГТУ. 2004. -с.45 - 50.

4. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Диагностирование асинхронных электродвигателей на основе измерений характеристик переходных процессов // Электронная техника. Межвузовский сборник научных трудов. - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2004. - с. 51 - 56.

5. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Определение огибающей низкочастотного сигнала с помощью преобразования Гильберта // Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем». - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2004. - с. 87 - 89.

6. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Моделирование работы асинхронного электродвигателя в переходном режиме // Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем». - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2004. -с.89 - 92.

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

8. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Функциональная диагностика Электродвигателей в нестационарных режимах работы // Труды 9-ой международной НТК «Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества материалов, промышленных изделий и окружающей среды». - Ульяновск. 2004. -с. 177-178.

9. Чернов Д.В. Оценка технического состояния асинхронного электродвигателя на основе моделирования его работы в переходных режимах // Материалы школы-семинара «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники». - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2004. - с. 25 - 26.

10. Чернов Д.В., Смирнов В.И. Проблемы создания средств функциональной диагностики электрических машин // Сборник научных трудов филиала. -Ульяновск: Изд-во УФВУС, 2003. - с. 22 -25.

11. Жарков В.В., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Диагностика дефектов электрических машин на основе измерения их полей рассеяния // Электронная техника. Сборник научных трудов. - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2003. - с. - 47.

12. Ильин М.Г., Смирнов В.И., Чернов ДВ. Микропроцессорное устройство для диагностики электрических машин и автомобильных двигателей // Труды международной НТК «Современные информационные технологии». - Пенза. 2003,-с. 91.

13. Жарков В. В., Смирнов В. И., Чернов Д. В. Моделирование работы измерительного устройства для диагностирования электромеханических объектов // Труды международной НТК «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике». Системы искусственного интеллекта и нейроинформатика. - Ульяновск. 2003. -с. 48.

14. Ильин М.Г., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Высокоскоростное устройство преобразования параметров электромагнитных датчиков // Труды международной НТК «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике». Системы искусственного интеллекта и нейроинформатика. - Ульяновск. 2003, - с. 51.

15. Жарков В.В., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Определение скольжения асинхронных электродвигателей с помощью измерения их полей рассеяния бесконтактным методом // Материалы Всероссийских НТК «Методы и средства измерений». - Н. Новгород. 2003. - с. 45.

Автореферат диссертации

Подписано в печать 10.06.2005. Формат 60*84/16. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,05. Уч.-изд. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказов.

Типография УлГТУ, 432027, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32

л»

i* 15 1 5 9

РНБ Русский фонд

2006-4 11667

г

Введение.

Глава 1. Методы и средства функциональной диагностики электрических машин.

1.1. Классификация методов диагностики электрических машин.

1.2. Дефекты электрических машин и их связь с диагностическими параметрами.

1.3. Вибродиагностика электрических двигателей.

1.4. Диагностика электродвигателей на основе временных и спектральных характеристик фазных токов и напряжений.

1.5. Диагностика электрических машин на основе измерения полей рассеяния.

1.6. Диагностика электрических двигателей в переходных режимах работы.

1.7. Выводы.

Глава 2. Автоматизированный комплекс для функциональной диагностики электрических машин.

2.1. Плата сбора данных для персонального компьютера.

2.2. Датчики для измерения фазных токов и полей рассеяния.

2.2.1. Датчик магнитного поля.

2.2.2. Датчик электрического тока.

2.3. Программное обеспечение автоматизированного комплекса.

2.3.1. Драйвер сенсорной платы сбора данных.

2.3.2. Сервисные программы комплекса.

2.3.3. Специализированные прикладные программы.

2.4. Выводы.

Глава 3. Исследование характеристик переходных процессов электродвигателей при возникновении механических дефектов.

3.1. Особенности диагностирования электродвигателей в переходных режимах работы.

3.2. Исследование влияния дисбаланса ротора электродвигателя на переходные характеристики при его включении.

3.3. Вычисление огибающих осциллограмм фазного тока и поля рассеяния.

3.4. Методика определения длительности переходных процессов при разбеге электродвигателя и оценка погрешности.

3.5. Исследование влияния дисбаланса ротора электродвигателя на переходные характеристики при его выключении.

3.6. Выводы.

Глава 4. Исследование влияния дисбаланса ротора на характеристики переходных процессов асинхронного электродвигателя на основе его математической модели.

4.1 Математическая модель асинхронного электродвигателя с симметричным воздушным зазором.

4.2. Оценка величины момента сопротивления.

4.3. Математическая модель асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора.

4.4. Расчет основных характеристик электродвигателя в режиме разбега.

4.5. Расчет временной зависимости поля рассеяния электродвигателя в режиме разбега.

4.6. Расчет токов и поля рассеяния электродвигателя в режиме выбега.

4.7. Оценка влияния величины дисбаланса ротора на длительность переходных процессов.

4.8. Выводы.

Актуальность темы. Функциональная диагностика электрических двигателей обычно основана на спектральном анализе вибраций, фазных токов и напряжений, измеряемых в стационарных режимах работы двигателя. Вместе с тем, имеется широкий круг задач, для решения которых требуется использовать электродвигатели в переходных режимах работы. Примерами такого использования могут служить лифты, подъемные краны, холодильные установки, транспортные средства и так далее. Особенностью работы электродвигателей в этих случаях является частые включения и выключения напряжения питания, при которых токи, протекающие по статорным обмоткам, а также другие величины, связанные с этими токами, могут в несколько раз превышать токи в стационарных режимах работы.

Это может привести к тому, что те или иные дефекты, которые могут возникнуть в электродвигателе в процессе его эксплуатации, при его диагностике в стационарном режиме могут быть, и не обнаружены. Поэтому представляется необходимым такие асинхронные электродвигатели, для которых характерны частые включения и выключения, диагностировать на основе измерения их переходных характеристик.

Для такой функциональной диагностики электродвигателей требуется решить две задачи. Во-первых, необходимо установить причинно-следственную связь между диагностируемыми дефектами объекта и диагностическими признаками. Во-вторых, необходимо измерить диагностические параметры, выделить в них диагностические признаки и произвести сравнительный анализ диагностических признаков у испытуемого двигателя и двигателя, условно принятого за эталон.

Решение первой задачи возможно двумя способами. В первом способе в объекте искусственно создается тот или иной дефект, и экспериментально определяются диагностические признаки, контроль которых позволяет обнаруживать данный дефект у испытуемого двигателя. Во втором способе для установления связи между дефектами и измеряемыми диагностическими параметрами используют математическую модель объекта, которая позволяет теоретически рассчитать изменения его характеристик при моделировании дефекта.

Одним из самых распространенных механических дефектов асинхронных электродвигателей является дисбаланс ротора. Данный дефект может возникнуть по ряду причин, как во время эксплуатации, так и в ¥ результате некачественного ремонта. Смещение ротора относительно оси вращения и, как следствие, неравномерность воздушного зазора оказывает существенное влияние на работу электрических двигателей, снижая их технико-экономические показатели. Искажается магнитное поле в зазоре, в нем появляются пространственные и временные гармоники высших порядков, увеличиваются вибрации, что создает дополнительную нагрузку на ^ подшипники. Все это способствует выходу электродвигателя из строя.

Поэтому важно обнаруживать данный дефект на как можно более ранней стадии его развития.

Несмотря на практическую важность и необходимость проведения функциональной диагностики электродвигателей в переходных режимах работы, исследований, посвященных влиянию дефектов на основные характеристики двигателя при его включении и выключении, практически не * ведется, а количество публикаций на эту тему исчисляется единицами.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является установление причинно-следственных связей между механическим дефектом асинхронных электродвигателей типа дисбаланса ротора и измеряемыми диагностическими параметрами, в качестве которых используются фазные токи и поля рассеяния. Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• Экспериментальные исследования временных характеристик фазных токов и полей рассеяния в режиме пуска двигателя со смещенным относительно оси вращения ротором.

• Экспериментальные исследования спектральных характеристик полей рассеяния при выключении электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора.

• Разработка математической модели асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора и расчет на ее основе основных переходных характеристик двигателя с различной степенью проявления дефекта.

Научная новизна

1. На основе теоретических расчетов модели асинхронного электродвигателя, а также на основе экспериментальных исследований установлено влияние радиальных смещений ротора на временные щ характеристики фазных токов и полей рассеяния при пуске двигателя.

2. Теоретически рассчитана зависимость времени разбега электродвигателя от величины относительного эксцентриситета ротора при его радиальном смещении.

3. Экспериментально установлено и теоретически подтверждено, что осциллограммы фазных токов и полей рассеяния при пуске двигателя имеют принципиально различный характер, что объяснятся компенсирующим влиянием поля рассеяния, создаваемого токами в стержнях короткозамкнутого ротора.

4. Экспериментально установлено, что диагностирование асинхронных электродвигателей в переходных режимах работы можно осуществлять на основе измерений его характеристик при выбеге, при этом информативным и надежным с точки зрения диагностики является спектр поля рассеяния.

Практическая значимость работы

• Разработан и апробирован на различных объектах автоматизированный измерительный комплекс, предназначенный для диагностики электрических машин в стационарных и переходных режимах работы.

• Разработаны датчики тока и магнитного поля, с помощью которых можно измерять фазные токи и поля рассеяния электрических машин малой мощности.

• Разработана методика обработки осциллограмм тока и поля рассеяния, измеренных при пуске двигателя, позволяющая определять время разбега.

• Результаты исследований временных и спектральных характеристик фазных токов и полей рассеяния позволяют выработать методику диагностирования электродвигателей, для которых характерны частые t включения и выключения питания.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Математическая модель асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора, позволяющая теоретически установить причинно -следственные связи между дефектом двигателя и диагностическими параметрами.

2. Длительность переходных процессов при пуске электродвигателя зависит от величины радиальных смещений ротора и, таким образом, время разбега может выступать в качестве диагностического признака при обнаружении дефекта типа дисбаланса ротора.

3. Форма спектральной полосы поля рассеяния электродвигателя при его выключении зависит от радиальных смещений ротора, что позволяет использовать положение центра тяжести полосы на спектральной оси в качестве диагностического признака при диагностике двигателя.

Методы проведения исследований. В ходе выполнения работы использовались методы, основанные на теории электромагнитного поля, теории электрических цепей, интегральных преобразований Фурье и Гильберта, а также численные методы решения дифференциальных уравнений и методы цифровой обработки сигнала. Для анализа математической модели электродвигателя использовался программный пакет MathCAD 2001 Professional.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной НТК «Современные информационные технологии» (г.Пенза, 2003 г.); Всероссийской НТК «Методы и средства измерений» (г. Н. Новгород, 2003 г.); на международной НТК «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке, технике и экономике» (г. Ульяновск, 2003 г.); на 37-ой НТК «Вузовская наука в современных условиях» (г. Ульяновск,2003г.); на Международной НТК «Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества» (г. Ульяновск, 2004 г.); на Всероссийской НТК «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (г. Ульяновск, 2004 г); на -38-ой НТК профессорско-преподавательского состава УлГТУ (г. Ульяновск, 2004 г.); на школе-семинаре «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники» (г. Ульяновск, 2004 г.).

Внедрение результатов работы. Разработанный автоматизированный измерительный комплекс используется в ОАО завода «Искра» (г. Ульяновск) для контроля и оценки технического состояния асинхронного электродвигателя, предназначенного для регулировки давления в водяной магистрали котельной завода «Искра».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 14 научных статей, 1 патент РФ и 2 тезиса доклада на научно-технических конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 135 наименования. Общий объем диссертации составляет 128 страниц, включая 4 таблицы и 45 рисунков.

Основные результаты и выводы, полученные в ходе выполнения работы:

1. Разработан автоматизированный измерительный комплекс на базе персонального компьютера, предназначенный для измерения диагностических параметров электрических машин, обработки результатов измерений и представления диагностической информации на экране монитора в виде, удобном для ее анализа.

2. Разработаны датчики тока и магнитного поля индуктивного типа, позволяющие осуществлять бесконтактные измерения фазных токов и полей рассеяния с необходимой для диагностики чувствительностью и быстродействием.

3. Проведены исследования временных характеристик электродвигателя в переходных режимах работы. Установлен принципиально различный характер осциллограмм фазных токов и полей рассеяния при пуске электродвигателя, что обусловлено компенсирующим влиянием поля рассеяния, созданного токами в стержнях короткозамкнутого ротора.

4. Разработана методика определения времени разбега электродвигателей, включающая в себя выделение огибающих осциллограмм фазных токов и полей рассеяния, вычисление производных с последующим нахождением их центров тяжести на временной оси.

5. Экспериментально установлено, что радиальные смещения ротора приводят к увеличению времени разбега двигателя. Таким образом, время разбега двигателя может служить диагностическим признаком, контроль которого позволяет обнаруживать дефект типа дисбаланса ротора.

6. Проведены исследования спектральных характеристик двигателя при его выключении. Установлено, что радиальные смещения ротора вызывают изменение формы спектральной полосы поля рассеяния. Это позволяет использовать положение центра тяжести полосы на спектральной оси в качестве диагностического признака при диагностике двигателя.

7. Разработана математическая модель асинхронного электродвигателя с дефектом типа дисбаланса ротора, позволяющая теоретически установить причинно-следственную связь между дефектами объекта и диагностическими признаками.

8. На основе математической модели произведен расчет основных характеристик электродвигателя при его разбеге, а именно, токов, протекающих по обмоткам статора и стержням короткозамкнутого ротора, угловой скорости вращения ротора, электромагнитного вращающего момента и поля рассеяния. Установлено, что радиальное смещение ротора приводит к изменениям указанных характеристик, что согласуется с результатами экспериментальных исследований.

9. На основе математической модели произведены оценки степени влияния дисбаланса ротора на длительность переходных процессов при разбеге двигателя. Рассчитана зависимость времени разбега двигателя от величины относительного эксцентриситета ротора.

10. На основе математической модели произведен расчет спектральных характеристик поля рассеяния в режиме выбега двигателя и установлена зависимость положения спектральной полосы поля рассеяния от величины относительного эксцентриситета ротора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Алимходжаев К.Т. Взаимное влияние электромагнитных и механических переходных процессов в асинхронных двигателях // Электротехника. 2003, № 8, - с. 20 - 24.

2. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболевская. М.: Энергоатомиздат, 1982 - 210 с.

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

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

5. Барков А.В. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации. http://www.vibrotek.com/russian/artikles/intelect-rus/ind.

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

7. Баркова Н.А. Современное состояние виброакустической диагностики машин, htt: // www. vibrotek. com / Russian / articles / ref. htm.

8. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. шк., 2003.-462 с.

9. Берков Ю.П., Дубровский В.М., Комлык М.Ю. Система диагностирования технического состояния газоперекачивающего оборудования//Химическое и нефтяное машиностроение. 1993,-№11,- с. 17-19.

10. Беркович Я.Д. О диагностике энергетического оборудования // Электрические станции. 1989, № 6, - с. 16 - 20.

11. Беспалов В. Я. Мощинский Ю. А., Петров А. П. Динамические показатели трехфазных аснинхронных двигателей, включаемых в однофазную сеть // Электротехника. 2000, № 1, - с. 13 - 19.

12. Браун Д.Н., Иэргэнсен И.Ц. Мониторизация состояния машинного оборудования путем анализа механических колебаний // Химическое и нефтяное машиностроение. 1989, №1, — с. 38-41.

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

14. Бычков М. Г., Кисельникова А. В., Семенчук В. А. Экспериментальные исследования шума и вибраций в вентильно-индукторном электроприводе // Электричество. 1997, № 12, - с. 41 - 46.

15. Вдовина Г.В., Кожин Н.Н. Опыт оснащения газоперекачивающих агрегатов контрольно-измерительной аппаратурой // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002, №6, - с. 36 - 37.

16. Вербило А.С., Дунаевский В.П., Субботин М.И., Клименко А.Н. Аппаратура СВКА 1 для контроля механического состояния компрессорных агрегатов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000,-№9,-с.27-28.

17. Вибрации в технике: Справочник.- т. 31/ Под ред. Ф.М.Дименейберга и К.С.Колесникова.- М.: Машиностроение, 1980. 544 с.

18. Волохов С.А., Добродеев П.Н. Проявление статического эксцентриситета ротора во внешнем магнитном поле электрических машин // Электротехника. 2002, №11, - с. 28 - 32.

19. Волохов С.А., Добродеев П.Н., Ивлев Л.Ф. Пространственный гармонический анализ внешнего магнитного поля технического объекта // Техническая электродинамика. 1996, №2, - с. 3 - 9.

20. Волохов С.А. Диагностирование обрыва стержня ротора асинхронного двигателя // Электротехника. 1998, №2, - с. 9 - 11.

21. 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 // Электротехника. 2000, №6, - с. 22 - 27.

22. Гармаш B.C. Метод контроля исправности стержней ротора короткозамкнутого АД // Энергетика. 1990, №10, - с. 21 - 24.

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

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

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

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

27. Гейлер Л.Б. Основы электропривода. Минск.: Высшая школа, 1972. -348 с.

28. Геллер Б., Гамета В. Дополнительные поля, моменты и потери мощности в асинхронных машинах. М.: Энергия, 1976. - 272 с.

29. Геллер Б., Гамета В. Высшие гармоники в асинхронных машинах. -М.: Энергия, 1981.-322 с.

30. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин. Л.: Энергоиздат, 1989.-340 с.

31. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.

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

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

34. Гольдберг О.Д. Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 297 с.

35. Гольдберг О.Д. Переходные процессы в электрических машинах и вопросы их проектирования. Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 2001.-430 с.

36. Гольдин А.С. Вибрация роторных машин. М.: Машиностроение, 1999.-359 с.

37. Гольдштейн Е.И., Кравченко Д.А., Сарычев В.Т. Диагностика работы электромеханических устройств на основе спектрального оценивания // Дефектоскопия. 1996, №7, - с. 14-17.

38. ГОСТ 11828-86. Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний. М.: Издательство стандартов, 1982.

39. ГОСТ 183-74. Машины электрические вращающиеся. Общие технические требования. М.: Издательство стандартов, 1982.

40. ГОСТ 16921-83. Машины электрические вращающиеся. Допуски вибрации. М.: Издательство стандартов, 1983.

41. Гриб В.В. Решение вибротехнических задач численными методами. -М.: Наука, 1982.- 112 с.

42. Гриб В.В., Сафонов Б.П., Жуков Р.В. Динамика механизма движения поршневого компрессора с учетом зазоров в подвижных соединениях // Вестник машиностроения. 2002, №4, - с. 3 - 7.

43. Гриб В.В., Жуков Р.В. Особенности спектральной вибродиагностики поршневых компрессорных машин // Компрессорная техника и пневматика. 2001,-№8,-с. 30-32.

44. Гриб В.В., Соколова А.Г., Еранов А.П. Анализ современных методов диагностирования компрессорного оборудования нефтегазохимических производств // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2002, №10, - с. 57 - 65.

45. Гусев В.К., Стрельченко А.Н. Разработка требований к модели представления данных в системах вибродиагностики / НТС Газоваяпромышленность. Серия: Диагностика оборудования и трубопроводов. 1997, №2, - с. 6 - 13.

46. Дьяконов В.П. MathCad 2001. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002. - 832 с.

47. Жарков В.В., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Диагностика дефектов электрических машин на основе измерения их полей рассеяния // Электронная техника. Сборник научных трудов. Ульяновск: Изд-во УлГТУ 2003,-с. 47.

48. Зарицкий С.П. Диагностическое обслуживание оборудования КС. -М.: ИРЦ "Газпром". Обз. инф. Серия "Газовая промышленность на рубеже XXI века", 2000.- 156 с.

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

50. Изерман Р. Перспективные методы контроля, обнаружения и диагностики неисправностей и их применение // Приборы и системы управления. 1998, №4, - с. 21 - 23.

51. Ильин М.Г., Смирнов В.И., Чернов Д.В. Микропроцессорное устройство для диагностики электрических машин и автомобильных двигателей // Труды международной НТК «Современные информационные технологии».- Пенза, 2003. с. 91.

52. Иондем М.Е., Никиян Н.Г., Акопян Г.С. Магнитная проводимость воздушного зазора асинхронной машины при эксцентриситете ротора // Изв. вузов. Электротехника. 1985, №5, - с. 32 - 35.

53. Казовский Е.А. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока. M.-JL: Изд.-во АН СССР, 1962. - 296 с.

54. Калявин В.П., Мозгалевский А.В. Технические средства диагностирования. Д.: Судостроение, 1984. - 173 с.

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

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

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

58. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1994. - 316 с.

59. Котеленц Н.Ф., Акимов Н.А., Антонов М.В. Испытания, эксплуатация и ремонт электрических машин. М.: Изд. центр «Академия», 2003.-260 с.

60. Краковский Ю.М., Лукьянов А.В., Эльхутов С.Н. Программный комплекс вибродиагностики роторных машин // Контроль. Диагностика. 2001,-№6,-с. 32-36.

61. Кулаичев А.П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов. М.: Информатика и кмпьютеры, 1999. - 263 с.

62. Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений: Учеб. пособие для вузов М.: Энергоатомиздат, 1986 - 448 с.

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

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

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

66. Мартынов В. А. Моделирование электромагнитных процессов асинхронных двигателей с несимметричной короткозамкнутой обмоткой // Электротехника, электромеханика и электротехнологии. М.: Изд - во МЭИ, 2000.-с. 266-267.

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

68. Минеев А.Р. Разработка методов и структур технического оборудования // Электротехника. 1995, №12, - с. 21.

69. Мирзоева С. М. Гашимов М. А. Исследование неравномерности воздушного зазора в электрических машинах для получения диагностирующей информации // Электротехника. 2001, № 8, - с. 33 - 38.

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

71. Мощинский Ю.А., Петров А.П. Анализ схем трехфазного асинхронного двигателя при включении в однофазную сеть // Электротехника. 1999, №9, - с. 39 - 41.

72. Мощинский Ю.А., Петров А.П. Математическая модель несимметричного асинхронного двигателя на основе схем замещения для переходных процессов //Электротехника. 2003, № 2, - с. 24.

73. Мощинский Ю.А., Бессмертных Н.А. Математическая модель однофазного асинхронного двигателя с пусковым сопротивлением // Электричество. 1997, №1, - с. 8 - 10.

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

75. Мынцов А.А., Мынцова О.В., Шкумат А.Г. Опыт эксплуатации переносных систем диагностирования агрегатов роторного типа // Контроль. Диагностика. 2001, -№1, с. 7-11.

76. Немцов М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 192 с.

77. Новожилов А.Н. Токи асинхронного двигателя при статическом эксцентриситете // Электротехника. 1994, №11, - с. 45 - 47.

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

79. Осадчий Е.П., Строганов М.П., Ляпощенко В.А., Шкодырев В.П. Методы ВАД неисправностей компрессорных установок // Диагностированиеоборудования комплексно-автоматизированного производства. М.: Наука, 1984.-с. 122-126.

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

81. Основы технической диагностики / Под ред. П.П. Пархоменко. М.: Энергия, 1976.-205 с.

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

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

84. Русов В.А. Спектральная вибродиагностика, http: // www. vibrocenter. ru / book. htm.

85. Сахновский H.JI. Испытание и проверка электрического оборудования. М.: Энергия, 1975. - 312 с.

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

87. Сиохита К., Фудзисава Т., Саго К. Метод определения местоположения дисбалансов в роторных машинах: Пер. с англ.-Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1982. - т. 104, -№21. -с. 26-31.

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

89. Смирнов В.И. Функциональная диагностика электрических машин // Датчики и системы. 2003, №6, - с. 30 - 32.

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

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

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

93. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Диагностирование подшипникового узла электродвигателя на основе измерения его поля рассеяния // Тезисы докладов 38-ой НТК профессорско-преподавательского состава часть 1. Ульяновск: Изд-во УлГТУ. 2004, с. 75.

94. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Математическая модель электрического двигателя в переходных режимах работы // Электронная техника. Межвузовский сборник научных трудов. Ульяновск: Изд-во УлГТУ. 2004,-с. 45 50.

95. Смирнов В.И., Чернов Д.В. Диагностирование асинхронных электродвигателей на основе измерений характеристик переходных процессов // Электронная техника. Межвузовский сборник научных трудов. Ульяновск: Изд-во УлГТУ. 2004, с. 51 - 56.

96. Смит Дж. Сопряжение компьютеров с внешними устройствами. -М.: Мир, 2000.-266 с.

97. Соколов М.М. Электромагнитные переходные процессы в асинхронном электроприводе. М.: Энергия, 1967. - 381 с.

98. Соколов М.М. Приближенные расчеты переходных процессов в автоматизированном электроприводе. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Энергия, 1967.-259 с.

99. Соколинский Л.И., Якубович В.А. Вибрационное диагностирование центробежных компрессоров. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1987. - 63 с.

100. Справочник по электрическим машинам. Том 1/ Под ред. И.П. Копылова и Б.К. Кпокова. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 483 с.

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

102. Таран В.П. Диагностирование электрооборудования. Киев: Техника, 1983.-429 с.

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

104. Толстов А.Г. К вопросу о пространственном нормировании уровней вибрации / НТС Газовая промышленность. Серия: Диагностика оборудования и трубопроводов. 2001, №2, - с. 3 - 10.

105. Туровский Я. Электромагнитные расчеты элементов электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 196 с.

106. Устройство сбора измерительных данных. Datenlogger fur 60000 Messwerte. Maschinenmarkt. 2001, №38, - с. 117.

107. Цветков В.А., Уланов Г.А. О диагностическом обслуживании энергетических агрегатов. // Электрические станции. 1996, №1, - с. 53 -55.

108. Чернов Д.В., Смирнов В.И. Проблемы создания средств функциональной диагностики электрических машин // Сборник научных трудов филиала. Ульяновск: Изд-во УФВУС. 2003, - с. 22 - 25.

109. Чернов Д.В. Разработка средств функциональной диагностики электросиловых установок // Тезисы докладов 37-ой НТК «Вузовская наука в современных условиях». Ульяновск: Изд-во УлГТУ. 2003, - с. 67.

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

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

112. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. М.: Высш. школа, 1981.-335 с.

113. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. JL: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

114. Экспертная система «Диагностика*» // www.bjd.ispu.ru.

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

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

117. Stavrou Andreas, Sedding Howard, Penman James. Мониторинг тока для определения межвитковых замыканий в двигателях переменного тока // IEEE Trans. Energy Convers. 2001, №8, - с. 32 - 37.

118. Crane Nuclear, Dowling Martin Joseph. Анализатор состояния статора двигателя. Пат. 6128583 США.

119. Yang Xiangyu, Li Qingfu. Статические характеристики двигателя двойного питания для регулируемых электроприводов. China. Xi' an Jiaotong University. 2000, №4, - с. 14 - 17.

120. Vieten M. Анализ параметров вибраций для прогнозирования бездефектной работы машин. Vibrationsmessungen i n М aschine i ntegrieren // "Maschinenmarkt". 1997, №13, - c. 50 - 52.

121. Burth M., Ropkec K., Filbert D. Диагностика универсальных электродвигателей с помощью токовых и вибрационных сигналов. Diagnose von Universalmotoren mit Hilfe des Strom-und Vibrationsignal // Technische Messen. 1997, №1, - с. 3 - 11.V