автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Контроль качества изоляции обмоточных проводов

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КОСЕНЧУК НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля

природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискалие ученой степени кандидата технических наук

г.Томск-1992

Работа выполнена ш кафедре технологии радиоэлектронной аппаратуры Томского института автоматизированных систем управления и радиоэлектроники.

№учный руководитель: доктор технических наук» профессор Смирнов Г.В.

Официальные оппоненты: доктор техни«епких наук, профеопор Горбунов В.И., кандидат технических наук, доцент Замятин Н.В.

Ведущая организация: С® НПО "Сибэиектромотор", г.Томск."

Защита диссертации состоится "23 " декабря_1992 г.

в 15.00 час, на заседании специализированного совета Д 063.80.ОЕ в Томском политехническом университете по адресу: 634СЕ8 г.Томск, уд*Савиннх, 3, корпус 13.

С диссертацией мсино ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат ре в осле н "20 " ноября_1992 г.

Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направить по адресу: 634004, г.Томск, пр.Ленина,30, Учено чу секрете]» совета.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат

технических наук .Винокуров

, - 3 -

СБЩАЙ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБО'Ш

Актуальность работы. С пзрехсдом кашей экономией на рнночнда отношения ,цлл позыиения конкурентноспособности о наибольшей оатрог то!1 встает вопрос о по в тении качества выпускаемой продукции. Одним из возмолнцк путей повшения качества является путь создай)я и внедрения методов и средств пооперационного нераэрушающего контроля. СЬобоз значение неразрушающий контроль приобретает для отраслей с массовым типом производства.

Наиболее шссовоИ продукцией злектротехтмеекоИ промышленности являются моточные изделия: электродвигатели, трансформа торя, дросг сели.

Самым ненадежный узлом моточных изделий является обмотка. 03 этом свидетельствует визошй процент отказов обмотки как в процессе производства ( в среднем 5 7 % от общего количества выпускаемых моточных изделий), так и в процесса эксплуатации (95-33%) от общего количества отказов). '

Одной из основных причин низкой надежности витковой изоляции явг ляется отсутствие неразрушавщих средств контроля качества изоляции провода На операциях его изготовления и его переработки в обмотки нотснн1й изделий. Зю не позволяет оперативно выявлять и устранять причины снижения качества обмоток, оптимизировать технологические процессии обеспечивать их стабильность и, следовательно, форшро-вать в процессе производства заданные показатели надежности витковой изоляции.

Диссертационная работа является частью работ по поешеши шдг-я-ности электродвигателей и разработки неразрушаевда методов и ср-здстп их контроля, утвераденних пршазаш министра электротехническое, нро,-кшшениост № Ш ДСП от 26.10.81, !Р 525 ДСП от 27.07.37 и № 5 от 20,01.83, а такае региональной мезвуэопекой целевой научне-техничесг

кой программы "Автоматизация", утвержденной приказом МИНВУЗа РСФСР № 15 от 8.01.85.

Цедыд работы является научно обосновать, разработать и создать неразрушаюиие способы и устройства контроля количества ,протявеннос-ти дефектов и электрической прочности изоляции эмулированных проводов, позволяющие осуществлять встроенный сплошной контроль в технологических процессах изготовления проводов и их переработки в обмотки электротехнических изделии и показать, что внедрение этих разработок обеспечивает решение важной прикладной задачи по снижению Юг териальшй затрат, производственных отказов обмоток и повшенио их надежности.

Методы исследований. Решение поставленных задач проводилось с использованием теории газового разряда, теории погрешностей. Экспег риментальныз исследования проводились с применением теории планирования эксперимента, из теистической статистики, с использованием ос-шляографического метода исследования характеристик разряда в возду,-хе. Проведение программных расчетов осуществлялось га персональном компьютере IBM PC AMSTRAD 1640. ЭКсперимзнтальныз исследования проводились на ПО "Сибкабель" г .Томска j НПО "Кыргызэлектромзш" г .Бишкек и в лаборатории кафедры ТРЭД TtiACÏPa.

Научная новизна работы представлена:

1. Результатам, позволившими с помощью осциллографических исследований, провести анализ структуры сигнала с первичного преобразователя дефектов на основе самостоятельного разрлца в воздухе, сфорнироваиного при различных параметрах внешней питающей цепи преобразователя, и выделить из сигнала зоны, несущие инфоршцию о протяженности дефектов,

2. Штаютическими моделями, евгаывающиш метрологические характеристики созданных способов и устройств контроля с параметрам! внешней питающем цепи первичного преобразователи дефектов и резуль-

юлило заменить трудоемкие выборочные методы контроля изоляции проводов по завершен™ процесса эмлнрования не встрозшшЯ сгасиноЯ контроль непосредственно в процессе эшлировашл проводов. Внедрение дало возможность снизить отходы »еда в производстве на 1 % от годового объеш продукции ( с 5,12 $ до '¿,2 %), сократить 26 оперзг торов контролеров, что привело и экономии фонда заработной платы на сунну 50130 руб. 33 коп., а гокяе оперативно подстраивать реяимы эдалировэшя, обеспечивая тем самым стабильное качество изоляции проведов.

2. Внедреше изизрителей дефектности, реализующих спазобн контроля количества к протяженности дефектов в СНБ ПО "Сибэлектромо-тор" позволило провести исследование и оптимизации режимов намотки обмоток, а также обеспечить внгуск электродвигателей 4А11211 и 4АИР112М поваленной надежности.

3. Внедрение измерителей дефектности, реализующих способы контроля количества и гротяяенности дефектов на ПО "Кыргцзэлектро-май" п г .Бишкек, позволило провести исследование процесса дефекто-обраэовашя на основных операцилх изготовления обмоток электрических машин 4А1В0 и 4А.ШЛ30, устранить рад технологических причин, приводящих к разрушению изоляции проводов, создать технологические инструкции и провести оптимизацию режимов работы намотанного оборудования для обеспечения требуемых показателей надежности обмоток. За счет вшеуказанннх мероприятий удалось снизить брак обмоток из-за зитковш зэшканий в электродвигателях 4А1-В0 и !!А130 после наг мо?№ соответственно с 1,29$ до 0,63$ и с 0,82 $ до 0,25'$.

4. По измерителю дефектности, реализующему способ контроля количества дефектов, проведена ОКР и изготовлены опытные сбрэцн.

Доля экономического эффекте от внедрения разработок на указан« иве предприятия составило '01 тне.руб.

та теш Ил опткиааЦ1Ш.

3, Разработанной математической моделью избиения гаиашкчгсг кой погрешности в намерении протяженности дефектов от скорости движения контролируемого провода, послужившей основой дли шучного обоснования и создания блока коррекции, устраняющего указанную погг ровность.

4. Результатам! статистических исследований и коррелятошшш зависимостям! между уровням! постоянного и переменного напряжения, обеспзчивающих адекватное воздействие на изоляцию прсюода.

Научная и техническая новизна работы подтверждается 5 авторе- ■ ниш свидетельства lit,

Практическая ценность работы представлена разработанным! нег разрушающими способам и реализующими их устройства и; сплошного встроенного контроля количеатва, протяженности дефектов, электрической прочности эюяевой изоляции проводов в технологических процессах их изготовления и переработки в обмотки моточных изделий,ког

t

торие позволяют:

оперативно выявлять и устранять гричинн возникновения дефолтов и снижения электрической прочности изоляции проводов;

- осуществлять сплошной входной контроль качества изоляции проводов, отбраковывать с последующим ремонтом пронодов, имеющих повшенную дефектность;

г проводить оптимизацию регимов работы намоточного оборудовз,-ния для обеспечения требуемых показателей надегности обмоток. Per вение этого комплекса вопросов поеволит снизить онерго- и Штернам юемкость, а главное - повысить качество обкоток,

1. Внедрение шогойнадьнцх измерителей дефектно?-»!, реализуема способы контроля количества, протяженности дефектов и зиектриг :ескоН прочности иэслкчни проводов на ПО "Сибюбеаь" гЛомс-'з, поз?-

Апробация работы. Основинз полохения и вцводц диссертационной работы догадывались и обсуздались на:

1. Всесоюзном научно-техническом семппре "Опыт применения средств технической диагностик и контроль за состоянием электро-техшческого оборудования", Г.Иваново, 1986 г.

2. Всесоюзной научногтехиичес.сой конференции "Новые технсшогир ческие процессы и оборудовав для производства электрических машин шлой модности", г.Тбилиси, 1937 г.

3. Всесоюзном семинаре предприятий и научно-исследовательских институтов отраслей промышленности "Автоматизация и механизация процессов производства намотошнх изделий", г.Мэсква, 1933 г.

4. Во П городском конкурсе-конференции "Л et о ta-газация в произ,-водство", г.Томск, 1937 г.

5. Областной научна-т&хническоИ конференции, посвяценной Дня радио, г.Томск, 1937 г.

6. Научног-техвтческих сеыишрах нафедрн ТРЭА ТИАСУРа, г.Томск, 1986 _ 1931 гг.

Публикачии. По теме диссертационной работы опубликовано 3 статьи в центральной печати, 4 тезиса докладов на Всесоюзных и региональных конференциях, 5 изобретений.

Автор защищает. На защиту выносятся способы и устройства не-разрушающего контроля качества изоляции проводов диаметром от 0,1мм до 2,6 мм, движущихся с постоянным™ и перемеыныш скоростями s да а г газоне до 10 Vc.

. 1. Способ и устройство контроля количества дефектов изоляции провода.

2, Способ и устройство контроля протяженности дефектов.

3, Способ и устройство контроля электрической прочности изодяг-ции проводов.

- в -

Д!ссертация изловека ш 190 страницах машинописного текста, иллюстрируется 43 рисунка ж и 7 таблица ш на 41 странице и сосг той т из введения, 5 разделов, заключения, списка литературы из 101 наименования и приложении на 16 страницах.

СОДЕШШК РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дана краткая характеристика диссертационной работы.

В первом разделе pi осмотрено современное состояние в облэати контроля качества изоляции обмоточных проводов. Анализ опубликованной литературы показал, что одними из основных параметров, характеризующих качество изоляции эмалированных проводов являются количество дефектов на единицу длины провода, протяженность дефектов и уровень электрической протаете изоляции проводов. В этом разделе рассмотрена и приведена кла с сиф! наци я существующих способов и средств контроля качества изоляции проводов, в основу которой положен первичный преобразователь дефектов. В зависимости от типа используемог го датчика все способы и устройства контроля разделены на контакт^ ные, беэконтактннз и контактног-безконтактные (комбинированниз) .Рассмотрены основные характеристики и недостатки указанных способов контроля.

Таблица 1.

Первичный преобразователь, да пик Физическое явление,положенное в основу контроля ЮэНтрОЛИг руемце параметры Вид контроля Основные xat-рактегкстики способа

1 а 3 4 .5

¡Контроль ни «¡скрутках ?дали по ци-, р'ндре Пробои N, U Раорушаюг-щ/Я, статический Высокая трудоемкость, низкая инфорKITH БНОСТЬ

- У -

Продолжение таблицы 1.

2 3 ■ 4 в

1 Сч О н & н о Визуальный ,шкг роскопи-ческий Оптика Л/, 1 Перазрушао-щип, статический Высокая тотность.высокая трудоемкость

| контактный | Кидкост-кой Отческий контакт Л/, ¿.,¿7 Разрушающий, динамический Сильнзя зависимость чувствительности от толшины изоляции и скорости проаода

Эластичный А/,/-, и ^■еразрушав-ИИ11, динатческий 1^зкая чувствительность, быстрый износ конта ктируощей поверх НОСТИ ДЭ1ЧИКЗ

Элемент оборудован! я /ыатал-лический/ АI п г - Ьиэкзя чувствительность, )мзкая разг-решающая способность

безконтакт-ный Коронный разряд N,1 Высокая чувствительность, необходимость высокого нзпрявенил комроля, регистрация микротоков, необ,-ходимость стабилизации провода

Тлеющий разряд М II г • — Высокая чувствительность, не обходи нос ть герметизации датчика с системой опсачки воздуха

Безконг-тактннй Ионизация воздуха в зоне датг чи 1а .регистрация ионного тою А/, Иеразрушав-щий, динамический Шзкая разрешавшая способность, низкая чувстЕНтельность.не,- ООХОДКМОСТЬ ВЕйДенИЯ в даччик внешнего и ош!з а тора

Комбинированный Искровой раэред, пробой Н.Ь.и Высокая чуватЕИ1чшь-ность, эксокал раз г решающая способность, стабигузацил пр0Е0.-аа оиущостш1кетоя датчиком.

Примечание: N - количество дефектов; прот/иепность де^ктса; 11 - электрическая пршноо7Ь изоляции.

На основании проведенного анализа показано, что для осуществг-ления встроенного технологического контроля предъявляемым требованиям наиболее полно удовлетворяет комбинированные способы. Однако из литературных истснников явствует, что существующие комбин1фовзн-ные способы не учитывают сложный характер сигнала, снимаемого с датчию. Эхо приводит к невозможности их использования для контро,-пя провода, движущегося с переменными скоростями.

Показано, что для осуществления встроенного контроля электрической прочности изоляции проводов, движущихся с высокими скоростями, целесообразно использовать постояшое напряжение контроля.

Во втором разделе рассмотрены механизмы развития газового разряда , осуществлен выбор и обосноваше конструкции датчика дефектов, приведены результаты исследования влияния тара метров внешней питаю,-щей цепи датчика дефектов и диаметра провода да характер и стабильность сигнала при прохождении дефекта через датчик.

Рассмотрению механизмы развития разряда показывают слолность процесс.ов, происходящих в разрядном промежутке при атмосферном давг-лении. В связи с этим, приведено обоснование целесообразности применения зкспериментально-осциллографического метода исследования характеристик разряда.

Приведено нзучно-обоснованшя конструкция датчика дефектов, который в отличие от существующих датчиков позволяет осуществлять встроенный технологический контроль с минимальной погрешностью. Злектроды датчика выполнены в виде двух свободно вращающихся роликов, расположенных на подпружиненных друг к другу коромыслах. Выбор диаметра роликов датчика осуществлялся из стремления повысить стабильность момента за®!гашя разряда. Анализ механизмов зажигания в развитии разряда показал, что наибольшая стабильность момента зикигиния разряда обеспечивается при более резком перенапряже-

ши на разрядном промелутке. Эксперимзнтальныэ исследования разрядных напряжений от расстояния незду передней границей дефекта и точкой соприкосновения роликов с поверхностью прозодэ при различных диаметрах роликов позволили выявить более сильное перена прязение с уменьшением диаметра роликов. Однако, с уменьшением диаметра, уве,-личивается скорость вращения роликов, повидается трение Еращения, что мояет привести к проскальзыванию провода относительно роликов и разрушению изоляции. С учетом выпеизлояенных требований определен оптимальный диаметр роликов датчика ( ^ 13 мм). С помощью разработанного датчика га специально разработанной и изготовленной для проведения исследований экспериментальной установке определено влиг-яние параметров внешней питающей цепи на характер и стабильность разряда в зоне датчика.

Проведанныз исследования позволили выявить сложный характер сигнала, снимаемого с датчика дефектов (См.рис.1), и выделить из сигнала наиболее стабильцую зону t0 , несущую информацию о протяженности дефекта. ,

Сбобщекшй сигнал нз датчике дефектов при отрицательной полярности напряжения контроля.

г

Ряс.1

Нестабильный разран зажигается при входе и выходе дефекта из датчика. В этих зонах разряд может погасать на некоторое время и по мере продвиазшя-провода зажигаться вновь.

По экспериментальным данным построены зависимости длин отрезков провода 6С и Ер , прошедших через датчик за длительность зон ¿е и Ьр , и их стабильности, выраженных средвзквадратическим откг-лошнием, от параметров внешней питающей цепи и диаметра контролируг емого провода. Выявлена сильная зависимость стабильности зон tc и Ьр от сопротивления токоограничительного резистора (А? ), межэлег ктродной емкости (С ), уровня ( £/ ) и полярности напряжения контроля.

Показано, что наибольшая стабильность аонн ¿с обеспечиваетр ся при отрицательной полярности шпряжешя на датчике. Богатый хв* рактер зависимостей стабильности зоны ¿с от зючения Я , и , С показывает на наличие оптимальных значений Я , ¿7 , С , при которых эта зона имеет наибольшую стабильность.

Третья глава посвящена разработке способов и устройств контроля количества, протяженности дефектов и электрической прочности изог ляции проводов.

Для осуществления контроля количества дефектов экспери мента лье но-статистически определены оптимально напряжения контроля, зависящие от диаметра контролируемого провода. Подучено их математическое описание

1,223-, ~ 0,7 • ю'г + 2,9 • ю"гё,

гдо й - среднее значение оптимального напрляедая контроля, кВ;

( 1 )

( '2 )

(Л г диаметр контролируемого провода, мм; г среднеквадрати-ческое отклонение оптимального нзпрякегая контроля от среднестатистического значения.

Установлено, что разброс оптимальных значении напрязешй ионтг роля описывается нормальным законом распределения. Для исключения пропуска отдельных дефектов, для кавдого диаметра контролируемого провода, уровень контрольного нзпряжешя. Цк должен быть равен

ик = й - 1,97 бк . ^

Экспериментально определено, что Цк значительно меньше пробивных напряжений изоляции, что исключает разрушение изоляции провода контролируемым напряжением.

Предложен опособ контроля количества дефектов, в котором для осуществления контроля количества дефектов в широком диапазоне скоростей провода учитывается нестабильность зон сигнала, сшмаег-мого о датчика. Зто достигается формированием по первому импульсу* искового разряда переднего фронта ишульса количества дефектов. Задний фронт формируется с задержкой после последнего импульса искрового разряда на время £3 . Длительность выбирается по условию

в + Зб£ (4)

ьа>

V

где £ г- среднестатистический отрезок провода, который проходи? через датчик дефектов за длительность паузы между импульсаш искг рового разряда в зоне его нестабильного гсрения, £ - 0,4 мм; бц г среднеквадратическое отклонение отрезка провода от среднего значения, беа 0,18 мм.

досмотрено устройотво, реализующее рассмотренный способ, в

котором время задается временем прихода т - импульсов скорости.

Для обеспечения высокой точности контроля протяженности дефект та, предъявляются жесткие требования к стабильности эонн £с . В результате проведения полного факторного эксшримзнта и регрессионного анализа получены адекватннз уравнения рёгрессии, связывающие стабильность^ и длину £с отрезка провода, приведшего через датчик дефектов от варьируемых параметров, и имеющих в Декодированной состояши шд л

6с ~ 0,645- 1,35 • Ю'3!* - 0,0/(2С +3,36 • (О'3 и*

(5)

+ 5J-IO'7R*+2,53 ■Ю'5Сг - 3,8 • /0~9üe+f.О■ fO'SRC--2,36' IO~7RU - 1,U6 • Ю'6ис * 1M-(0'9RUC,

6е = 0,815 -i, 22- 10'3R - 5,03■ Ю'3С - 1,26-1Q~AU+ 19,г • /0'У + 2,3 ■ 10'SC¿+8,67-(0'еиг+2,4- tO'SRC - < 6) - 1,0 40'7RU- 3,57 -W'?UC.

По выражению (6) определены оптимальные значения параметров

Rd т 560 кОм, Сщш ¿fot •* 1250 В, при которнх среднеквадрато-

л л

ческое отклонение 5С. имеет минимальное значение, QC{// = 0,133

мм. Цзи оптимальных значениях параметров R01 , CBt . Uot • tco1

» 3,84 мм. Истинные значения протяженности дефекта 01ределяэтся

по вцижению

Cucr = [¿WM- (icot - tg)l- f,976co1 = (еизм -3,3^0,26, мм[7)

где 6¡j3M - измеренная по длительности зоны te протяженность дефекта, мм, вд г протяженность искусственно нанесенного дефекта,

- 15 -

используемого для проведения исследований, = 0,5 мм.

Анализ погрешности измерения протяженности дефекта показал» что эта погрешность складывается из случайной погрешности, связан^ ной с нестабильностью эонн tc , и системэтичёскоП погрешности, связанной с изменением 6с от скорости движения гровода. Используя результаты полного факторного эксперимента потучили адекватное уравнение регрессии изменения случайной составляющей погрешности от параметров R , U , С .

бсг = 0,818-1,i2 • tO'3R-3,U 'lO~3C-2.78-W~Aü + + 7,8 • I0'7Rz * 1,55• /fl'V * /,4•IO'7ue*5,f4 • tO'7RC --8,57 ■ W'8Ra-в,14 - tO~7UC tf,lA- fO'9RUC.

По выражению (3) определены оптимальные зшчения пара^иэтров,

Roz - ®0 кОм, Сог - 105 ríí, йог - 1150 в* ПР" которых бг?

л

принимает минимальное значение, vco¿ = 0,055 мм.

При оптимальных значениях Re¿ , Саг » Üaz экспериментально-статистически получена математическая модель изменения Сц. от скорости ддажедая провода Чпр

А ,

1С - 3,48 ♦ 7- /О"' V„p +3,93- ю~3 v4 . (9>

Истинное значение протяженности дефекта определяется по выражению

Cucr = {tu3M-ÍBc l Vnp) - 6д ] } t 0,12мм. (Ю)

Математическая модель (3) реализована в блоке коррекции, учитнаэю-

i

щем систематическую ошибку в результатах контроля.

Приведено научное обоснование и описание предложенного способа контроля протяженности дефекта, в котором выделение эонн tc

осуществляется введением задержек и Ьг . Введение задержи! в формирование переднего фронта импульса протяженности дефекта на время £/ после последнего имцульса искового разряда в зоне его нестабильного горения, зажигание которого произошло при напряжении, большем чем (0,8-0,9) от напряжения контроля ( Цц ). позволяет исключить зону нестабильного горения разряда при приближении дефекг-то к датчику. Время £/ выбирается большим длительности импульса разряда .и достаточным для исключения зоны нестабильного горения разряда. Введение задержки в формировании заднего фронта импульса протяженности дефекта на время ¿2 после превышения напряжения за г жигания разряда уровня 11а (0,8 + 0,9) позволяет исключить влияние отдельных "выбросов" разряда в зоне его стабильного горения на прог цосс формирования имцульса протяженности дефекта. Время £г внбиг рается большим длительности "выЗросов".

Рассмотрено устройство, реализующее способ контроля протяженности дефектов, в котором времена и ¿^ задаются времешми прохода /77* и ГПг импульсов скорости.

Приведены результаты экспериментально-статистических исследова,-ний по определению корреляционной зависимости между урсвняш постог янного и переменного напряжений, обеспедивающих адекватное воздейг1 ствие на изоляцию гровода. Это позволило определить подход к выбог ру уровня постоянного иа пряжения контроля электрической прсмности иаодяцш провода, который определяется из выражения

-Ц*р» * <и>

"пер

ГДа Цисп - уровень постоянного испытательного тпряления| Цпаст % [¡пер г среднестатистические значения пробивных напряхзкиП изоляции Постоянным и переманнам напряжением в окрутках; Окорм - значение

пробивного напряжения скруток го переменном напряжении, приведенного в нормативных документах на контролируемый провод.

В таблице третьего раздела приведены экспер1мэнталыше полученные значения ипосг / ипер для различных диаметров и юра! проводов. Анализ этих величин показывает, что они изменяются в диапазоне значений от 0,78 до 1,17.

Рассмотрен предлояенный способ контроля электрической прочности изоляции проводов. Для осуществления контроля электрической ' прочности изоляции на бездефектных участках провода устанавливается два датчика: датчик дефектов и датчик испытания изоляции. Датчик дефектов осуществляет контроль дефектов, датчик испытания - контроль электрической прочности изолявии. В момент прохождения дефекта через датчик дефектов формируется импульс, отключавший вход -счетчика пробоев от схемы формирования импульса пробоя на время, равное времени прохождения дефекта через датчик испытания.

Приведено описание устройства, ресигозувиего рассмотренный способ контроля.

В четвертом разделе проведена оценка погрешностей разработанных способов й устройств контроля количества и протяженности дефектов.

Показана сильная за висимость метрологических характеристик устройств контроля от метрологических характеристик канала формирования имгтульсоп скорости. Приведен метрологический анализ и рассмотрены мероприятия по снижению и погрешности формирования импульсов скорости. Проведенные мероприятия позволили уменьшить до 0,025 мм и погрешность формирования импульсов скорости до 1,-1 %.

ГЪссттрены погрешности средств, используемых при проведении исследований стабильности разряда. Показано, что ошибка, связанная с погрешностью средств в 5 рз меньше доверительного интертлч разброса £с • '^то позволило сделать вывод о том, что разброс зшчении 1С

вызван не погрешностью средств, а нестабильностью процессов, прсиог ходящих в зоне датчика и его иокно отнести к методической погрешности 4 .

Проведен расчет аппаратурной погрешности устройств контроля. Результаты су тарной аппаратурной и методической погрешностей и их сравнительный анализ с метрологическими характеристикам цучшего известного мирового аналога, рекомендованного в изменении 851.-5 стандарта ЮК от февраля 1938 года, приведены в таблице 2.

Таблица 2,

Характеристика Аналог Созданное устройство Степень улуг чтения характеристик

Погрешность измерения количества дефектов, 0 4,8 1,0 4,8 раза

Пороговая чувствительность к дефектам, мы ще г

Разрешающая способность деф/ыя. 2,7.10~2 0,125 4,6 раза

Диапазон скоростей провода при контроле Лн 18 ? 1 до 600 33 раза

Быстродействие, отсч,/иш 500 7,5-104 150 раз

Погрешность пр^ измерении протяженности дефектов, % измерение протяженности дефектов невозможно 0,2^1,7 Пов шею информативг ность

Из табд.2 следует, что метрологические характеристики раарабо^ генных способов и устройств контроля существенно превосходят характеристики лучшего известного шрового аналога.

Пятый раадед посвящен вопросам практического применения разработанных устройств контроля для исследования процесса дефзктообраг зова ни я на основных операциях изготовления обмоток эл ектрадвига те-

лея ЭД!'ВО, проведения оптишзявди технологического процесса иэ^ готовления обмоток и разработки средств ремонта проводов» имеющих поваленную дефектность.

Проведенные исследования процесса дефектообразовэшя на основных операциях изготовления обмоток позволили установить корг реляционную связь мзлду результатам сплошного входного контроля количества дефектов посла смотчика провода и результатами контроля протяженности дефектов после шмотки обмоток на шаблон с этими же параметра™ на последующих операциях. Полученные штедати-ческие модели изменения контролируемых параметров имеют вид

где Ы} , - количество и протяженность дефектов провода после J -оИ операции изготовления обмоток ( у = 1 - смот!са прозой да с катушки, у » 2 намотка обмоток на шаблон, ^ - 3 втягивзг-ние обмотки в пазы статора, j ■» 4 « околотка лобовых частей обмоток, У =■ 5 - формовка и бавдпжирование лобовых частей обмоток); /4(= 17, Аг" 0,83, А3= 3,33, 1,3 - эмпирические козф-» фициенты,

Результаты исследогспгня плиянил.рсяимон намотки обмоток на шаблон на количество и протяженность детектор провода поп полили разработать подходы и рекомендации к обеспетению гирзнлгропш-них показателен надежности обмоток путем регулировки рели коп >г)г-

МОТКИ .

!!ривсдено описок.ю алгоритма и рассмотрены операции сптим*-зпции технологического процесса и^готопло'п.л питию,; дич с<'?с11о-

чения требуемых показателей надежности обмоток. В основу алго,-ритш положены результаты исследования процесса дефектообразо-вания на основных операциях изготовления обмоток и иатематичесг-кая модель вероятности технологического отказа обмоток перед пропиткой, разработанная д.т.н.Смирновым Г.В. Данная модель per ализована в программе RAS 80 и приведена в приложении.

Г^аработаннш способы и устройства контроля количества и протяженности дефектов послуиили основой для создания средств ремонта проводов, имеющих повииенную дефектность. В пятом раздег-ле рассмотрено построение и работа двух устройств контроля и ремонта проводов. В первом устройстве залечивание дефекта осуг ществляется поливом места повреждения струей лака. Апробация з Этого устройства позволила выявить его недостатки, которые устраняются во втором устройстве, в котором осуществляется злект^ рофоретическое целенаправленное осаждение молекул лака в место дефекта, Разработка этого устройства осуществлялась по х/д те,-ие 12/91 с ПО "Кыргшэлектродаш" г.Бишкек.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты:

1. Проведен анализ механизмов развития разряда в воздухе, показана слоаность процессов, происходящих в разрядном промег «утке. Анализ привал к выводу о невозможности использования H3¡» вестпых моделей развития разряда для вольтамперных характеристик разряда и целесообразности эксперимантально.-осциллографи.-ческого пути исследования характеристик разряда,

2, Научно обосноваш и выбрана о учетом стабильности момента зааигения разряда конструкции датчика дефектов, позволяющего осуществлять контроль качества изоляции проыода, сазердаюг-щего значительно поперечные колебания н движущегося о высокнш,

до 10 м/с, скоростями,

3,Приведенные экспер5ментальнне исследования позволили выявить наиболее стабильную зону с сигнала, сштепого с датчика в момент зажигания разряда, несущего информацию о протяженности дефекта. Разработанная математическая модель, связывающая стабильность этой зоны с параметром! внешней питающей цепи, позволила внявить оптимальные значения последних, при которых обеспечгваетоя нэи»-большая стабильность. Полученные результаты дали возможность уданызить методическую случайную адекватную погрешность в измерении протяженности дефекта до г-0,12 ми.

4. йзработана математическая модель изменения систематической методической' погрешности в измерении протяженности дефектов от скорости движения провода, которая псшожена в основу разг работанного блока коррекции, устранявшего погрешность в результат тех контроля.

5. Результаты экспериментально-статистических исследования и полученные корреляционнне зависимости между уровнял! постоянт* ного и переменного напряжений, обеспечивающих адекватное воздействие на изоляцию провода, позволили определить подход к выбору постоянного напряжения испытания по значениям допустимых пробивных наряжений, приведенных в технической документации па контролируемый провод,

6, 1Ьучно обоснованы и рэзр)ботани способ и устройство контроля количество дефектов в изоляции провода, метрологические характеристики которых существенно превосходят характеристики лучшего известного жроаого аналога ( см.табл.2).

7, Научно обосноранн и раорпботчни способ и устройство контроля протяженности дофоктоп с приведенной погрсшно'Гг'и ипилро-ния протлченности декокта 0,2й/1,7?., которые опервно поз полили контролировтть ПрОТИ№>!ШОСТЬ ДО'!'.С1'Л'ОВ С укпэаннол ТОЧНОСТИ 11

г- 22 -

технологических процессах изготовления проводов и переработки их в обиотьи электротехнических изделий.

3. Научно обоснованы и разработаны способ и устройство контроля электрической прочности изоляции проводов, которые в отличие от аналогов, позволяют осуществлять не выборочный, а сплошной контроль на бездефектных участках изоляции проводов.

9. Проведен петрологический анализ созданных способов и устройств контроля количества и протяженности дефектов в изоляг-ции провода.

10. ГЬзработашые способы и устройства контроля позволили провести исследование процесса дефектообразования на основные операциях изготовления обмоток электродвигателей 4А1430, исоледог ваша влияния скорости намотки обмотск на шаблон, на рост количества и протяженности дефектов в изоляции провода. Полученные результаты легли в основу подхода к разработке алгоритма оптиг шзации технологического процесса изготовления обмоток электрод-двигателей для обеспечения требуемых показателей надежности обмоток. Алгоритм и устройства контроля дефектности внедрены на ПО "Кыргизэлектроыаш". Внедрешю привело к свиквнию брака иэт-за витковых an мша ши обмоток для электродвигателей 4А1В0 и 4АШ80 после шмотки' с 1,23 % до 0,63 % и с О.бЗД до 0,25 %.

11. На базе разработанных способов и устройств контроля разработаны устройства, позволяоцие осуществлять контроль и ре-г монт отбракованных из-за высокой дефектности проводов.

12. Разработанные способы и устройотва контроля реализован нн в серии приборов,, которые внедрены на ПО "Сибкабель" г.Томсг ка, ПО "Ленинец" г.СчнктгГЬтербурга . Доля экономического эффекта от внедрения приборов и результатов работы га ПО "Сибкабель", НГ10 "Кцргьзэлектро№ш", ПО "Сибэлектромотор" составляет 431 таа.

РУб.

Основное результаты диссертационной работы излсизнн в следующих рз ботах:

1. Смирнов Г.В.,Носов В.В., Иосенчук H.A. Измеритель дефектности изоляции обмоточных проводов на основе искрового разряда. // В меявуз .тучн.-техя, сб.: "Изоляция высоковольтных электрофизических установок". г Томск, Иэд-во ТПИ, 1989. ,»с.135--141.

2. Смирнов Г.В., Косенчук Н.Л. Селективный контроль входной и технологической дефектнооти энэлевой изоляции проводов на операции шмотки обмоток электрических ?лшин. // Дефектоскопия. -1989. г 5. (• с.93.

3. Смирнов Г.В., Косенчук H.A. Селективный контроль входной и технологической дефектности эмалевой изоляции проводов на операции шмотки обмоток электрических машин. // № 4434-89. Деп. "Информприбор". - 1983. - с.14.

4. A.c. СССР, ЖИ5 в 01 N 27/03. Способ контроля дефектности изоляции обмоточных проводов и устрсйотво для его осуществления. /Г.В,Смирнов, H.A.Косенчук, М.ВДобаров (СССР). - !,» 4761449/25 - 140581; Заявл. 22.11.89; Решение о выдаче а.с. от 03.06.91.

5. А.с. 1705777 СССР, Ш5 б 01 R 31/14. Устройство для контроля качества изоляции эмальпроводов по точечным повреждениям и пробявнощг напряжению. /Т.В.Смирнов, М.ВДабароо» Н.Л»iio— сешук (СССР). - !Я 4776107/21; Заявл. 29.12.89; Опубл. 15.01,92, Бюп . 'Р 2. - 3 с .: ил.

6. A.c. 1303954 СССР, !Ш4 6 Ol R 31/12, Устройство контроля качества изоляции обмотснчых проводов. /Г.О .Смирнов} В.В. Носов, Н.Л.1Сосешук (СССР). - № 3936541/24-21; Заявл. 10.12.S5; Опубл» 07.05.87, Бюл. ¡1? 17. 6 е.: ил.

7. A.c. 15220023 СССР, ¡fiffl4 б 01 В 7/04.Ус*ройство для намерения длины дефектных участков изоляции проводов./Г .В.Сшр^ нов, М.З .Хабаров, H.A.Косенчук (СССР). № 43752Ш/25-28; Заяви. io.oa.aaj Опубл. i5.ii.as, бвд. w 42 ил.

а. A.c. 1270731 СССР, ШШ4 б Ol R 31/08. Устройство для контроля и ремонта изоляции проводов. /Г.В.Сшрнов, В.В.Носов, Н.А.Кэсенчук (СССР). Р № 391023^24^21; Заявл.04.06.85; %бл. 15.11.86, Бел. № 42. - 7 е.: мл.

9. A.c. 1449949 СССР, Ш!4 б 01Я 31/14. Датчик для непрерывного контроля электрической прочнеет изоляции проводов./ Г.В.Сшрнов, Н.А.Косенчук, С^.Щерб (СССР). г № 419 408 ^2 V21; Задал. 13.02.87; Опубл. 07.01.39, Бел. № 1. - 2 е.: ил.

10. Сифнов Г .В., Косенчук H.A. Изшритель дефектности ВДг2К. Информационный листок 15 204-89.

11. Смирнов Г.В., Зиновьев Г .Г., Косешук Н.А, критерии разг браковк! обмоток электротехтческих изделий в процессе намотки.: Тез .докл. областной научног-практической конференции по радиотехника! здектротехк1ке и связи, посвяценной Дш радио. Томск, 1987, с.20-27.

12. Сшрнов Г.В., Носов В.В., Косешук H.A. %мбор контроля качества эмальизоляции обиотенннх проводов, //lea.дежл.BcecoDa-ного ваучно*техн.сеи1нара "Опыт применения средств технической диагноепш! и контроль за состоянием электроэнергетического оборудованы", г.Кцаново, 1336. г е.33. ДСП.

13. Сшрнов Г.В., Косенчук И.А» Контроль дефектности изоляг ции обмоташыг проводов в процессе шмотки обмоток электрических мшин. // Тез .докл. Уй Всесоюзной шучн.гтехн.конференции "Новш технологические процессии оборудование для производства электг рнчэских малин малой исцьости". г гЛбпл1;си, 1937, - с,22,