автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Методы и средства повышения эксплуатационной эффективности асинхронных нерегулируемых электроприводов

На правах рукописи

<с л,

4 осьгаш

Сергей Владимирович

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АСИНХРОННЫХ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

(для кормоцехов и предприятий по переработке сельскохозяйственной

продукции)

05.20.02 - электрификация сельскохозяйственного производстза

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Челябинск -1998

Работа выполнена на кафедре «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» в Азово-Черноморской государственной а1роинже-неркои академии

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Данилов В.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гафиятуллин Р.Х.

доктор технических наук, профессор Мамедов Ф.А.

доктор технических наук, профессор Беспалов В.Я.

Ведущее предприятие: Всероссийский научно-исследовательский пр о а :ти о-техн ол о п 1 ч ески и институт механизации и электрификации сельского хозяйства.

Защита состоится". М - алоиЛ- .1998 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 120.46.02 Челябинского государственного агроинженерного университета по адресу: 454080, Челябинск, пр. Ленина, 75

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного агроинженерного университета.

Автореферат разослан". /7" ОЛЬ^-рЯ^ ] 998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ¿^¡г-г-

канд. техн. наук, профессор Л. А. Саплин.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время сельское хозяйство является убыточным и имеет тенденцию к дальнейшему спаду производства. Одной из причин такой ситуации является диспаритет цен. Например, в 1995 г. цены на продукцию сельского хозяйства выросли в 770 раз, а на промышленную продукцию и услуги для села в 2800, электроэнергию - в 5400, ГСМ - в 5200. Кроме того, в сельскохозяйственном производстве возникла проблема роста цен на корма (доля затрат на их приобретение составляет более 70% от общих издержек производства). Оказавшись под двойным финансовом давлением (с одной стороны от переработчиков сельхозпродукции и с другой стороны от производителей сельскохозяйственной техники и комбикормов), сельские товаропроизводители вынуждены искать иные пути сбыта результатов своей деятельности. Хозяйства стали создавать собственные мини-цехи по производству комбикормов, муки, круп, переработке молока и мяса. Эксплуатация этих предприятий выявила их недостатки по сравнению с заводами большой и средней мощности: значительные потери сырья, повышенная себестоимость и нестабильное качество вырабатываемой продукции. Одна из основных причин этих недостатков - низкое качество работы оборудования, в том числе электрифицированного. Большая часть рабочих машин снабжена асинхронным нерегулируемым электроприводом. Для повышения надежности работы электропривода рекомендуется проводить комплекс профилактических мероприятий, регламентируемых системой ППРЭсх. Однако, финансовые трудности в сельском хозяйстве не позволяют выполнять рекомендуемые мероприятия в полном объеме, поэтому большинство ¡энергетических служб занимаются практически только аварийными ремонтами. Это приводит к тому, что ежегодно выходит го строя 20-25% электродвигателей, а средний срок службы аппаратуры управления составляет от трех до пяти лет.

Отказы электропривода приводят не только к прямому ущербу, связанному с заменой отказавшего элемента, но и к технологическому, обусловленному порчей сельскохозяйственной продукции. Очевидно, что ущерб от перерывов в технологических процессах можно снизить за счет сокращения количества отказов и продолжительности времени восстановления, т.е. путем повышения коэффициента готовности. Одним из способов повышения коэффициента готовности является сокращение времени восстановления технического объекта. В этой связи перспективным является выявление отказов на ранней стадии их развития (состояние скрытого отказа). Таким образом, работы посвященные повышению эффективности эксплуатации электрооборудования являются актуальными.

Целыо диссертационной работы является повышение эксплуатационной эффективности асинхронных нерегулируемых электроприводов кормоприготовительных цехов и предприятий по переработке сельскохо-

зяйственной продукции путем разработки методов оптимизации показателей надёжности и средств для их достижения.

Задачи исследования :

- теоретически разработать математические модели надежности асинхронных нерегулируемых электроприводов рабочих машин с учетом скрытых отказов и получить расчетную формулу коэффициента готовности;

- установить связь экономических показателей эксплуатационной эффективности .электропривода с характеристиками надежности и получить целевую функцию оптимизации;

- разработать алгоритмы и программы, позволяющие на основе статистических данных рассчитывать показатели надёжности;

- сравнить расчетные значения показателей надёжности электроприводов с существующими и при необходимости установить пути их повышения;

- научно обосновать сроки проведения технического обслуживания электропривода;

- разработать, внедрить в серийное производство устройства температурной защиты электродвигателей и необходимое стендовое оборудование по контролю выходных параметров.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- получены математические модели надежности асинхронного нерегулируемого электропривода с учетом скрытых отказов, позволяющие описать процесс его функционирования в произвольный момент времени и получить формулу для расчета коэффициента готовности;

- на основе целевой функции, связывающей основные показатели эксплуатационной эффективноти, научно обоснованы сроки проведения технических обслуживании электроприводов рабочих машин;

- разработан ряд оригинальных технических решений аппаратов температурной защиты электродвигателей, новизна которых подтверждена 6 авторскими свидетельствами на изобретения и одним патентом;

- получена вероятностная модель электропривода, позволяющая моделировать случайные процессы появления отказов отдельных элементов системы и определять показатели ее надёжности.

Практическая ценность.

Предложенные математические модели надежности асинхронного нерегулируемого электропривода обеспечивают более точное прогнозирование возникновения отказов.

Установленная функциональная связь между надежностью и экономическими показателями позволяет в современных условиях определить направления модернизации элементов электропривода.

Получена методика проведения оптимальных мероприятий по повышению эксплуатационной эффективности электропривода, которая может быть распространена и на другой вид электроустановок. '

J

Полученные программы позволяют рассчитать коэффициент готовности электропривода практически гаобой сельскохозяйственной машины по имеющимся статистическим данным об явных и скрытых отказах.

Предлагаемые схемные решения аппаратов защиты имеют повышенные значения коэффициентов самоконтроля (не ниже 0,7), что обеспечивает снижение вероятности нахождения их в состоянии скрытого отказа.

Разработанные стенды по контролю выходных параметров устройств встроенной температурной защиты, уменьшают трудоемкость проверки функционирования в два раза и могут быть использованы службами эксплуатации электрооборудования.

Полученная методика оценки экономической эффективности от повышения качества функционирования электропривода является основой для инвестиционных проектов, как в учебных, так и в реальных производственных ситуациях.

Реализация и внедрение результатов работы.

Разработаны совместно с Нальчикским заводом полупроводниковых приборов технические условия 18MO.OSO.441 ТУ и налажено серийное производство устройств защиты УВТЗ-5М иТЕРК-1. Производство этих аппаратов ведётся с 1991 года (серийный выпуск составляет!00000 штук в год). Кроме того, при содействии автора организовано мелкосерийное производство устройств УВТЗ-5М,"Модуль-1" в Константинов-ском районном объединении Агропромэнерго Ростовской области (объем производства - до 200 штук в год). Малое предприятие "Модуль" (г. Зерноград), являющееся патентообладателем, изготавливает устройства "Модуль-1" и устанавливает их в хозяйствах Ростовской области и Краснодарского края. Схема разработанного стенда по проверке параметров УВТЗ-5М включена в ТУ. Изготовленные по этой схеме стенды используются при серийном производстве и показали высокую производительность (повышена в 2-3 раза). Данное стендовое оборудование используется при проведении различных испытаний на Северо-Кавказской МИС, а также в условиях мелкосерийного производства при эксплуатации соответствующих устройств защиты. Улучшена технология изготовления устройств защиты. Переносные стенды по ремонту, методика поиска неисправностей и ремонтная документация на УВТЗ-5М используются на Нальчикском заводе и в малом предприятии "Модуль". Разработанное устройство групповой защиты УГТЗ-1 прошло государственные испытания на Северо-Кавказской МИС, подготовлена конструкторская документация и стендовое оборудование для серийного производства. Утверждено техническое задание и разработано схемное решение комбинированной защиты УКЗ. Данное устройство прошло испытания на макетных образцах в хозяйственных условиях. Методика расчета с соответствующей программой для ПЭВМ по определению коэффициента готовности и экономического эффекта от повышения надёжности элемен-

тов электропривода используются в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов в Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (АЧГАА). Результаты работы включены в дисциплину "Электропривод сельскохозяйственных машин" в АЧГАА. Научно обоснованные сроки проведения технического обслуживания и методика их расчета переданы Ростовскому областному объединению Агропромэнерго. Научная тема, связанная с повышением эксплуатационной эффективности сельскохозяйственного электропривода включена в региональную программу Минсельхозпрода и торговли Правительства Ростовской области.

Апробация работы. Основное содержание работы обсуждалось и докладывалось:

- на научных конференциях АЧГАА (г. Зерноград, с 1983...1997 г.), ЧГАУ (г.Челябинск, 1983...1987.1996,1997 г.);

- Всесоюзной конференции в институте повышения квалификации руководящих работников и специалистов (г.Рязань,1986 г.);

- на VII Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы совершенствования разработки и производства асинхронных электродвигателей" (г.Суздаль, 1985 г.);

- Всесоюзной научно-практической конференции в УНИИМЭСХ, г. Киев "Научно-технический прогресс в АПК", 1988 г.;

- на научных конференциях ВНИПТИМЭСХ, г. Зерноград, 1995, 1996,1997 г.;

-навторой международной паучно-практической конференции "Проблемы механизации и электронизации отраслей АПК", г. Краснодар, 1991 г.

Устройство УВТЗ-5 демонстрировалось на ВДНХ СССР в 1986 г., экспонат награжден бронзовой медалью.

На защиту выносятся:

- математические модели надежности асшкронного нерегулируемого электропривода для определения коэффициента готовности с учетом скрытых отказов и математические выражения, связывающие показатели эксплуатационной эффективности системы;

- рекомендации по организации эксплуатации асинхронных нерегулируемых электроприводов рабочих машин, содержащие методику определения сроков проведения профилактических обслуживании, методику оценки экономической эффективности мероприятий по повышению надежности и алгоритмы программ для расчета показателей надежности;

- обладающие новизной технические решения устройств защиты электродвигателей.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 38 печатных работах, в число которых входит 6 описаний изобретений, один патент. 6 научных отчетов по результатам НИР.

Струтлра ii объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и приложения. Изложена на 283 страницах, включая 37 таблиц, 48 рисун-

ков и библиографического списка из 225 наименований. Приложение к диссертации дано на 84 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель работы и задачи исследований, определена научная новизна и практическая ценность работы, показана апробация научных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу состояния качества функционирования асинхронного нерегулируемого электропривода предприятий кор-моприготовления и переработки сельскохозяйственной продукции в свете проблемы нехватки ресурсов и необходимости проведения профилактических работ. Для предприятий, работающих в условиях рыночной экономики, первоочередной задачей является повышение эксплуатационной эффективности оборудования, которое определяется комплексным сочетанием надежности и экономической эффективности объекта. Надежность функционирования машин особенно важна для производств, использующих значительное количество технологических систем. В сельском хозяйстве к таким объектам относятся кормоприготовительные и перерабатывающие цехи. Они имеют высокий уровень автоматизации и электрификации производственных процессов. От качества работы машин с электроприводом во многом зависят конечные результаты предприятия. Особенностью работы электроприводов является то, что они связаны с выпуском продуктов жизнеобеспечения биологических обт,ек-тов. Следовательно, срыв технологических операций приводит к дискомфорту организмов и снижению их продуктивности. Значительные ущербы испытывают хозяйства и от отказов электрооборудования перерабатывающих технологических линий. Например, отказ холодильных установок приводит к понижению качества сдаваемого молока.

Качество функционирования электропривода сельскохозяйственных машин рассматривается в комплексе и во взаимосвязи со всеми эксплуатационными факторами, воздействующими на электрифицированную установку. Такой подход ранее был описан в трудах Ерошенко Г. П. Исследования в этом направлении получили дальнейшее развитие в работах Данилова В.Н., Петько В. Г. Автором уточнена структура системы с учетом таких элементов электропривода, как задающие устройства, органы управления, элементы автоматики .

Все входные факторы системы случайно отклоняются от сьоих номинальных значений. Работая в потоке внешних и внутренних случайных нагрузок, электропривод по разному реагирует на них. Чаще всего эта реакция выражается в отклонениях показателей надежности от номинальных значений, приводящих к отказам системы. Основная задача электропривода - быть готовым к выполнению своего функционального

назначения при получении внешнего сигнала в соответствии с технологическим процессом. Решение данной задачи обеспечивается при высоких значениях безотказности и ремонтопригодности. На основании изложенного, выходной сигнал является характеристикой надежности, зависит от входных параметров и определяет готовность системы выполнять свои функции.

Анализ особенностей эксплуатации электроприводов кормоприго-товительных и перерабатывающих предприятий позволил установить, что они работают тяжелых условиях, приводящих к малому сроку службы отдельных элементов.

Вопросам количественной оценки надёжности электрических машин уделяют большое вниманиг научные школы Гольдберга О. Д., Похолкова Ю. П., Каганова 3. Г., Пястолова А. А. Проблеме надёжности отдельных элементов электропривода посвящены работы Андрианова В.И., Прищепа JI.Г., Назарова Г.И., Мусина A.M., Ерошенко Г.П., ГрундулисаА. О., Данилова В.Н., Мамедова Ф. А., Беспалова В.Я. и др. Созданная при этом научная база позволяет получить инженерные методики расчета показателей надёжности элементов электропривода при проектировании, изготовлении и эксплуатации. Получают распространение методы математического моделирования механизмов дефектообразования. Всё больше уделяется внимание скрытым отказам и их выявлению на ранних стадиях развития. Этим процессам посвящены работы Хомутова О.И., Петько В.Г., Воронина Е.И. Своевременному обнаружению скрытых отказов посвящены исследования Сырых H.H., в основе которых использован метод случайных регенерирующих процессов. Известны и другие аналогичные подходы.

Анализ перечисленных работ позволил выявить их общую особенность, заключающуюся в том, что оценка экономического критерия про-еодится только по одному параметру - минимальным эксплуатационным затратам. При этом использовались методы оценки "народнохозяйственной" эффективности, что неактуально для современных рыночных отношений. Функциональные зависимости между показателями надежности и экономическими характеристиками остались не выявлены.

Для определения характеристики качества контроля исправности элемента электропривода при возникновении скрытых отказов введено понятие "коэффициент самоконтроля", который рассчитывается следующим образом :

ь„ =

п

л

С=1

n m

Ег.с+ 1Я2

С=1 2=1

(1)

где: Я - интенсивность отказов г-того элемента, ненаходящегося на г

самоконтроле;

X синтенсивность отказов с-того элемента, находящегося на самоконтроле.

Проанализировав имеющуюся и полученную статистику отказов электропривода и его отдельных элементоз выявлены и классифицированы основные виды аварий. Большая часть рабочих машин рассматриваемых электрифицированных объектов снабжена асинхронным нерегулируемым электроприводом. Одним из элементов этой системы, выявляющего скрытые отказы электродвигателей, являются устройства защиты от аварийных режимов работы. Для электродвигателей кормопригото-вительных предприятий наиболее эффективными средствами защиты являются температурные устройства. Установлены недостатки существующих аппаратов защиты, определены коэффициенты самоконтроля и ■ сформулированы основные требования к их надежности. Потребность выявления скрытых отказов обусловливает необходимость научного обоснования срокоз проведения профилактических работ и создания диагностирующих приборов. До настоящего времени не установлена функциональная связь между конкретными показателями надёжности и пе-риодичностями проведения ТО. Отсутствует оптимизация комплексных показателей надёжности по экономическим критериям, которая в современных условиях хозяйствования приобретает особую актуальность:

Задачи повышения эксплу.пцконной эффективности электропривода необходимо решать с учётом особенностей кормоприготоЕительно-го и перерабатывающего производств. В соответствии с изложенным поставлена цель работы и сформулированы задачи исследований, последовательность решения которых представлена структурной схемой (рис.1).

Вторая глава посвящена разрабогке методов оценки показателей эксплуатационной эффективности электропривода.

Электропривод машин является системой, состоящей из нескольких элементов (электродвигатель, устройства коммутации, аппараты защиты и т.д.), каждый из которых выполняет свои функции с определенной надежностью. Исследование надежности необходимо начинать с установления понятия отказа для конкретной системы. Известно, что отказом является полная потеря работоспособности, либо такое отклонение параметров функционирования, при котором его дальнейшая эксплуатация невозможна по соображениям безопасности или нецелесообразна по экономическим признакам. По характеру обнаружения отказы делятся на явные и скрытые. Скрытые отказы могут быть обнаружены только при специальной проверке (тестировании), проводимой при техническом обслуживании при помощи специальных средств. К таким отказам в электроприводе относятся: снижение сопротивления изоляции электродвигателя.

Последовательность решения задач повышения эксплуатационной эффективности электропривода

Эксплуатационная эффективность электропривода

Установление Установление Определение объема и показателей надежности экономических показателей трудоемкости ТО

,- -1 1

Получение математической модели электропривода и основных расчетных формул для показателей надежности Установление функциональной связи между экономическими и надежностными показателями 1 1 1 Разработка ср-в уменьшения трудоемкости ТО.ТР

1 Определение показателей надежности электроприводов на основе статистич. данных Расчет оптимальных показателей надежности на иснове экономических характеристик

|

1 1

Оптимизация показателей надежности электроприводов

Установление экономически оптимальных сроков ТО Модернизация электропривода Диагностирование элементов электропривода

|-1 !

Электродвигатель I Аппаратура управления Аппараты защиты -Г--ГГ1 --— -1-

Установка более надежных эл.двигател. спец.для с.х. Точный подбор эл.двиг. к раб. машине Улучш. условий зкеплу: тации Уст-ка более надежных аппаратов Улучш. условий эксплуа тации Повыше нис козе самокон роля --1— т Увеличен. нараСотки до отказа

1 Разработка более надежных устройств

Разработка схемных решений Установка световой сигнализации исправности Установка кнопок типа «Тест» Защит а от воздействия окр. средь:

Рис.1.

повышенный износ подшипников, изменение порогов срабатывания устройств защиты и т.п. Скрытый отказ при определенном стечении обстоятельств может перейти в явный, поэтому необходимо их выявление на ранней стадии развития .

Так как восстановление электропривода может производиться путем замены его элементов, то он относится к объектам восстанавливаемым в процессе применения, длл которых допустимы кратковременные перерывы в работе. Элементы электропривода подразделяются на ^восстанавливаемые (кнопка управления, резистор, конденсатор, лампа на-

каливания, полупроводниковые элементы и т.д.) или восстанавливаемые вне процесса применения (электродвигатель, магнитный пускатель и т.д.).

Во время эксплуатации периоды работоспособного состояния электропривода чередуются с периодами восстановления. Время восстановления и время наработки на отказ - величины случайные.

Для электропривода большое значение имеет свойство готовности -способность находиться значительную долю времени в работоспособном и готовом к применению состоянии - Ге(1). Вероятность Гъ(0 при I <ю стремится к установившемуся значению, которое называется стационарным коэффициентом готовности ( кг). При вычислении этого коэффициента необязательно знать законы распределения случайных величин времени наработки на отказ и времени восстановления, необходимы только их математические ожидания.

Для оценки комплексных показателей надежности, к которым относится кг, в работе исследованы математические модели отказов и восстановлений системы с использованием теории марковских случайных процессов.

Анализ одноэлементной модели надежности электропривода позволяет получить выражение для вероятности застать систему в работоспособном состоянии р0(0 или функции готовности

Р0(1) = ГО) = + ехр[- (X + ц) • (2)

Ц. + А. и-ЬА, 1 л

где X, [Д. - интенсивности соответственно отказов и восстановлений электропривода.

Для установившегося режима эксплуатации вероятность безотказной работы системы равна стационарному коэффициенту готовности:

Итр0(О = кг = -^=-Ь— , (3;

ц + А, Т0+Тв

где: Т0 - средняя наработка на отказ;

Тв - среднее время восстановления!

Рассмотрим модель электропривода с двумя состояниями отказа: скрытый и явный. Такая модель может находиться в следующих состояниях: 0 - безотказная работа, 1 - состояние явного отказа электропривода, 2 - состояние скрытого отказа электропривода. Введем следующие обозначения: интенсивности явных отказов и соответствующих

восстановлений электропривода; интенсивности скрытых отка-

зов и соответствующих восстановлений электропривода.

Граф пространства состояний для модели электропривода с двумя состояниями отказа

Рис.2

• Для этой модели справедлива следующая система дифференциальных уравнений:

^^ = ц, • Р, (0 ■+ Ц2 • Р2 (0 - Ро(0 ■(?>!+ >«2); 01

йр,(0

d t dpg(t) dt

■-= - Ро(0-и-i -Pi(t); (4)

Для решения системы уравнений (4) принимаем начальные условия: Ро(0)=1, Р](0)=Р2(0)=0 , нормировочное условие 1*„ + Р, + Р2 = 1 и воспользуемся преобразованием Лапласа:

S - Р0(s) -1 = -(к, + Я.2) • P0(s) + ni • Р, (s) + ц2 ■ P2(s);

S- Р, (s> = X, - Р0(ь> - ц, - Р, (s); (5)

s-p2(s) = ?.2- P0(s)-^-P2(s);

где: Р1 (в) - преобразование по Лапласу функции Р((0; Б - оператор преобразования. Решение системы алгебраических уравнений следующее:

р/з) =_(8+ц,Н8+ц2)_.

01 5-[(8+ ^Мвн-^ Мв+^ + Мв+М'

В(8)в_У^ + Мг)_. (7)

р,(5) =_У^+ц,)_. (8,

Для нахождения оригиналов функций по их изображениям воспользуемся разложением Хевисайда, а также введем обозначе!шя, упрощающие вид полученных уравнений:

ц. + 1Ь + 4-Х-> , „ „ ГЪ Т ,

--- = а; ц, -¡аз + Цз-Х! -Я2 -0 = Ь. (9)

р/.ч_ Ил'И-2 (щ-а-Ь).(ц2-а-Ь) (и ~-;-— +--ч--

Ц»-Й2 + 1-12-л1 + ¡-Ч 2-(а + а - Ь - р)

(. + >) •«] + . ,,р[_ . ь).,].

1 * 2-(а~-а-Ь-р) 1 ' 1

Р[ ({) ___У Иг _ - а - ь)

- ! л \ (П)

г / чт Л] -(Цч + Ь- а) г , . ,

ехр - (а + Ь) • (] + 1 ; - ' • ехр[- (а - Ь) ■ I ; 2 • (а" - а ■ и - р I

Р2(0 =

Hi-h

(й! - a - b)-Ä>2

+ 2-(a2+a-b-ß)

exp[- (a + b) • t] + • exp[- (a - b) • t];

Функция готовности соответственно будет равна вероятности нахождения в состоянии 0 r(v)=Po(t). На рисунке 3 представлены графики функций вероятностей Po(t), Qi(t)=l-Pi(t), Ch(t)=l-P2(t). Анализ полученной функции P0(t) показывает, что можно выделить два участка: нестационарный (функция уменьшается от единицы до установившегося значения) и стационарный (установившееся значение - асимптотически приближающееся к коэффициенту готовности).

Графики функций вероятностей нахождения в отдельных состояниях

i

0,995 0,99 0,985 • 0,98 -

0.975 к.

1Л " Qi(t)=' -p»(t)

г \\

1 \ \ ! \ >

\ 1- P2(t)

ч Pc(t) |

i

Iii!

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 время,час

X j = 0,0005 ч-' = 0;0002 ч-1 ц, = ц2 = 0,025ч-'

Рис.3.

Определение вероятностей нахождения в отдельных состояниях на нестационарном ^астке производится по формулам (10-12). Для стационарного режима средняя вероятность работоспособного состояния следующая:

р0(О = кг = — 1 . (13)

1-М

Обозначим Л[/|_£, = т( - относительный простой электропривода по причине отказа его 1-го элемента. Учитывая, что электропривод состоят из нескольких элементов, то выражение для определения коэффициента готовности принимает вид:

1

г = п ' ^

1

В работе рассмотрена модель электропривода, состоящая из электродвигателя и устройства защиты (рис.4).

Граф состояний для системы, состоящей из электродвигателя и устройства защиты

Л,,**. - соответственно интенсивности скрытых отказоз и зосстанозле-

ний устройства защиты; Л *- соответственно интенсивности явных отказов и

восстановлений устройства защиты; А.; ,А. | - интенсивности потоков ¡-го и .¡-го аварийных режимов, приводящих соответственно к явным и скрытым отказам электродвигателя; Р-дв^Цдв ** " интенсивности потоков восстановлений электродвигателя соответственно при явных и скрытых отказах; (}; - вероятности отказа устройства защиты по отдельным аварийным режимам, приводящие соответственно к явным и скрытым отказам.

Рис.4

Эта система (рис.4) может находиться в следующих состояниях: О - устройство зашиты и электродвигатель работоспособны; 1 - скрытый отказ устройства защиты, электродвигатель работоспособен; 2 - скрытый отказ устройства защиты, электродвигатель в явном отказе; 3 - защитное устройство и электродвигатель в скрытых отказах; 4 - явный отказ устройства защиты, электродвигатель работоспособен; 5 - устройство защиты работоспособно, электродвигатель находится в явном отказе; 6 - устройство защиты работоспособно, электродвигатель - в скрытом отказе.

Решение дифференциальных уравнений при условии, что запрещены переходы из неработоспособных состояний в работоспособные состояния позволило определить вероятности безотказной работы данной системы.

Для стационарного режима получена формула определения вероятности нахождения системы в состоянии 0:

Ро= ■ . -. ^ _ 1 . . . / -^Г-Т- (15)

1 +

Из* ^ДВ* ' Мда** ' V Цдв*

Так как электропривод включает множество элементов аппаратуры управления, то общая формула для определения коэффициента готовности имеет вид:

кг=--------(16)

■ 1 + + +т3** • (т дв.б * +тдз.о * *) I 1

где: т 5, т | - относительный простой кажаой части элемента электропривода, приводящий соответственно к явным и скрытым отказам; т3 * *- относительный простой части устройства защиты, приводящий к скрытому отказу; тде.б*'тдЕ.б ** " относительные простои электродвигателя без устройства защиты , приводящие соответственно к явным и ^крытым отказам.

С учетом формулы (1) коэффициент готовности электропривода рассчитывается по следующей полтой формуле:

т ( п «V Л

1 + Я.да^2рк-чк-Т.*+Ер1-д,-Т.*^ +

+ Ёя.1-тв*-к1|+Ёя.1.тв**.(1-ке1) + я.а-(1-кС1)х 1 1

хТв**^Тв*-1рь + Тв**.£р,у

где: А, дв, А, 3 - интенсивность отказоз соответственно электродвигателя и устройства защиты;

ТВ*,ТВ * * - время восстановления электропривода соответственно при явных и скрытых отказах;

Рк-> Р1 " вероятности отказа электродвигателя соответственно по явным и скрытым аварийным режимам ; ,С[| - вероятности отказов устройств защиты соответственно

яри явных и скрытых аварийных режимах; Л; - интенсивность отказов 1 -го элемента электропривода; кс1 ,ка - коэффициенты самоконтроля соответственно ¡-го элемента и устройства защиты; п,\У - количество аварийных режимов, приводящих соответственно к явным и скрытым отказам электродвигателя;

Б - количество элементов в электроприводе.

Для конкретного предприятия повышение эксплуатационно!! эффективности электропривода связано с дополнительными затратами и получением дополнительного дохода (результата). В этой связи выполняется финансово-экономическая оценка всех инвестиционных проектов. Методы оценки инвестиций хорошо известны за рубежом. В нашей стране экономическая оценка проводилась по упрощенным приемам хозяйственной эффективности, но в последнее время стали появляться нормативные документы и специальная литература по современному инвестиционному анализу. Основой этих расчетов является показатель эффекта !Эг.

Э=Р~3 :13)

где: Р - результаты;

3 - затраты для достижения результата.

Одной из причин возникновения новых методов расчета эффективности инвестиций является изменение ценности денежных средств во времени. В этой связи, процесс расчета будущей стоимости средств, инвестируемых сегодня, производится приведением (дисконтированием) их ценности к начальному периоду. Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используется норма дисконта (Е). Этот показатель представляет собой тот уровень дохода, который реально можно обеспечить, вложив средства в доступный проект инвестирования ( например, положить деньги на сберегательный счет в банке или приобрести ценные бумаги).

В качестве основы определения коммерческой эффективности инвестиционных проектов используют чистый дисконтированный доход (ЧДД). Широкая распространенность метода оценки инвестиций на основе ЧДЦ обусловлена его аддитивностью и способностью отображать приращение экономического потенциала предприятия (ценность фирмы).

ЧДД определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенных к начальному шагу (год, квартал, месяц):

ЧДЦ^СРг-ЗО--^—, (19)

1=0 (1 + Е)

где: Р{,3{ - результаты и затраты на шаге расчета;

Т - горизонт расчета;

Е - норма дисконта (приведения), норма доходности.

Так как инвестиции, вкладываемые в повышение качества функционирования электропривода, рассчитаны на получение эффекта в течении длительного времени, то дня сельскохозяйственных производственных объектов необходимо пользоваться динамической характеристикой - ЧДД. В этом случае расчеты результатов и затрат производятся за каждый год расчетного периода. Частным случаем динамической постановки задачи по определению эффективности инвестиционных проектов является статическая, при которой расчеты производятся за один год. Как показывает формула (19), необходимо знать ежегодный показатель эффекта, который зависит от показателей надежности и рассчитывается по следующей полученной формуле:

^ - ^Р (' Тпн ^гД'Трб ] , „г * /ь _ ь *год о

^т----: , Г +Г1год1к1н гС/ _Т~':>0Х

год V д - лП1 х-к^ ; ч

к

ги_ _ гС>

-;-Г---,----г- -к„-В1П-

тон-(1-кга) т^-к*); (1-к^-к^-т^

где: К - стоимость элемента электропривода с учетом монтажа;

р - приведённый норматив отчислений элемента электропривода; у- удельный технологический ущерб, зависящий от вида животных и технологической операции; - количество часов работы в год;

Бд - стоимость одного профилактического осмотра;

В - параметр численно равный приращению стоимости элемента при снижении интенсивности отказов в 2,71 раз;

ке- коэффициент дисконтирования; б, н - индексы базового и нового варианта.

В качестве критерия оптимизации на нестационарном участке функции готовности электропривода принята скорость изменения затрат на его обслуживание. Стоимость профилактических осмотров электропривода за год зависит от времени между очередными ТО, что можно выразить следующим образом:

= 80-п = (21)

где: п - число осмотров в году;

1Т0- время между техническими осмотрами, в часах наработки;

Бд - стоимость одного профилактического осмотра.

Сопоставив функции (2) и (21), замечаем, что Бто(1) и изменяются с разной скоростью. Экономически выгодно увеличивать надёжность электропривода до тех пор, пока эксплуатационные затраты на поддержание надёжности растут медленнее, чем сама надежность. Исходя из этой предпосылки, путем решения соответствующих уравнений и найдено оптимальное значение функции готовности (для большинства электроприводов оно составило 0,968)..

В качестве критерия оптимизации на стационарном участке эксплуатации принят годовой эффект. Формула (20) показывает, что целевая функция зависит от Тзн и Тон , которые входят в расчетную формулу коэффициента готовности. На основании дифференциального анализа получаем систему уравнений:

5ЭГ

дЭг 5Т0Н

= 0

= 0 (22)

Решением системы будет являться вектор:

кги = (ТИ1;Т0Н) ' (23)

В дальнейшем оптимизация ведется в зависимости от выбранной стратегии эксплуатации:

- сокращение времени нахождения электропривода в состоянии скрытого отказа, путем изменения периодичности технических обслуживании;

- повышение наработки на отказ отдельных элементов электропривода. Пряле^Е-Л! стратегии эффект будет определяться по формуле:

^ - лг * (Ъг 1г ^ *год' ( кП1 кгб

л

(24)

Функция (24) достигнет максимума при следующем значении кш:

к =к =1_ ко-Бо (25,

га г.опт . V у* ' ■ ( '

t

гтт,»-1г - Г0Д -У*

где .К0 — ———, У г-у 1гол • 4-Т0

Оптимальную периодичность 1то в практических расчетах можно определить по номограммам (рис.5). Исходными данными з этом случае являются отношение максимального годового технологического ущерба (У*г) к единичным затратам на техническое обслуживание (Эо) и средняя наработка на отказ ( в годах). Пример определения кг опт и оптимального значения относительной периодичности ТО

( 1ТоАгод)°" показан на рис.5. При постоянной периодичности ТО формула (20) принимает вид:

1,ГОД V П1 1 Кгб ' *ГО

Оптимальное значение коэффициента готовности, соответствующее максимальному эффекту, определяется по формуле:

I

~ ^Г.ОПТ ~ - т-> ж ' (27)

Номограммы для определенна периодичности технических обслуживании

коэффициент готовности.о.е.

1,2,3 - зависимость У*г/В0=Якг) при средней наработке на отказ соответственно ! .2,3 лет:

1*,2*,3* - зависимость 1тгЛх|«=Якг) при средней наработке на отказ соответствен© 12,3 лет.

Рис.5.

Третья глава посвящена вероятностному моделированию надежности и установлению оптимальных значений числовых характеристик.

Расчет коэффициента готовности по формуле (17) достаточно трудоёмкий. В этой связи составлен алгоритм программы для вычислений на ПЭВМ. В соответствии с данйым алгоритмом реализована программа, позволяющая на основе имеющихся исходных данных получать коэффициенты готовности электроприводов основных технологических процессов кормоприготовительного и перерабатывающих производств.

В рабо.те разработана вероятностно-статистическая модель - исследовательский аппарат, позволяющий проверить допущения, принятые при математическом описании связей между объектами или при расчете надежности сложной системы. На основе описания процесса функционирования электропривода был составлен алгоритм вероятностной модели, который включает процедуры определения точности моделирования, генерирование случайных величин по заданному закону распределения. По программе смоделированы процессы работы основных электроприводов рабочих машин (табл.1).

Таблица 1.

Данные показателей надежности по результатам моделирования и их отклонение от аналитических вычислений

НАИМЕНОВАНИЕ МАШИН ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ГОТОВНОСТИ ОШИБКА ( ПО СРЕДНЕ МУ. %

при моделировании аналитическое

min среднее шах

1 Кормоизмельчитель «Воягаоь-5» 0,948 0,963 0.974 0,975 1.2 !

2 Измельчитель грубых коомов ИГК-ЗОБ 0,942 0,958 0,968 0,976 2,4

3. Измельчитель корнеплодов ИКС-5М 0,950 0.962 0.974 0.935 2.S

4 Транспортер корнеклубнеплодов ТК-5 0,926 0,951 0.968 0.061 1.0

5 Транспортер скребковый ТС-40М 0.937 0,955 0,962 0.966 1.0

6 Дробилка кормов ДКУ 0,943 0.962 0,971 0.971 1.0 1

7 Дробилка безрешетная ДБ-5 0,700 0,800 0.834 0.808 1.0

8 Смеситель С-7 0,853 0,910 0.943 0,896 1.5

9 Смеситель С-12 0.935 0,954 0,957 0,972 1.9 1

10 Запарник ЗПК-4 0,899 0.925 0,944 0,939 1.5

11 Варочный котел ВК-1 0.892 0,907 0,944 0.909 0

12 Варочный котел-смеситель ВКС-ЗМ 0.899 0.925 0.936 ' 0,942 1.8

13 Оборудование для гранулирования ОГМ-0,8 0.233 0,243 0.258 0Д50 2.8

14 Зерноочистительный агрегат ЗАВ-20 0,257 0,357 0,441 0,376 5

15 Бункео БВ 0.543 0,697 0,785 0,690 1.0 1

16 Танк-охллдитель молока ТОМ-2А 0.714 0,774 0,821 0,764 1.3

17 Холодильная установка МХУ-8С 0,757 0,810 0,853 0,786 3,0

18 Молочный сепаратор СОМ-З-ЮООМ 0.954 0,961 0.971 0,968 1.0

19 . Очиститель-охладитель молока ОМ-1 0.903 0,945 0.951 0,941 0.5

Для большей адекватности получаемых данных реальным моделирование сроков службы элементов электропривода велось с учетом средне-квадратических отклонений. Программа позволяет рассчитывать и выводить промежуточные коэффициенты готовности на отдельных интервалах ременн и проследить его изменение в процессе эксплуатации. Постро-енные,графики кг сравнивались с теоретической функцией готовности для каждой машины. На рисунках 6,7 представлены зависимости теоретиче-

ской функции Г=ед и экспериментального (полученного при моделировании) нестационарного kr=f(t) для электроприводов ТОМ-2А, МХУ-8С.

Зависимости теоретической функции Г=Г(0 и экспериментального (полученного при моделировании) нестационарного кг^^) для электропривода ТОМ-2А

1 »линейность г«г<*> т Ч ЭвВИСИМОСТЬ Kr»f(l> •»•'"» СТАЦИОН.1РНЫЯ КОЭФФИЦИЕНТ готовности

Рис.6

Зависимости теоретической функции r=f(t) и экспериментального

(полученного при моделировании),» естационарного Icx-=f(t) для электропривода МХУ-8С

"«лвмеимость r-rtt>

■■ " ЗАВИСИМОСТЬ Kr Kt> —------- CTfllMQHNmUM «OJ«IIIUMCHT готоанпстм

Рис.7

Используя данную методику и ориентируясь на сегодняшний уровень цен, для болышшства электроприводов получены оптимальные периодичности ТО в часах наработки и в рабочих днях при среднестатистическом времени работы в сутки (табл.2,3).

Таблица 2.

Оптимальные периодичности ТО электроприводов технологических машин кормоцехов

Ла НАИМЕНОВАНИЕ МАШИНЫ ДИАПАЗОН ИЗМЕШШЯ ПЕРИОДИЧНОСТИ ТО КОЛИЧЕСТВО 1 ГОЛОВ

txo сп.час tro сят дней

1 Кормоизмеяьчитель «Волгаоь-5» 76-63 34-25 25-21 12-8 200 КРС 1000 КРС

2 Транспортер корнеплодов ТК-5 93-73 33-28 100 свиноматок

3 Дробилка ДКУ 45-31 89-76 15-10 30-25 800 КРС 200 свиней

4 Смеситель С-12 30-23 103 - 80 10- 8 34-27 2000 КРС 200 свиноматок

Примечание: tTo.or.T- оптимальное количество часов, дней между очередными профилактика«;! при среднестатистическом времени работы в сутки.

В четвертой главе работы выбраны оптимальные средства и мероприятия, повышающие эксплуатационную эффективность электропривода рабочих машин. Используя графики и таблицы данной работы можно определить наиболее выгодный вариант и общую стратегию эксплуатации, к которым надо стремиться в условиях конкретного хозяйстра.

Таблица 3.

Оптимальные периодичности ТО электроприводов технологических машин предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции

№ НАИМЕНОВАНИЕ МАШИНЫ ДИАПАЗОН ИЗМЕНЕ- | НИЛ ПЕРИОДИЧНОСТИ ТО i

tTO огтг.ЧЗС tTO опт дней

1 Зерноочистительный arpera ЗАВ-20 328 - 248. 41-31

2 Комплект А ВМ-1,5 519-273 65-34

3 Танк-охладитель молока ТОМ-2А 214-154 36-26

4 Молочный сепаратор сом-з-юоом 100-85 17-14 1

5 1 Очиститель-охладитель молока ОМ-! 107 - 85 18-13

жена схема, приведенная на рисунке 8.

Одним из эффективных способов получения высокой надёжности электропривода является применение устройств защиты с высокими функциональными защитными характеристиками, например, УВТЗ-5М, "ТЕРК-1", " Модуль-Г'.В основу всех этих устройств поло-

Схема устройства защиты по ас N 1817184

Рис.8

Для электроприводов работающие в едином технологическом процессе (линия измельчения, линия смешивания и т.д.) эффектсгано с точки зрения надёжности применение одного защитного аппарата. В работе приводится схема разработанного устройства групповой температурной защиты УГТЗ-1. Данное устройство успешно прошло Государственные испытания на МИС, подготовлена конструкторская документация для серийного выпуска. Кроме того, разработано и внедрено в ряде хозяйств устройство комбинированной защиты УКЗ-1.

Расширяющийся процесс внедрения новых устройств защиты электродвигателей , как путь повышения надёжности всего электропривода, доказывает необходимость стендов по контролю основных функциональных защитных характеристик применяемых аппаратов. Для контроля параме.ров устройств встроенной температурной защиты имеются проверочные стенды только на - заводах-изготовителях. Эти стенды затруднительно использовать тз эксплуатационных условиях. В результате теоретических исследований процесса настройки УВТЗ-5, УВТЗ-5М предложена схема модернизированного стенда выходного контроля параметров устройств температурной защиты (рнс.Э), который успешно прешел испытания.

Схема стенда выходного контроля УВТЗ-5

и Iе Г Г

--11 11

Стенды выходного контроля аттестованы на заводе-изготовителе УВ13-5М и используются по настоящее время. Аналогичный стенд был передан Северо-

Кавказской МИС для

проведения венных УВТЗ-5М .

Государст-испытаний Такой же

стенд используется Кон-стантиновским Агро-промэнерго при мелкосерийном производстве и при проведении ТО и ТР эксплуатируемых устройств встроенной температурной защиты.

Количество электродвигателей, оборудованных устройствами встроенной температурной защиты, непрерывно увеличивается. Находящиеся в эксплуатации устройства требуют текущего и капитального ремонта. В процессе серийного выпуска также возникает необходимость в ремонте бракованных изделий. Для облегчения ремонта устройств типа УВТЗ-5М разрабо-•тан переносной стенд по ремонту и соответствующая методика. Данной методикой пользуются при серийном производстве и в эксплуатации в районных предприятиях Агропромэнерго.

. Пятая глава посвящена экономическому анализу методов и средств повышения эксплуатационной эффективности электропривода. Основными показателями экономической оценки использования результатов НИР и' ОКР, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений служат: прирост производства продукции, улучшение ее качества, получаемый годовой эффект, чистый дисконтированный доход. Для практических расчетов ЧДД пользуются следующей формулой:

Рис.9

1=о (1 + Е)

Г-К,

(28)

где: Ht - эксплуатационные затраты на шаге расчета t без учета капиталовложений;

К - сумма дисконтированных капиталовложений.

При определении эффективности используется также показатель потока реальных денег ( Cash Flow), т.е. разность между притоком и оттоком денежных средств на каждом шаге расчета. Сумма дисконтированных капиталовложений К определяется по формуле:

К=|кг—i—, (29)

t=o (1 + Е)

где Kt- капиталовложения на шаге расчета.

В экономической части работы определялась эффективность проведения следующих мероприятий в электроприводе:

- замена устройства зашиты электродвигателя;

- установка коммутационной аппаратуры с повышенным значением срока службы;

- изменение периодичности проведения профилактических работ.

Расчет эффективности замены устройства защиты электродвигателя в кормоприготов итель ных. предприятиях проводился по чистому дисконтированному доходу на примере электропривода измельчителя "Волгарь-5".ЧДД определялся от замены устройства зашиты типа PTJI на новое устройство температурной защиты УВТЗ-5М в денежных единицах (1 д.е. равна одному рублю на конец 1996 года). Так как значение уровня доходности зависит от конкретного инвестора и существующих банковских ставок, то расчеты производились для различных нормативов (табл.4,5).

Аналогичные экономические характеристики рассчитаны с учетом среднегодового уровня инфляции и при замене устройства УВТЗ-5 на УВТЗ-5М.

Повышение эксплуатационной-эффективности электропривода также производится внедрением мероприятий, повышающих срок службы аппаратуры управления электропривода, что может осуществляться следующим образом: покрытие аппаратов и шкафов управления специальными защитными составами и их герметизация, применение аппаратов, имеющих повышенную защищенность от воздействия окружающей среды, вынос шкафов управления из помещений с агрессивной средой. В этих случаях определяется внутренняя норма доходности Евн (ВНД). Данная характеристика представляет собой ту норму дисконта (Евн ), при которой величина приведенных эффектов равна приведенным капиталовложениям. Полученный в результате расчета ВНД сравнивается с требуемой инвестором нормой доходности на вкладываемый капитал. ВНД определяется в момент, когда стоимость капитала ЧДЦ равна нулю. Такой расчет может проводиться путем последовательных приближений по

ЧДД, пока он не станет отрицательным. В качестве примера рассчитаны величины, получаемых ЧДД и ВНД от повышения срока службы в два раза аппаратуры управления- электропривода измельчителя кормов. Реализация данного способа производилась применением более надежных элементов закрытого или герметизированного исполнения. ВНД составила 0,38.

Таблица 4

Расчет чистого дисконтированного дохода ЧДД при Е=0,5

1 ПОКАЗАТЕЛИ ГОДЫ |

0 1 2 J 4 5 6 7

I Приток, д.е. 100

300 300 300 300 300 300 зоо

21,9 21,9 21,9 21,9 21,9 21,9 21,9

170 170-

5610 1

1 Отток, д.е. 200 1525

1 Cash Flow, д.е. -100 321,9 321,9 491,9 321,9 321,9 491 $ 4406.9

(1+Е)4 1 0,67 0,44 0,30 0,20 0,13 0,09 0,06

(Cash Flow) (1+ ■EV'jt.e. -100 215,7 141,6 147,6 64,4 41,8 44,3 264,4

ЧДД, д.е. 819,8

Таблица 5

Расчет чистого дисконтированного дохода ЧД Д при Е=0,33

1 ПОКАЗАТЕЛИ ГОДЫ 1

1 0 1 2 3 4 5 6 7

j Приток, д.е. 100

300 300 300 300 300 300' 300

21,9 21,9 21,9 21.9 21,9 21,9 21,9

170 170

5610

Отток, д.е. 200 * 1525

Cash Flow, д.е. -100 321,9 321,9 491,9 321,9 3215 491,9 4406.9

(1+Е)" 1 0,75 0,57 0,43 0,32 0,24 0,18 0,14

(Cash Flow)(l+ >Е)'.д.с. -100 241,4 183,5 211,5 103,0 77,3 88,5 617

ЧДД,д.е. 1422,2

Эффект от изменения периодичности ТО можно рассчитать по формуле:

Расчет эффекта производился от замены периодичности ТО с одного раза в 3 месяца до одного раза в месяц для электроприводов, работающих в комплекте оборудования ОГМ-0,8. Чистый дисконтированный доход определялся для двух норм доходности капиталовложений.

Экономический анализ инвестиций показал, что изменение периодичности ТО электропривода является наиболее эффективным способом повышения надежности.

ВЫВОДЫ

Из анализа существующей эксплуатационной эффективности асинхронных нерегулируемых электроприводов рабочих машин кормоцехов и предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции следует, что эта проблема является одновременно технической и экономической.

].Разработанные математические модели надежности асинхронного нерегулируемого электропривода позволили описать процесс его функционирования в произвольный момент времени и получить формулу, устанавливающую влияние скрытых отказов на коэффициент готовности.

2.Впервые установлена математическая взаимосвязь коэффициента готовности и дисконтированного дохода, позволившая уточнить сроки проведения профилактических мероприятий и установить направления модернизаций электропривода. '

3.Впервые разработана методика оптимизации показателей надежности электропривода в стационарном и нестационарном режимах эксплуатации, позволяющая установить необходимые организационные и технические мероприятия в зависимости от выбранной стратегии повышения эксплуатационной эффективности. '

4.0дннм из средств, повышающих надежность работы электропривода, являются высокоэффективные устройства защиты электродвигателей. Установлено влияние защитных устройств на показатели надежности, что позволило рекомендовать оптимальное устройство защиты для конкретного электропривода и сократить затраты на повышение качества функционирования всего производства в целом.

5.Разработаны алгоритмы вероятностной модели и соответствующие вычислительные программы, позволившие проверить теоретические исследования с достаточной точностью и получить интервалы показателей надежности асинхронных нерегулируемых электроприводов основных рабочих машин. Программа для расчета коэффициента готовности,

(30)

учитывающая возможность появления скрытых отказов, используется в учебном процессе АЧГАА при курсовом и дипломном проектировании.

6.Получены номограммы, облегчающие определение оптимальных значений показателей надежности в зависимости от статистики отказов и экономических характеристик.

7.Рекомендуемые средства повышения эксплуатационной эффективности электроприводов позволяют получать высокие показатели надежности при минимальных капиталовложениях. Предлагаемые сроки проведения профилактических мероприятий обеспечивают поддержание коэффициента готовности на оптимальном уровне, например, для большинства электроприводов рабочих машин кормоцехов - не ниже 0,91.

8.Внедрение устройств защиты электродвигателей, новизна технических решений которых подтверждена авторскими свидетельствами на изобретения, позволяет увеличить коэффициенты готовности отдельных электроприводов на 10-15%. Устройство УВТЗ-5М выпускается серийно и прошло эксплуатационную проверку Ростовским областным объединением Агропромэнерго. В настоящее время внедрено на предприятиях области более 5000 штук устройств УВТЗ-5М, «Модуль-1».

9.Разработанное стендовое оборудование для выходного контроля параметров устройств типа УВТЗ имеет производительность в 2-3 раза выше аналогичных стендов. Предложенные; стенды используются Нальчикским заводом полупроводниковых приборов при серийном производстве УВТЗ-5М, машино-испытательной станцией при их различных испытаниях и Константиновским районным предприятием Агопромэнерго при проведении ТО этих устройств защиты.

Ю.Экономическая оценка внедрения мероприятий по повышению эксплуатационной эффективности асинхронного нерегулируемого электропривода дала следующие результаты: замена устройства защиты РТЛ на УВТЗ-5М в электроприводе измельчителя кормов позволила получить ЧДЦ без учета инфляции (для норм дисконта от 0,5 до 0,15) в интервале 820...2980 д.е., а при 15% годовом уровне инфляции - в интер-•вале 1582...5218 д.е.; замена устройства защиты УВТЗ-5 на УБТЗ-5М в том же электроприводе позволила получить ЧДЦ от 340 до 620 д.е.; эффективность увеличения срока службы аппаратуры управления - и защиты в электроприводе кормоизмельчителя рассчитывалась по внутренней норме доходности (ВНД) и составила 0,38; замена периодичности ТО электропривода гранулятора ОГМ-0,8 с одного раза в 3 месяца до одного раза в месяц позволила получить ЧДЦ 44220 и 97166 д.е. для двух норм доходности (Е1=0,3 и Е2=0,74).

11 .Методы и средства повышения эксплуатационной эффективности асинхронных нерегулируемых электроприводов могут быть использованы при расширяющемся процессе бнедрения регулируемых, автоматизированных электроприводов сельскохозяйственных машин, а также при эксплуатации другого электрифицированного оборудования, например, нагревательных установок, трансформаторных подстанций.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 .Пястолов А. А., Данилов В.Н., Оськин C.B. Причины аварий электродвигателей //Сельский механизатор.-I984.-.N210.-C.32.

2.0ськин С. В. Повышение надежности электропривода сельскохозяй-. ственных машин // Механизация и электрификация сельского хозяйства.-199б.-№3.-С.19-20.

3.А.с.1120444,МКИЗ Н02Н 7/085,5/04.Услройство для температурной защиты электродвигателя /Данилов В.Н., Оськин С. В., Бондарчук П.П., Мухин Ю.Г.-№3500б29/24-07;-Заявлено 15.10.82; Опубл.23.10.84, БИ №39.

4.A.c. 1128329,МКИЗ Н02Н 7/08.Устройство температурной защиты электродвигателя / Иващенко А.Л., Данилов В.Н., Тубис Л.Б., Оськин C.B., Бондарчук П.П., Воробьев В.А., Григорьев Г.Н., Иванов E.B. -№ 356020/24-07; Заявлено 12.01.83; 0публ.07.12.84, БИ №45.

5.А.с. 1163409,МКИЗ Н02Н 5/04,7/085.Устроиство для температурной защиты электродвигателя / Данилов В.Н., Оськин C.B., Бондарчук П.П.-№3583280/24-07;Заявленс> 25.04.83;0публ.23.0б.85, БИ №23.

6.А.с.1277287 МКИЗ Н02Н 5/04,7/08.Устройство для температурной защиты электродвигателя / Данилов В.Н., Тубис Я.Б., Оськин C.B., Воробьёв В.А., Бондарчук П.П.-КЬ3827б88/24-07; Заявлено 21.12.84; Опубл. 15.12.86. Б И №46.

7.А.с.1277292 МКИЗ Н02К 7/09.Устройство для защиты трёхфазного электродвигателя от работы при обрыве и несймметрии фаз питающей сети / Данилов В.Н., Тубис Я.Б., Оськин C.B., Воробьёв В.А., Бондарчук П.П.-№3855120/24-07; Заявлено 15.02.85 ; Опубл.15.12.86, БИ №46.

8.A.c. 1817184,МКИЗ Н02Н 7/03,7/085.Устройство для защиты трёхфазного электродвигателя от аварийных режимов работы / Оськин C.B. Калинин А.Э., Волощук Н.ы.-№4795783/07;-3аявлено 02.01.90; опубл. 3.05.93, БИ №19.

9.Данилов В.Н., Оськин C.B. Анализ причин аварий электродвигателей в сельском хозяйстве // Шестая научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов "Роль и место молодых ученых и специалистов в реализации целевых: комплексных програм социального и экономического развития города в XI пятилетке":(Тезисы докладов).-Ни'лшш! Тагил, 19С4.-С.50.

Ю.Данилов В.Н., Оськин C.B. О защите электродвигателей от работы в аварийных тепловых режимах // Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн.конф. "Сосотяние и перспективы совершенствования разработки и производства асинхронных двигателей", март 1985,-М.:Информэлектро,1985.

11.Данилов В.Н., Оськин C.B. О паразитных э.д.с. в проводах подключения терморезисторов к устройству, температурной защиты электродвигателя // Повышение надёжности работы электроустановок в сельском хозяйстве.-Челябинск,1986.-С.19-24.

12.Исследование фазочувствительного устройства защиты электродвигателя ФУЗ-М / Данилов В.Н., Оськин C.B.- Научный отчет АЧИМСХ, №Гос.регистрации№01860001783, инв.№02860002264, Зерно-оград, 19S5.- 55с.

13.Модернгоация стенда по настройке и проверке изделия УВТЗ-5 и разработка методов контроля / Оськин C.B., Калинин А.Э.- Научный отчет АЧИМСХ, № Гос. регистрации 01870025279, инв.М02910038340, Зерноград, 1989,47 с.

14.0пределение комплексного показателя надежности электропривода в сельском хозяйстве / Оськин C.B., Калинин А.Э., Пахомов А.И., Наухацкая Т.Я.; Азово-Черном. ин-т мех.с.х.-Зерноград,1992.-6 с. -Рук. -Деп. в BHHHT3HarponpoMe,4.9.92,N104 ВС-92.

15.0пределение экономического эффекта от модернизации электропривода в сельскохозяйственном производстве / Оськин C.B., Калинин А.Э., Пахомов А.И., Наухацкая Т.Я.; Азово-Черном. ин-т механиз. с.х.-Зерногград,1992.- 4 е.- Рук.- Деп. в ВНИИТЭИАгропроме,4.9.92, N103,ВС-92. . • -

. _ 16.0ськин С.В, Пономарева Н.Е. Основные аварийные режимы и вероятности их возникновения /Азово-Черномор. гос. Агроинженерная акад.-Зерноград,1996.-8 с.-Рук.- Деп. в ВНИИТЭИАгропроме,05.05.96, N1452-B96.

17.0сьхин C.B. Температурная защита электродвигателей кормоцехов агропромышленного комплекса. -Автореф. дне...канд. техн. наук.-Челябинск, 1987.

18.0ськин C.B. Определение оптимального времени между профилактическими осмотрами электропривода при задашюм уровне надёжности. Азово-Черном.ин-т механиз. с.х.-Зерноград, 1995.-9 с.-Рук.-Деп.в ВИНИТИ, 29.03.95, N853-B95.

19.0ськин.С.В. Устранение паразитных э.д.с. в проводах подключения терморезисторов устройства встроенной температурной защиты удалённого электродвигателя /Методические рекомендации по изучению темы "АПК-интенсивное развитие".-ВИПК,1986.22 с.

20.0ськин C.B. Температурная защита электродвигателей кормоцехов агропромышленного комплекса/ Дисс... ,канд.техн.наук. Челябинск, 1987,145 с.

21 .Оськин C.B. Влияние коэффициента самоконтроля на коэффициент готовности устройств защиты электродвигателей от аварийных режимов работы: Повышение .эффективности использования средств электрификации технологически процессов в сельском хозяйстве / Труды КГАУ, вып.321 (349),Краснодар,1993.