Диагностика несимметричных клеток роторов асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат технических наук Заводянская, Елена Анатольевна

• Заводянская, Елена Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Заводянская, Елена Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.

1.1. Парк асинхронных двигателей.

1.2. Эксплуатационные особенности работы асинхронных двигателей.

1.3. Аварийные режимы работы.

1.4. Методы диагностического контроля технического состояния сельскохозяйственных машин.

1.5. Выводы.

2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ АСИММЕТРИЧНЫХ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ.

2.1. Классификация асимметричных электрических машин.

2.2. Моделирование асимметричных сельскохозяйственных машин.

2.3. Основные методы теоретического исследования асинхронных машин сельскохозяйственных электроустановок.

2.4. Метод эллиптических составляющих.

2.5. Выводы.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ.

3.1. Постановка задачи исследования.

3.2. Эллиптические составляющие токов асимметричной клетки ротора сельскохозяйственного электродвигателя.

3.3. Гармонический состав МДС асимметричной клетки.

3.4. Определение диагностических параметров.

3.5. Выводы.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОЙ СТЕПЕНИ НЕСИММЕТРИИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.

4.1. Метод определения номинальной мощности.

4.2. Экспериментальная проверка адекватности модели.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика несимметричных клеток роторов асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок»

Актуальность темы. Сельскохозяйственные машины с асинхронными электродвигателями характеризуются различными (ф условиями работы, которые сказываются на эксплуатационной надежности электродвигателей. Условия работы большого числа электродвигателей в сельском хозяйстве являются тяжелыми из-за воздействия целого ряда внешних факторов: воздействие окружающей среды; факторы электроснабжения; эксплуатационные факторы; воздействия со стороны рабочих машин; факторы эксплуатационного обслуживания [1].

Из-за неблагоприятных условий аварийность электродвигателей в сельском хозяйстве достаточно высока. Различные неисправности, возникающие в электрических машинах, приводят к внезапным отказам в работе и нарушениям сложных и ответственных технологических процессов, в результате которых народному хозяйству наносятся огромные материальные и моральные ущербы.

Очевидно, что неисправности в электрических машинах, используемых в сельском хозяйстве, не всегда наступают внезапно и возникновение их сопровождается определенными изменениями в процессах функционирования. Наличие эффективных методов диагностического контроля позволит путем целенаправленных действий по выявлению и исследованию информативных параметров, изменение которых может быть связано с возникновением определенных неисправностей, в заданный момент времени оценить техническое состояние сельскохозяйственной машины и заблаговременно обнаружить неисправности.

Результаты диагностического контроля сельскохозяйственных машин и механизмов могут служить основанием для принятия решений о дальнейшем использовании машины, определения характера ее предстоящего ремонта или технического обслуживания. На их основе могут быть разработаны диагностические процедуры и тесты, а также построены системы контроля неисправностей машины в процессе работы. ф Главная трудность в решении данной актуальной проблемы заключается в том, что пока недостаточно исследованы отдельные неисправности электрических машин, используемых в сельском хозяйстве, и не определены специальные диагностические параметры, характеризующие изменение процессов функционирования при возникновении соответствующих неисправностей.

Практика эксплуатации асинхронных машин сельскохозяйственных электроустановок показывает, что одной из наиболее часто встречающихся и трудно поддающихся контролю неисправностей является асимметрия обмотки ротора, вызванная обрывом стержня беличьей клетки (* короткозамкнутого ротора. При изготовлении ротора с литой клеткой возможны раковины в стержнях и короткозамыкающих кольцах, в сборной клетке возможна слабая пайка стержней к кольцу, либо низкое качество пайки кольца. В эксплуатации при тяжелых условиях пуска возможны разрывы в клетке ротора из-за температурных деформаций. Таким образом, вероятность появления в эксплуатации асинхронных двигателей с нарушениями в короткозамкнутой клетке ротора достаточно высока.

Разработано несколько способов и средств для диагностического контроля обрыва стержня короткозамкнутого ротора. Однако они не нашли широкого применения из-за сложности реализации, низкой чувствительности и других существенных недостатков. Общ им недостатком практически всех существующих способов диагностического контроля является малоэффективность и непригодность к применению их на работающих машинах.

Эти причины делают актуальным решение задачи по определению специальных диагностических параметров, особенно из числа высших гармонических составляющих, на основе которых можно было бы разработать эффективные способы и средства контроля, позволяющие получать диагностирующую информацию для оценки технического состояния и предупреждения о возникновении неисправностей в процессе функционирования сельскохозяйственной машины.

В настоящее время в сочетании с такими методами, как комплексный, метод симметричных составляющих, метод преобразования координат создан ряд моделей, пригодных для решения задачи по определению специальных диагностических параметров из числа высших гармонических составляющих. В качестве основных можно назвать метод наложения, разработанный К.С. Демирчяном и И.З. Богуславским [3], метод унифицированных элементарных переменных - Е.И. Ефименко [4], ф метод суммарных комплексных ампер-витков - А.И. Адаменко [5].

Существующие методы, как правило, базируются на непрерывных функциях, описывающих установившееся пространственное распределение электромагнитного поля. Такие функции имеют бесконечный спектр, что придает математическому аппарату громоздкость и лишает метод физической наглядности. Таким образом, модели, использующие непрерывные функции, приобретают ярко выраженный расчетный характер, что затрудняет теоретическое исследование объекта в установившихся и переходных состояниях.

Развитием этих методов является метод моделирования, названный ф «методом эллиптических составляющих» [6]. Метод органично включает в себя методы гармонического анализа и симметричных составляющих, что придает ему большую физическую наглядность. В методе эллиптических составляющих реализована идея использования дискретных функций, имеющих конечный спектр, что позволяет радикально уменьшить количество переменных модели и облегчает теоретическое исследование объекта в установившихся и переходных состояниях.

В отличие от существующих моделей, метод эллиптических цц составляющих естественно разделяет математические переменные по физическому принципу и ставит им в соответствие наглядные физические образы - эллиптичные волны. Он позволяет связать внутреннюю асимметрию обмотки с её внешними проявлениями: асимметрией фазных напряжений и токов, генерацией ЭДС дополнительных частот и прочими. В этом отношении метод перспективен для создания теоретических моделей асимметричных сельскохозяйственных машин и разработки эффективных способов и средств диагностического контроля технического состояния электродвигателей сельскохозяйственных электроустановок.

При обрыве стержня беличьей клетки короткозамкнутого ротора в ф той или иной степени нарушается симметричность и синусоидальность токов в фазах, происходит снижение энергетических показателей и ухудшение рабочих характеристик, возникают вибрации и изменение шума и так далее. Поэтому актуально расчетным путем уметь предопределять параметры и характеристики асинхронных машин сельскохозяйственного назначения с дефектами в клетке короткозамкнутого ротора. Это дает возможность установить те предельные величины, при которых сельскохозяйственная асинхронная машина с нарушениями целостности клетки ротора может эксплуатироваться в дальнейшем, fe Далеко не все сельскохозяйственные предприятия в настоящее время в состоянии заменить асинхронные машины с дефектами короткозамкнутой клетки ротора на новые, полноценные. Поэтому возникает необходимость оставлять в эксплуатации асинхронные машины с нарушениями целостности клетки ротора, понизив при этом полезную мощность. Эти причины делают актуальным решение задачи по определению допустимой степени несимметрии асинхронного двигателя с дефектами клетки короткозамкнутого ротора с целью использования остаточного ресурса сельскохозяйственной машины.

Объектами диссертационной работы являются асинхронные двигатели сельскохозяйственных электроустановок с произвольной асимметрией стержней клетки короткозамкнутого ротора.

Целью работы является

• развитие научных основ диагностики несимметричных клеток роторов асинхронных двигателей используемых в сельском хозяйстве.

• разработка метода определения допустимой степени несимметрии сельскохозяйственной асинхронной машины с нарушениями целостности клетки короткозамкнутого ротора.

В рамках заявленных целей были поставлены следующие задачи работы.

1. Разработка математической модели асимметричной клетки короткозамкнутого ротора сельскохозяйственной асинхронной машины.

2. Выявление качественных отличий спектров МДС симметричных и асимметричных клеток и определение информативных диагностических параметров из числа высших гармонических составляющих для разработки на их основе эффективных методов диагностики сельскохозяйственных машин с асинхронными электродвигателями.

3. Разработка метода ремонтной диагностики несимметричных клеток роторов АД сельскохозяйственного назначения.

4. Определение номинальной мощности сельскохозяйственной асинхронной машины с дефектами стержней клетки ротора.

5. Проведение экспериментальных исследований для проверки адекватности результатов теоретических расчетов, выполненных на базе предложенного метода оценки снижения номинальной мощности.

6. Экономическая оценка эффективности предложенных решений по определению допустимой степени несимметрии асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок.

Результаты решения этих задач дают возможность сформулировать положения, выносимые автором на защиту.

1. Результаты исследований основных и дополнительных спектров эллиптических составляющих токов асимметричных клеток роторов асинхронных электродвигателей.

2. Метод оценки снижения номинальной мощности сельскохозяйственного асинхронного двигателя с нарушениями целостности клетки короткозамкнутого ротора.

3. Метод ремонтной диагностики несимметричных клеток роторов асинхронных двигателей сельскохозяйственного назначения.

4. Результаты исследований снижения номинальной мощности в зависимости от числа поврежденных стержней для асинхронных двигателей с различным числом пазов и числом пар полюсов.

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Определен весь спектральный набор эллиптических составляющих токов. Показано, что четные спектры отражаются на увеличении дифференциального рассеяния, нечетные - на изменении тока обмотки статора.

2. Установлены зависимости основного и дополнительных спектров эллиптических составляющих и степени их эллиптичности от вида асимметрии фаз клетки асинхронного электродвигателя.

3. Определены информативные диагностические параметры из числа высших гармонических составляющих для разработки на их основе эффективных методов диагностики сельскохозяйственных машин с асинхронными электродвигателями.

4. Выявлены зависимости снижения номинальной мощности асинхронного двигателя, от вида асимметрии фаз клетки через спектр эллиптических составляющих и степень их эллиптичности.

5. Предложен метод оценки снижения номинальной мощности асинхронного двигателя при произвольной асимметрии фаз клетки, не включающий в себя этап расчета рабочих характеристик.

Практическая ценность. Изменение состава эллиптических составляющих и поведение их векторов на комплексной плоскости являются диагностическими параметрами, на основе которых разработан метод проведения ремонтной диагностики клетки короткозамкнутого t ротора асинхронных машин сельскохозяйственного назначения, позволяющий сделать заключение о работоспособности клетки ротора.

Предложенный метод оценки снижения номинальной мощности дает возможность расчетным путем установить те предельные величины, при которых сельскохозяйственная асинхронная машина с дефектами клетки короткозамкнутого ротора может эксплуатироваться в дальнейшем. Полученные обобщенные зависимости снижения номинальной мощности позволяют без предварительного этапа расчета рабочих характеристик определить снижение номинальной мощности асинхронного двигателя с нарушениями целостности клетки ротора, rtfc Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы ОАО «Сафоновский электромашиностроительный завод» при проведении опытных разработок и натурных испытаний; ОАО «Смоленское ремонтно-техническое предприятие» для определения и допустимой степени несимметрии асинхронного двигателя, при которой сельскохозяйственные асинхронные машины с нарушениями целостности клетки ротора могут эксплуатироваться в дальнейшем; ООО «Ремонтно-механический участок» для определения величины номинальной ^ мощности асинхронного двигателя с дефектами клетки короткозамкнутого ротора, с целью использования остаточного ресурса асинхронной машины.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на молодежной научно - технической конференции технических вузов центральной России (Брянск, 2000 г.), седьмой международной научно - технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2001 г.), молодежной научно - технической конференции технических вузов центральной России (Брянск, 2001 г.), научно - технической конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии. 4 Энергетика. Экономика и менеджмент» (Смоленск, 2001 г.), научной конференции РГАЗУ «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» (Москва, 2004 г.).

Публикации. Содержание работы отражено в 10 научных публикациях. В их числе 1 статья в рецензируемом научном журнале, 2 публикации в материалах конференций, совещаний и симпозиумов, имевших статус всесоюзных и международных.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объём работы составляет 154 страницы; она содержит 62 рисунка, 9 таблиц и 106 наименований списка /ф литературы на 12 страницах.

Заключение диссертации по теме «Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве», Заводянская, Елена Анатольевна

4.5. Выводы.

1. На практике нередко возникает необходимость расчетным путем уметь предопределять параметры и характеристики асинхронных машин, используемых в сельском хозяйстве, с дефектами в клетке короткозамкнутого ротора. МЭС дает возможность установить те предельные величины (в частности величину номинальной мощности), при которых сельскохозяйственная асинхронная машина с нарушениями целостности клетки ротора может эксплуатироваться в дальнейшем.

2. Сравнительный анализ результатов теоретического расчета, проведенного по описанной выше методике моделирования на базе математической модели клетки ротора, заданной (2.48), (2.49), (2.61) и экспериментальных данных (табл.4.2, табл.4.3) позволяет судить об адекватности математической модели, так как расхождение результатов (рис.4.12, рис.4.13) не превышает 6.5%.

3. Анализ данных (табл.4.1) и построенных на их основе диаграмм (рис.4.1 - рис.4.4) показывает, что обрыв стержней ротора асинхронного двигателя с числом полюсов 2р>4 влияет на снижение номинальной мощности слабее, чем в машине с 2р=2. Поэтому в АД с большим числом полюсов можно допустить большее количество оборванных стержней (в процентном отношении к числу пазов ротора), чем в двухполюсных.

4. Проведен расчет номинальной мощности для ряда серийных электродвигателей мощностью Р2 =0.37.22 кВт при различном количестве поврежденных стержней, не включающий в себя этап расчета рабочих характеристик. Установлена степень влияния количества оборванных стержней на снижение номинальной мощности в зависимости от числа пазов и числа пар полюсов асинхронного двигателя.

5. Получены обобщенные зависимости снижения номинальной мощности от числа поврежденных стержней, анализ которых показал, что пусковые и энергетические показатели АД не выходят за пределы допустимых значений и сельскохозяйственная асинхронная машина с нарушениями целостности клетки ротора может эксплуатироваться в дальнейшем при обрыве

• 5-6% стержней для двигателей с 2р=2;

• 7-8% стержней для двигателей с 2р=4;

• 12-13% стержней для двигателей с 2р=8.

6. Обоснованность выводов и рекомендаций по использованию сельскохозяйственных АД с нарушениями целостности клетки ротора подтверждается результатами экспериментальных исследований и их сравнением с расчетными данными.

7. Предложен метод проведения ремонтной диагностики беличьей клетки короткозамкнутого ротора асинхронных машин сельскохозяйственного назначения, который позволяет сделать заключение о работоспособности клетки ротора:

• симметричная клетка ротора АД - z0q = 0;

• возможность эксплуатации АД с нарушениями целостности клетки ротора при снижении номинальной мощности r z0(} < 13% для двигателей с частотой вращения 750 об/мии J z0q <8% для двигателей с частотой вращения 1500 об/мин z0q <6% для двигателей с частотой вращения 3000 об/мин;

• неработоспособная клетка; ремонт АД z0q > 13% для двигателей с частотой вращения 750 об/мин ■s z0q >8% для двигателей с частотой вращения 1500 об/мин ^ z0q > б % для двигателей с частотой вращения 3000 об/мин.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА

Оценка эффективности инвестиционных проектов может быть проведена с использованием методов инвестиционного анализа. В качестве основы определения эффективности инвестиций используется чистый дисконтированный доход (ЧДД) [1]. ЧДД отображает приращение экономического потенциала предприятия. При этом процесс расчета будущей стоимости средств, инвестируемых в производство, осуществляется приведением (дисконтированием) их ценности к начальному периоду. Для приведения разновременных затрат, результатов и эффектов используется норма дисконта (Е ).

ЧДД определяется как превышение интегральных результатов над интегральными затратами в соответствии с выражением [1]: где РГ>И( — результаты и эксплуатационные затраты на шаге расчета t без учета капиталовложений;

К - сумма дисконтированных капиталовложений. Сумма дисконтированных капиталовложений К определяется по формуле [1]: где Kt - капиталовложения на шаге расчета.

При определении эффективности используется также показатель потока реальных денег Cash Flow [1] - разность между притоком и оттоком денежных средств на каждом шаге расчета.

ОЦЕНКИ НОМИНАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ

В основном в сельскохозяйственном производстве используются АД серии 4А мощностью 0,75.11 кВт. Электродвигатели мощностью до 10.13 кВт составляют 70.90% от общего числа. В связи с этим, в качестве примера рассчитана эффективность использования остаточного ресурса АД 4A132S4 (5,5 кВт, 1500 об/мин, z = 34) с нарушениями целостности клетки ротора. При обрыве 2-3 стержней (что составляет 68%) снижение допустимой нагрузки составляет 10% (0.55 кВт-час), о чем свидетельствует обобщенная диаграмма (рис.4.17). Экономический эффект при использовании метода может быть достигнут за счет дохода от экономии средств, затрачиваемых на приобретение и установку короткозамкнутого ротора.

Имеем следующие исходные данные. Стоимость асинхронного двигателя 5200 д.е. Стоимость ротора 1664 д.е. Принимаем капиталовложения при замене ротора, с учетом затрат на приобретение, доставку и монтаж - 2746 д.е. Стоимость 1 кВт-час для промышленных предприятий - 1.68 д.е. Одна денежная единица (д.е.) равна одному рублю на конец 2004 года. С ростом цен (в результате инфляционных процессов) размер одной денежной единицы в рублевом измерении будет возрастать, и соответствовать среднему уровню цен в рассматриваемый момент времени. Так как по данным [10, 20', 21] срок службы электродвигателей не превышает 3 лет, то расчет эффективности использования остаточного ресурса асинхронного двигателя с нарушениями целостности клетки ротора проведен именно для этого интервала времени.

Для сельского хозяйства характерными являются сезонная и суточная неравномерность работ. Самую высокую среднюю нагрузку имеют электродвигатели, используемые в животноводстве, а наименьшую - в подсобных помещениях (гл.1). Средняя суточная продолжительность работы составляет 4.0 - 6.0 часов у двигателей, используемых в животноводстве; 2.5 - 3.5 часа у двигателей, используемых в подсобных помещениях. Результаты расчета средней годовой продолжительности работы (с учетом коэффициента сезонности) и расходы от снижения номинальной мощности приведены в табл.5.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема исследования ' асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок с неидеальными и несимметричными клетками ротора, разработка научных основ их диагностики является актуальной и в отношении методов исследования, и в отношении его результатов.

Проведенная по этим направлениям исследовательская работа позволяет сделать следующее заключение.

1. Разработка эффективных способов диагностического контроля технического состояния асинхронных машин сельскохозяйственных электроустановок, аварийность которых из-за неблагоприятных условий достигает 30%, позволит своевременно определить неисправности, предотвратить внезапные отказы в работе и преждевременный выход машины из строя.

2. Практика эксплуатации асинхронных машин сельскохозяйственного назначения показывает, что одной из наиболее часто встречающихся и трудно поддающихся контролю неисправностей является асимметрия обмотки ротора, вызванная обрывом стержня беличьей клетки короткозамкнутого ротора. На основе анализа существующих способов диагностического контроля обрыва стержня ротора сделан вывод о необходимости определения диагностических параметров из числа высших гармонических составляющих.

3. Анализ моделей, пригодных для определения диагностических параметров, из числа высших гармонических составляющих, позволил сделать вывод о перспективности метода эллиптических составляющих для разработки эффективных методов диагностического контроля асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок. Метод эллиптических составляющих позволяет связать внутреннюю асимметрию обмотки с её внешними проявлениями: асимметрией фазных напряжений и токов, генерацией ЭДС дополнительных частот и прочими.

4. Получены зависимости спектров эллиптических составляющих и степени их эллиптичности от вида асимметрии фаз клетки, позволяющие установить степень влияния количества оборванных стержней на изменение амплитуды и эллиптичности главной ЭС тока.

5. Построена расчетная диаграмма снижения амплитуды составляющей прямой последовательности главной ЭС от числа поврежденных стержней. Полученные данные используются в качестве диагностических параметров при проведении ремонтной диагностики работоспособности клеток роторов АД сельскохозяйственных электроустановок.

6. Разработан метод оценки номинальной мощности асинхронного двигателя при произвольной асимметрии фаз клетки, не включающий в себя этап расчета рабочих характеристик. Предложенный метод позволил установить степень влияния количества оборванных стержней на снижение номинальной мощности в зависимости от числа пазов и числа пар полюсов асинхронного двигателя сельскохозяйственного назначения.

7. Анализ теоретических данных и построенных на их основе диаграмм показал, что обрыв стержней ротора асинхронного двигателя, используемого в сельском хозяйстве,-с числом полюсов 2р>4 влияет на снижение номинальной мощности слабее, чем в машине с 2р=2. Поэтому в асинхронных двигателях с большим числом полюсов можно допустить большее количество оборванных стержней (в процентном отношении к числу пазов ротора), чем в двухполюсных.

8. Определена допустимая степень несимметрии беличьей клетки короткозамкнутого ротора. Анализ результатов исследований показал, что сельскохозяйственная асинхронная машина с дефектами клетки ротора может эксплуатироваться в дальнейшем при обрыве

• 5-6% стержней для двигателей с 2р=2 (в процентном отношении к общему количеству пазов ротора);

• 7-8% стержней для двигателей с 2р=4; (в процентном отношении к общему количеству пазов ротора)

• 12-13% стержней для двигателей с 2р=8 (в процентном отношении к общему количеству пазов ротора).

9. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность метода, достоверность и обоснованность полученных выводов и рекомендаций. Расхождение результатов теоретического расчета и экспериментальных данных не превышает 6,5%.

10. Построены обобщенные диаграммы снижения номинальной мощности серийных электродвигателей мощностью Р2 =0.37.22 кВт, позволяющие определять величину номинальной мощности асинхронных машин сельскохозяйственного назначения с нарушениями целостности клетки ротора без предварительного этапа расчета рабочих характеристик.

11. Предложен метод проведения ремонтной диагностики беличьей клетки короткозамкнутого ротора асинхронных двигателей сельскохозяйственных электроустановок, позволяющий сделать заключение о работоспособности клетки ротора:

• симметричная клетка короткозамкнутого ротора АД -2об = 0'>

• возможность эксплуатации АД с нарушениями целостности клетки ротора при снижении номинальной мощности r z0fi < 13% для двигателей с частотой вращения 750 об/мин J z0(j <8% для двигателей с частотой вращения 1500 об/мин z0(j <6% для двигателей с частотой вращения 3000 об/мин; • неработоспособная клетка, ремонт z0q > 13% для двигателей с частотой вращения 750 об/мин < z0fi >8% для двигателей с частотой вращения 1500 об/мин ^ z0(j >6% для двигателей с частотой вращения 3000 об/мин. 12. Определена эффективность применения разработанного метода оценки номинальной мощности. Результаты экономического расчета показывают, что экономический эффект от использования остаточного ресурса асинхронной машины с дефектами клетки ротора может составить от 45 до 482 д.е. в год для электродвигателя, применяемого в животноводстве; от 699 до 1030 д.е. - в подсобных помещениях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Заводянская, Елена Анатольевна, 2005 год

1. Литвин В.И. Теория сложных' электромеханических процессов и пути совершенствования работы асинхронных двигателей сельскохозяйственных машин. Автореф. дис. . докт. техн. наук. — М., 2001. - 40 с.

2. Гашимов М.А. Основы теории и методы диагностики электрических машин энергетических систем по параметрам процессов функционирования. Автореф. дис. . докт. техн. наук. Баку, 1994. — 48 с.

3. Демирчян К.С., Богуславский И.З. Методы аналитического исследования токов в короткозамкнутых обмотках ротора машин переменного тока. // Изв. РАН. Энергетика. 1992. №4. С. 35 45.

4. Ефименко Е.И. Новые методы исследования машин переменного тока и их приложения. М.: Энергоатомиздат, 1993. - 288 с.

5. Адаменко А.И. Методы исследования несимметричных асинхронных машин. — Киев: Наукова думка, 1969. 356 с.

6. Курилин С.П. Метод анализа несимметричных электрических машин. // Сборник научных трудов № 7. Смоленск, 1994. с.48 50.

7. Справочник по электрическим машинам: 2т. / Под общей ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. М.:Энергоатомиздат, 1988.

8. Борисов Ю.С. Характеристики электродвигателей серии АИР. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1993. №3. С.8-13.

9. Попов В.И., Ахунов Т.А., Макаров Л.Н. Современные асинхронные электрические машины: Новая Российская серия RA. М.: Знак, 1999, 256 с.

10. Курбатова Г.С. Электродвигатели для сельского хозяйства. М.: Энергоатомиздат, 1983.- 64 с.

11. Грундулис А.О. Защита электродвигателей в сельском хозяйстве. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1988. - 111с.

12. Тарасов В.М. Электропривод сельскохозяйственных машин. М.: Россельхозиздат, 1983.- 84 с.

13. Фоменков А.П. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. М.: Колос, 1984. 288с.

14. Шичков Л.П., Коломиец А.П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1995. -367 с.

15. Мамедов Ф.А., Хотунов Ю.М., Мамедов А.Ф. Измельчитель кормов со встроенным электроприводом // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1998. №12.

16. Мамедов Ф.А., Хотунов Ю.М., Мамедов А.Ф. Обоснование конструктивной совместимости торцевого асинхронного двигателя с механизмом измельчения кормов. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1999. №4.

17. Калыш А.Г. Применение линейного двигателя в качестве электромагнитного сепаратора// РГАЗУ агропромышленному комплексу: Сб. науч. тр. РГАЗУ. М.: 1998. С. 175-176.

18. Гурницкий В.Н. Линейный управляющий электродвигатель. -Ставрополь, Ставропольский сельскохозяйственный ин-т, 1992. — 318с.

19. Луковников В.И. Электропривод колебательного движения. М.: Энергоатомиздат, 1984,- 152с.

20. Ерошенко Г.П. Эксплуатационные свойства электрооборудования. Изд-во Сарат. ун-та, 1984. 180 с.

21. Овчаров В.В. Эксплуатационные режимы работы и непрерывная диагностика электрических машин в сельскохозяйственном производстве. Киев: Изд-во УСХА, 1990. - 168 с.

22. Корчемный Н.А., Машевский В.П. Повышение надежности электрооборудования в сельском хозяйстве. К.: Урожай, 1988. -176 с.

23. Пястолов А.А., Данилов В.Н., Оськин С.В. Причины аварий электродвигателей. // Сельский механизатор, 1984. №10.

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

25. Гольдберг О.Д. Качество и надежность асинхронных двигателей. -М.: Энергия, 1986.- 176с.

26. Гольдберг О.Д., Абдулаев И.М., Абиев А.Н. Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1991.-160с.

27. Данилов В.Н. Защита электродвигателей от аварийных режимов. // Техника в сельском хозяйстве. 1988. №2. С. 19-22.

28. Мусин A.M. Аварийные режимы работы асинхронных электродвигателей и способы их защиты. М.: Колос, 1979. - 112с.

29. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин. JL: Энергоиздат, 1989.

30. Гашимов М.А., Аскеров Н.А. Контроль обрыва стержня короткозамкнутых асинхронных двигателей. // Электрические станции, 1984. №40.

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

32. Иванов Смоленский А.В., Кузнецов В.А. Универсальный численный метод моделирования электромеханических преобразователей и систем. - Электричество, №7, 2000. С. 24-33.

33. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1980. - 928 е., ил.

34. Иванов-Смоленский А.В. Электромагнитные поля и процессы в электрических машинах и их физическое моделирование. М.: Энергия, 1969.

35. Иванов Смоленский А.В. Метод проводимостей зубцовых контуров и его применение к электромагнитному расчету ненасыщенной электрической машины с двухсторонней зубчатостью сердечников. - Электричество, №9, 1976. С. 18-28.

36. Иванов Смоленский А.В., Абрамкин Ю.В., Власов А.И., Кузнецов В.А. Универсальный метод расчета электромагнитных процессов в электрических машинах. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 216 е., ил.

37. Иванов-Смоленский А.В., Мнацаканян М.С. Аналитический метод расчета магнитного поля в воздушном зазоре электрических машин с односторонней зубчатостью.// Электричество. 1972. №3. С. 57-60.

38. Богуславский И.З. Особенности полей асинхронного двигателя с несимметричной клеткой при несинусоидальном питании. // Изв. АН СССР. Энергетика и трансп. 1990. №2. С. 77 87.

39. Богуславский И.З. Система уравнений контуров многофазной машины при несинусоидальном питании. // Изв. РАН. Энергетика. 1996. №2. С. 111-126.

40. Демирчян К.С., Богуславский И.З. Расчет токов и потерь в роторе короткозамкнутого асинхронного двигателя с помощью обобщенной характеристики МДС ротора. // Электричество. 1980. №5. С.58 60.

41. Богуславский И.З. Токи в несимметричной короткозамкнутой клетке ротора. //Изв. АН СССР. Энергетика и трансп. 1982. №1. С. 71 76.

42. Демирчян К.С., Богуславский И.З. Токи в стержнях различного сопротивления демпферной обмотки мощного тихоходного двигателя. // Изв. АН СССР. Энергетика и трансп. 1980. №2. С. 38.

43. Богуславский И.З., Савельева М.Г. Метод анализа неустановившегося режима асинхронных машин с несимметрией в клетке ротора. //Изв. РАН. Энергетика. 1999. №5. С. 136 141.

44. Никиян Н.Г., Митрофанов С.В. Методы расчета токов и потерь асинхронной машины с асимметричной клеткой ротора. // Монография. Оренбург: ОГУ, 1999. 49 с.

45. Адаменко А.И. Несимметричные асинхронные машины. Киев: Изд-во АН УССР, 1962.-212 с.

46. Афиногентов О.Н., Беспалов В.Я., Мощинский Ю.А. Анализ установившихся режимов электрических машин с электрической и магнитной асимметрией. Изв. вузов. Электромеханика, 1983, №3. -с. 74-78.

47. Беспалов В.Я., Мощинский Ю.А. О преобразовании системы дифференциальных уравнений электрических машин с электрической и магнитной асимметрией // Электричество, 1984, №1. -с. 57-59.

48. Беспалов В.Я., Мощинский Ю.А., Дунайкина Е.А. Математическая модель асинхронного двигателя при несимметрии напряжений // Электромеханическое преобразование энергии, сб. минвузов, Воронеж, 1986. с. 32-37.

49. Ключников А.Т. Математическая модель несимметричной многофазной машины в пространственно-временных координатах // Электричество, 1998, №7. с. 36-39.

50. Мамедов Ф.А., Малиновский А.Е., Марусев С.А. Особенности использования метода симметричных составляющих при анализе электрически машин. Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт, 1989, №4.-с. 58-63.

51. Копылов И.П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 1994. - 318 е., ил.

52. Хэнкок Н. Матричный анализ электрических машин. Перевод с англ. М.: Энергия, 1967. - 225 е., ил.

53. Грузов JI.H. Методы математического исследования электрических машин. — M.-JL: Госэнергоиздат, 1953. 264 е., ил.

54. Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1978. - 832 е., ил.

55. Лосев С.Б., Чернин А.Б. Вычисление электрических величин в несимметричных режимах электрических систем. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 528 е., ил.г

56. Арешян Г.Л. Вопросы преобразования дифференциальных уравнений многофазных электрически машин. Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт, 1982, №5. с. 52-62.

57. Рахимов О.С. Сравнительная оценка методов расчета переходных процессов в нелинейных электрических цепях. Изв. вузов Электромеханика, 1988, №3. с. 113-114.

58. Копылов И.П., Фильц Р.В., Яворский Я.Я. Об уравнениях асинхронной машины в различных системах координат // Изв. вузов Электромеханика, 1986, №3. с. 22-33.

59. Сипайлов Г.А., Кононенко Е.В., Хорьков К.И. Электрические машины (специальный курс). М.: Высшая школа, 1987. - 287 е., ил.

60. Данилевич Я.Б., Домбровский В.В., Казовский Е.Я. Параметры электрических машин переменного тока M.-JL: Наука, 1965, 339 с.

61. Демирчян К.С. Моделирование магнитных полей- Л.: Энергия, 1974.-288 с.

62. Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока M.-J1.: Изд-во АН СССР, 1962.- 624 с.

63. Лупкин В.М. Обобщение методов приведения и аналитического решения уравнений несимметричных электрических машин. // Электричество.- 1985-№2-с. 22-29.

64. Малиновский А.Е., Талюко В.В. Дифференциальные уравнения несимметричного двигателя, не содержащие периодических коэффициентов. // Электричество 1981- №7.- с. 64-65.

65. Рогозин Г.Г. Определение электромагнитных параметров машин переменного тока: новые экспериментальные методы- Киев: Техника, 1992.- 168 с.

66. Попов В.И., Макаров Л.Н., Мартынов В.А. Электромагнитные процессы в асинхронных машинах с чередующимися пазами короткозамкнутого ротора. // Электротехника 1997.- №9.- с. 1-5.

67. Мартынов В.А., Щелыкалов Ю.Я. Моделирование динамических электромагнитных процессов' электрических машин методом зубцовых контуров. // Электротехника 1996 - №2 - с. 21-25.

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

69. Poland. Szczecin, 2001, Volume 2. Pages 329-334.

70. Ефименко Е.И. Обобщение теории электрических машин с магнитной асимметрией. // Электричество. 1980. №4. С. 36-43.

71. Заводянская Е.А. Математическое моделирование несимметричных электромеханических систем. // Тезисы докладов молодежной научно технической конференции технических вузов центральной России. 25 - 26 мая 2000 г. Брянск. С.30 -31.

72. Заводянская Е.А., Курилин С.П. Метод анализа многофазных асимметричных электрических машин. // Инженерный факультет -агропромышленному комплексу. Сборник научных трудов. Отв.редактор проф. И.Е. Карнаухов.-М.: РГАЗУ. 2001 г.-С. 177 181.

73. Курилин С.П., Заводянская Е.А. Тенденции развития графических средств электромеханики. // Изв. вузов. Электромеханика. 2003. №4. с.15- 18.

74. Курилин С.П., Заводянская Е.А., Кузнецов Н.С. Развитие методов математического моделирования асимметричных электрических машин // Сборник научных трудов РГАЗУ. Агроинженерия. М.: РГАЗУ. 2002 г. С.73 - 77.

75. Заводянская Е.А. Использование метода эллиптических составляющих для диагностического контроля технического состояния сельскохозяйственных машин. // Вестник РГАЗУ. Агроинженерия. М.: РГАЗУ. 2004 г. С.86 - 88.

76. Заводянская Е.А. Гармонический состав токов асимметричных клеток короткозамкнутых роторов. // Вестник РГАЗУ. Агроинженерия М.: РГАЗУ. 2004 г. С.88 - 89.

77. Заводянская Е.А. Гармонический состав МДС асимметричных клеток роторов сельскохозяйственных машин.// Вестник РГАЗУ. Агроинженерия. М.: РГАЗУ. 2004 г. С.90 - 91.

78. Митрофанов С.В. Математическая модель трехфазной асинхронной машины с несимметричной короткозамкнутой клеткой ротора. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Екатеринбург, 1999.

79. Митрофанов С.В., Никиян Н.Г. Токи и моменты асинхронного двигателя с поврежденной клеткой ротора. // Современные технологии в энергетике, электронике и информатике. Материалы региональной научно-практической конференции. Оренбург: ОГУ, 1999. С.79-83.

80. Митрофанов С.В. Расчет характеристик асинхронного двигателя с повреждениями элементов короткозамкнутой клетки ротора. // Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых и специалистов. Оренбург: ОГУ, 1999. С. 126-127.

81. Митрофанов С.В. Определение допустимой нагрузки асинхронной машины с повреждениями в клетке ротора. // Тезисы докладоврегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбуржья. Оренбург: ОГУ, 1999. С. 105-106.

82. Новожилов А.Н., Кислов А.П., Андреева О.А. Метод численного моделирования работы асинхронного двигателя с обрывом в стержне короткозамкнутого ротора.//Электричество. 2004. № 11. С. 41-45.

83. Курилин С.П., Мартынов В.Ф., Макаров JI.H. Математическая модель асинхронного двигателя с чередующимися пазами ротора.// Изв. вузов. Электромеханика. 1991. - № 3. - С. 39 - 44.

84. Курилин С.П., Мартынов В.Ф., Макаров JI.H. К исследованию режимов работы асинхронных двигателей с чередующимися пазами на роторе (АДЧП).// Научн.-практич. конф., посвященной 30-летию Смоленского филиала МЭИ.: Тез. докл. Смоленск, 1991. - С. 51.

85. Курилин С.П., Мартынов В.Ф., Макаров JI.H. Формирование электромагнитных процессов в асинхронных двигателях с чередующимися пазами на роторе (АДЧП).// Современные проблемы энергетики и электротехники./ Труды МЭИ 1991. - С. 104 - 108.

86. А.с. 1798857 СССР, МКИ3 Н 02 К1/22. Ротор короткозамкнутого асинхронного двигателя. /С.П. Курилин, А.Е. Малиновский, В.Ф. Мартынов, J1.H. Макаров (СССР). 4 е.: ил.

87. Цыбулевский Ф.И., Кравчик А.Э. Расчет установившегося режима асинхронного короткозамкнутого двигателя с чередующимися пазами на роторе.// Изв. вузов. Электромеханика. 1989. - № 3. — С. 44-50.

88. Цыбулевский Ф.И., Кравчик А.Э. Расчет токов клетки и вращающего момента асинхронного двигателя с чередующимися пазами.// Изв. вузов. Электромеханика. 1988. - №11.- С. 33 - 38.

89. Резниченко В.Ю., Курилин С.П. Особенности дифференциальных уравнений несимметричной электрической машины переменного тока.// Электричество. — 1983. № 9. - С. 50-52.

90. Расчет асинхронных двигателей с короткозамкнутым ^ асимметричным ротором: Отчет о НИР (заключительный 2) /

91. Московский энергетич ин-т-№ ГР 0189 0060361; -М., 1991.-47 с.

92. Патент республики Казахстан № 5816 Асинхронные двигатели с устройством для обнаружения поврежденного стержня короткозамкнутого ротора./А.Н. Новожилов, А.П.Кислов, О.А. Уваров. Опубл. 15.01.98.

93. Асинхронные двигатели серии 4А // Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 503 с.

94. Мамедов Ф.А., Денисов В.Н., Курилин С.П. Особенности Чг энергетических процессов в электрических машинах сасимметричными обмотками. // Электричество 2002. - №9. - С. 3643.

95. Мамедов Ф.А., Денисов В.НГ, Курилин С.П. Параметрические свойства и особенности энергетики асимметричных обмоток электрических машин.// IV Межд. симпозиум «ЭЛМАШ 2002»: Сб. тр. - 2002. - М., 2002. - С. 85 - 88.

96. Переходные процессы в электрических машинах и аппаратах и вопросы их проектирования. Учеб. пособие для вузов/ О.Д. Гольдберг, О.Б. Буль, И.С. Свириденко, С.П. Хелемская; Под ред. Гольдберга О.Д. -М.: Высш. шк., 2001. 512 с.

97. Высоцкая В.М., Елазин В.И., Могилевская Т.Ю. О причинах обрывагстержней короткозамкнутых роторов. Изв. вузов. Электромеханика, 1961, №1.

98. Тафт В.А. Электрические цепи с переменными параметрами. М.: Энергия, 1968.-327 с.103. ' Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов/ И.П.

99. Копылов, Б.К. Клоков, В.П. Морозкин, Б.Ф. Токарев; Под ред. И.П.

100. Копылова. 3-е изд., испр. и доп. - М.: Высш. шк., 2002. - 757 с.

101. Лопухина Е.М., Семенчуков Г.А., Машкин В.Г., Захаренко А.Б., Бернатович В.Ч. Асинхронный конденсаторный двигатель с несимметричной трёхфазной обмоткой статора. Электричество, 2001, №2.