CC BY
2342
TECHNICAL SCIENCE / «ШУУШШУМ-ЛШШаИ» #592), 2021
Кожевников И.Е.
Акционерное общество «Северное Производственное Объединение «Арктика» /Северный (Арктический) Федеральный университет имени Михаила Васильевича Ломоносова, Северодвинск
DOI: 10.24412/2520-6990-2021-592-42-44 ДИАГНОСТИКА АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ INDUSTRY 4.0
Kozhevnikov I.E.
Joint Stock Company "Northern Production Association " Arctic "/Northern (Arctic) Federal University
named after Mikhail Vasilyevich Lomonosov, Severodvinsk
DIAGNOSTICS OF ASYNCHRONOUS ELECTRIC MOTORS UNDER INDUSTRY 4.0 CONDITIONS
Аннотация.
В статье рассматривается судостроительная отрасль, её характерные особенности, важность данной отрасли мировой промышленности для мирового хозяйства и глобальной торговли, дается характеристика системы диагностирования по фактическому состоянию, обосновывается важность системы диагностирования по фактическому состоянию, показывается важность бесперебойной работы асинхронных электродвигателей на судне, и как следствие акцент, который сделан на диагностику в первую очередь асинхронных электродвигателей, рассмотрены методы неразрушающего контроля, наиболее подходящие к судовым асинхронным электродвигателям, обосновывается на примере эффективность применения нескольких методов неразрушающего контроля с помощью виртуального прибора в диагностике электродвигателей в условиях цифровизации экономики и 4-ой промышленной (индустриальной) революции (Industry 4.0).
Abstarct.
The article examines the shipbuilding industry, its characteristic features, the importance of this branch of the world industry for the world economy and global trade, gives a characteristic of the diagnostic system based on the actual state, substantiates the importance of the diagnostic system based on the actual state, shows the importance of the uninterrupted operation of asynchronous electric motors on the ship, and as a consequence the emphasis placed on diagnostics, first of all, of asynchronous electric motors, the methods ofnon-destructive testing that are most suitable for marine asynchronous electric motors are considered, the effectiveness of the use of several methods of non-destructive testing using a virtual device in the diagnostics of electric motors in the conditions of digitalization of the economy and the 4th industrial ( industrial) revolution (Industry 4.0).
Ключевые слова: асинхронный электродвигатель, виртуальный прибор, диагностика, метод неразрушающего контроля, LabVIEW.
Keywords: asynchronous motor, virtual device, diagnostics, non-destructive testing method, LabVIEW.
Введение
Обеспечение бесперебойной работы судовых систем является важной задачей из-за особенностей судостроительной отрасли и эксплуатации
судна. Электрические машины являются наиболее важными и распространенными единицами судового электрооборудования, отвечающие за судовые процессы и работу потребителей, особенно первой группы. Система планово-предупредительного обслуживания электродвигателей в настоящее время заменятся системой технического облуживания по техническому состоянию, которая имеет значительные преимущества. Наиболее часто встречающимся судовым электродвигателем является асинхронный электродвигатель. Для реализации диагностирования электродвигателя в системе технического обслуживания по фактическому состоянию применительно к судостроению наиболее часто применяются тепловой, анализ параметров электрической сети и вибрационный методы нераз-рушающего контроля.
Тепловые методы неразрушающего контроля могут выявлять широкий спектр ненормальных состояний электрической машины. Данный способ позволяет контролировать температуру всей ма-
шины, так и отдельных её узлов. Приборами, осуществляющие данный процесс являются тепловизоры, пирометрамы и др. При значительном изменении параметров электрической сети как выше, так и ниже установленных величин приводит к ненормальным режимам работы электродвигателей, что отражается на работе судовых систем, что в свою очередь отражается на работе судна в целом. Анализ параметров электрической сети основан на регистрации и анализе параметров напряжения, тока и мощности. К достоинствам метода относятся возможность выявления опасных ситуаций ещё до наступления критического момента. Благодаря этому методу диагностики могут быть обнаружены неисправности электрических частей ротора и статора, формы воздушного зазора, источников питания и подшипников. Вибрационная диагностика относится к методам неразрушающего контроля оборудования, основанная на анализе параметров вибрации, которая создается либо работающим оборудованием, либо является источником вторичной вибрации, которая обусловлена структурой исследуемого объекта. Достоинствами метода является малое время диагностирования и возможность обнаружения скрытых дефектов.
«етушшшм-лшшау» #тш, 2©21 / technical science
43
Для покрытия необходимости диагностики электродвигателей в условиях цифровизации экономики и Industry 4.0, в первую очередь асинхронных электродвигателей, на предприятии АО СПО «Арктика» был создан виртуальный прибор, который дает возможность проводить диагностические работы, как в условиях предприятия, так и в условиях объектов заказчика.
Концепция Industry 4.0 находится в неразрывной связи с научно-техническим прогрессом, что предполагает уменьшение массогабаритных параметров приборов и устройств, с одновременным увеличением их производительности и спектра решаемых задач.
С помощью данного виртуального прибора, возможно, проводить многогранное исследование работы электрической машины, что позволяет вывести техническое диагностирование на новый уровень. Важным преимуществом комплекса является возможность диагностирование не только электродвигателей специального исполнения (применяемых на судах), но и общепромышленного назначения.
При создании виртуального прибора была использована продукция компании National Instruments (NI) среда графического программирования Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Work-
bench (сокращенно - LabVIEW). Основой виртуального прибора для проведения диагностики электрооборудования является измерительный модуль National Instruments NI PMA-1115, к которому подключаются датчики (акселерометры, дифференциальный пробник, термопара, токоизмерительные клещи). Исходный код прибора составляется на блок-диаграмме виртуального прибора. В LabVIEW исходный код выглядит блок-диаграммой.
Процесс диагностирования состоит из следующих этапов:
- Определение диагностируемого объекта
- Подключение датчиков к объекту диагностики
- Запуск виртуального прибора
- Снятие показаний
- Обработка и анализ полученных результатов, графиков, термограмм
- Заключение о состоянии диагностируемого объекта
Данный виртуальный прибор позволяет проводить диагностирование в более сжатые сроки с повышенной точностью идентифицировать неисправности объекта диагностики так и повысить эффективность использования диагностического оборудования.
Рисунок 1. Общая термограмма диагностируемого электродвигателя
Рисунок 2. Термограмма подшипника электродвигателя
В ходе проведения диагностирования электродвигателя было установлено:
- На общей термограмме (рисунок 1) температурные максимумы и минимумы составили 29,4°С и 27,3 °С соответственно, среднее значение температуры составило 28,3 Т. На общей термограмме были зафиксированы места повышения
температуры, которые локализовались в подшипниках, поэтому было принято решение провести частную термограмму этой области (рисунок 2). При термографии данной области температурные максимумы и минимумы составили 29,7°С и 25,2°С соответственно, среднее значение температуры составило 28,5 Т. Был проведен анализ локализации
TECHNICAL SCIENCE / «ШЦУШШУМ-ЛШШаИ» #5(92), 2021
44
и температурных значений электродвигателя, в котором установлено, что причиной повышения общей температуры диагностируемого электродвигателя является рабочий подшипник (превышение температуры составляет 0,2% от общего уровня). На основании применения тепловизионного метода неразрушающего контроля был сделан вывод об исправности работы подшипника в частности и диагностируемого электродвигателя в целом, и о возможности дальнейшей длительной эксплуатации согласно режиму.
- На основании измерения уровня вибрации, который составил 1,1 мм/с и на основании норматива ГОСТ ИСО 10816, машина была классифицирована по классу электрических машин и зоне вибрации, которые составили класс I малые машины до 15 кВт, и зона «В» соответственно. По результатам
классификации, применяя вибрационный метод не-разрушающего контроля, был сделан вывод о возможности длительной эксплуатации диагностируемого электродвигателя.
- Используя метод оценки электрических параметров электродвигателя, было зафиксировано отсутствие превышений тока и напряжения в фазах электродвигателя, что говорит об отсутствии скачков напряжений питающей сети и равномерной нагрузки электродвигателя.
Заключение
На основе применения трех методов неразру-шающего контроля была проведена комплексная диагностика электродвигателя, по результатам которой было сделан вывод о возможности дальнейшей длительной эксплуатации данного диагностируемого объекта.
УДК: 697.133
Баклыков Г.А.,
студент магистратуры по направлению «Проектирование, строительство и эксплуатация энергоэффективных зданий», ТГТУ в г. Тамбове,
Россия, г. Тамбов Маркин И.А.,
студент третьего курса обучения по направлению «Строительство», ТГТУ в г. Тамбове, Россия, г. Тамбов
Тамбовский Государственный Технический Университет
Монастырев П.В.
доктор технических наук, директор «Института архитектуры, строительства и транспорта», ТГТУ в г. Тамбове,
Россия, г. Тамбов
ТЕРМОМОДЕРНИЗАЦИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ
Baklykov G.,
graduate student "Design, construction and operation energy-efficient buildings ", TSTU in the city of Tambov,
Russia, Tambov Markin I.A., third year student "Construction", TSTU in the city of Tambov,
Russia, Tambov Tambov State Technical University Monastyrev P. V. Doctor of Technical Sciences, Director of the Institute of Architecture, Construction and Transport, TSTU in the city of Tambov,
Russia, Tambov
THERMAL MODERNIZATION OF A MULTI-STOREY RESIDENTIAL BUILDING
Аннотация.
Теплозащитная оболочка здания является ключевым критерием, определяющим параметр энергоэффективности здания. Не приведение сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций здания в соответствие нормам [1,2] приводит к перерасходу энергетических ресурсов при эксплуатации здания на отопление и энергообеспечение здания в целом.
Целью приведенного в статье исследования являлось изучение энергоэффективности нескольких решений теплозащитной оболочки многоэтажного жилого здания.
