CC BY
7Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 1 (70) Том 4. ЯНВАРЬ 2024 г. УДК 621.317
Алимамедова С.Дж.
Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности (г. Баку, Азербайджан)
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Аннотация: одной из основных задач, обеспечивающих надежную и экономичную работу электродвигателей, является правильное управление периодом работы двигателя. Всегда следует уделять внимание обеспечению надежности двигателей. Электродвигатель, отслуживший свой срок и находящийся в эксплуатации, сильно изношен, что ухудшает его эксплуатационные характеристики и увеличивает вероятность аварии. Для поддержания старого оборудования в рабочем состоянии требуется увеличение ежегодных затрат на обслуживание, диагностику и ремонт.
Ключевые слова: двигатель, диагностика, неисправность, оборудования, изоляция, элементы, схемы измерений, методы.
Эксплуатационная надежность электродвигателей является технически и экономически важным вопросом как в промышленности, так и в энергетике. В большинстве развитых стран двигатели потребляют 40-50% производимой электроэнергии. Текущая статистика повреждений двигателя, в основном, следующая:
повреждение элементов статора - 38%, повреждение элементов ротора - 10%, повреждение элементов подушки - 40%, другие повреждение - 12%.
При диагностике электродвигателей в основном применяют следующие методы:
- электрические методы управления путем подключения непосредственно к клеммам двигателя (измерение гармоник, импульсов тока и напряжения),
- методы регистрации электромагнитных или звуковых волн путем установки датчиков на корпусе двигателя (регистрация частичных разрядов, емкостных токов, звуковых волн, вибрации),
- дистанционный метод управления - измерение температуры поверхности двигателя и колодок - тепловизионные измерения.
Указанные методы позволяют определить возникновение дефектов, сопровождающихся электромагнитными (частичные разряды в изоляции, искры в контактах, искры в корпусе сердечника), тепловыми (выделение тепла в замкнутых цепях и контактах) и вибрационными (механические повреждения) явлениями [1-4].
Особенности технической диагностики двигателей.
1) Выявление дефектов по диагностическим признакам:
- диагностические показатели выражаются в величинах (например, Риз [МОм]),
- исследование диагностических показателей в виде так называемых «отпечатков пальцев», например, часть воздушных пор внутри твердой изоляции выявляется в виде разрядов - посредством осциллограммы,
2) Проявление дефектов двигателя в виде физических явлений:
- механические явления: вибрация, трение и т.п. - вибрация определяется методом диагностики,
- события электрического разряда: часть изоляции фиксируется по характеристикам разрядов, искр и т.п.-импульсов,
- тепловые явления: нагрев стали, повышение температуры контактов и т.
д.
3) Получение и чтение информации с работающего двигателя:
- подключение датчика к проводам, питающим двигатель,
- подключение датчика к внешней поверхности двигателя (на корпусе),
- дистанционное управление зоной обогрева корпуса двигателя через тепловизор.
Схемы измерений при диагностике. Схему, используемую при диагностике двигателя, можно условно разделить на два направления:
Первое направление — обнаружение «механических дефектов» в низкочастотном диапазоне: при возникновении механических дефектов возникают скачки тока «в проводах, питающих двигатель, или на выходе». Такие дефекты можно зафиксировать следующими методами (рис. 1):
- путем гормонального анализа тока питания. Информация получается от токоподводящего провода или от входа двигателя посредством гальванической связи (снятие сигнала без прямого электрического контакта) (рис. 1.а),
- с гармоническим анализом емкостных токов между двигателем и землей,
- путем измерения звуковых волн, излучаемых из дефекта, -виброакустический контроль (рис. 1.б).
Рис. 1 Общая схема диагностики «механических дефектов» двигателя: а- гальваническая связь для измерения и гармонического анализа питающего тока (MCSA-Technology), б- виброакустическое измерение, 1-датчик тока, 2-измерительное устройство, 3-вибросенсор, 4-виброконтрольное устройство.
Второе направление — снижение «электрических дефектов» в высокочастотном диапазоне: возникновение электрических дефектов выявляется по возникновению скачков напряжения в «проводах, питающих двигатель». Такие дефекты можно зафиксировать следующими методами (рис. 2):
- путем измерения импульсов (импульсов напряжения) путем гальванического подключения к «проводам питания» двигателя или ко входу двигателя (рис. 2.а),
-путем измерения амплитуды электромагнитных волн, излучаемых дефектом (рис. 2.б).
Рис. 2. Общая схема диагностики электрических дефектов двигателя: а- гальваническая связь (МЭК-60270-2000у), б-локация электромагнитных волн (датчик), 1-соединительный конденсатор, 2-измерение сопротивления, 3-устройство, 4-высокочастотный датчик, 5-прибор, измеряющий электромагнитные волны.
Контроль состояния изоляции двигателей. Измерение сопротивления электрической изоляции является одной из наиболее распространенных задач в электротехнике. Основной целью этого вида измерений является определение исправности электрических проводов, электрических машин, электрических
аппаратов и электрооборудования в целом. Сопротивление изоляции зависит от различных факторов: температуры окружающей среды, влажности воздуха, изоляционного материала и т. д. Сопротивление изоляции обычно измеряется в кило или мегаомах [5-11]. Мегаомметры обычно изготавливаются на стандартные напряжения 500В, 1000В и 2500В.
Измерение сопротивления изоляции электродвигателя следует производить в распределительной коробке. Проверка проводится с помощью мегаомметра между всеми обмотками и между обмотками и корпусом. Корпус заземлен, и все три фазные обмотки статора двигателя подключены к нейтральной точке. Если полученные значения ниже принятой нормы (таблица 1), то измерения производятся отдельно для каждого круга. В таких случаях мегаомметр включают между корпусом двигателя и одной из катушек. (рис. 3.).
Рис. 3 Схемы подключения обмоток статора для измерения изоляции электродвигателя. а-измерение сопротивления изоляции звездообразно соединенных обмоток, б- измерение сопротивления изоляции цепей треугольного соединения, в- измерение сопротивления изоляции фазной петли.
Таблица 1. Допустимые значения сопротивления изоляции электродвигателей.
Значения сопротивления изоляции Уровень изоляции
2 МОм и меньше Очень плохо
2-5 МОт2—5 МОм Плохо
5-10 МОм ниже нормы
10-50 МОм Хорошо
50-100 МОм Очень хорошо
100 МОм и выше Отлично
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Основным вопросом производителей электродвигателей, а также предприятий и организаций, вводящих их в эксплуатацию, является энергоэффективность, бесперебойность работы, снижение аварийности и эксплуатационных затрат. Для этого электрооборудование необходимо вовремя диагностировать. В статье рассмотрены вопросы диагностики электродвигателей, проанализированы методы диагностики. Своевременная и правильная диагностика продлевает срок службы электродвигателей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Хренников А. Ю., Петров А. С., Цыгикало Г. В., Щербаков В. В., Языков С. А. Системы мониторинга и опыт диагностики состояния электротехнического оборудования в ОАО «САМАРАЭНЕРГО» // «ЭЛЕКТРО» № 2. - 2004;
2. Н.М.Пириева, С.В.Рзаева, С.Н.Талибов Анализ устройств защиты от перенапряжений электрических сетей «Интернаука»: научный журнал - № 43(266). Часть 3. Москва, Изд. «Интернаука», 2022. с. 14-17;
3. N. M. Piriyeva, P.F. Rahimli «Control of crane mechanisms with electric drive frequency converter ». Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» №2 4 (61) Том 5 aprel 2023. Pp. 373-379;
4. Н.М.Пириева, З.Х. Гусейнов «Анализ неисправностей в силовых трансформаторах» Научно-издательский центр Вестник науки, № 7 Том 4 (64) 2023 г. Уфа, стр С 297-304;
5. N. M. Piriyeva, F.I Qasimov «Development of software control of electrical transmissions of the irrigation pumping station» International scientific journal BULLETIN OF SCIENCE" No. 4 (61) Volume 3 April 2023. C 243-249;
6. Мамедова Г.В., Пириева Н.М., Ширинова М.Ч. Диагностика силовых трансформаторов // Интернаука: электрон. научн. журн. 2023. № 6(276);
7. Piriyeva N.M., Rzayeva S.V., Ganiyeva N.A. Modern methods of diagnostics of electric power equipment. The 19th International Conference on "Technical and Physical Problems of Engineering" 31 October 2023 International Organization of IOTPE. Ruminiya s.105-110;
8. Пириева Н.М., Гусейнов З.Ф. Характеристики синхронных двигателей. Международный научный журнал «Вестник науки» № 3 (60) Том 4. С.241-246;
9. Н.М.Пириева. Асинхронный электродвигатель с эффективной системой охлаждения. Журнал Проблем Энергетика №4, Баку, 2020 с 34-40;
10. Маруфов И.М., Пириева Н.М., Ганиева Н.А., Мухтарова К.М. Повреждение изоляции обмотки статора в электрических машинах. Журнал Проблем Энергетика №2, Баку, 2019 с 82-85;
11. Пириева Н.М., Ахмедли А.Н. «Сравнения электрических генераторов применяемые в ветроэлектрических установках» Международный научный журнал «Вестник науки» № 1 (70) Том 3. 2024 с.975-986
Alimamedova S.J.
Azerbaijan State University of Petroleum and Industry (Baku, Azerbaijan)
SOME ISSUES OF ELECTRIC MOTOR DIAGNOSTICS
Abstract: one of the main tasks that ensure reliable and economical operation of electric motors is the correct management of the engine operation period. Attention should always be paid to ensuring the reliability of the engines. An electric motor that has served its time and is in operation is severely worn out, which worsens its performance and increases the likelihood of an accident. To keep the old equipment in working order, an increase in annual maintenance, diagnostics and repair costs is required.
Keywords: engine, diagnostics, malfunction, equipment, insulation, elements, measurement schemes, methods.
