CC BY
7
Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы
УДК 63-83-52:519.768.2 Дунаев Михаил Павлович,
д.т.н., профессор каф. «Электропривод и электротранспорт» ИрГТУ,
тел. (3952) 40-51-28, e-mail: [email protected] Головин Сергей Валерьевич,
аспирант каф. «Электропривод и электротранспорт» ИрГТУ, тел. (3952) 40-51-28
ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ НАЛАДКИ СИНХРОННЫХ МАШИН
M.P. Dunaev, S. V. Golovin
CONSULT EXPERT SYSTEM FOR АC MACHINES
ADJUSTING
Аннотация. Обсуждено создание консультирующей экспертной системы для наладки синхронных машин переменного тока.
Ключевые слова: экспертные системы, синхронные машины переменного тока.
Abstract. Creation of advising expert system for adjustment of synchronous АC machines is discussed.
Keywords: expert system, АC machines.
Введение. Синхронные машины (СМ) нашли широкое применение в электроприводах разнообразных машин и механизмов, что объясняется их высокими технико-экономическими показателями:
- высоким коэффициентом мощности;
- высоким коэффициентом полезного действия;
- жесткой механической характеристикой;
- выгодными конструктивными особенностями.
В процессе эксплуатации любое электрооборудование физически и морально изнашивается. На степень износа оказывает влияние ряд факторов, обусловленных воздействием окружающей среды, профессиональными навыками персонала, условиями технологического процесса, проведением ремонтов данного электрооборудования.
В процессе эксплуатации синхронные машины подвергаются значительным нагрузкам, например, в горной промышленности данные двигатели используются в качестве «гонных» в системах электропривода экскаватора ЭШ-20/90; кроме того, они являются источником компенсации реактивной мощности сети, то есть выполняют функцию регулятора сети. Следовательно, при эксплуатации данного оборудования необходимо уделять особое внимание поддержанию его в ис-
правном состоянии посредством проведения ремонтов и периодического технического обслуживания, которое включает процесс технического диагностирования.
Техническое диагностирование оборудования представляет собой процесс определения его технического состояния, включающего в себя совокупность свойств объекта, подверженных изменению при производстве или эксплуатации и характеризуемых признаками (параметрами), установленными технической документацией на оборудование [1].
Основное назначение технической диагностики состоит в повышении надежности объектов на этапе их эксплуатации, а также в предотвращении производственного брака на этапе изготовления объектов и их составных частей [2].
Повышение надежности обеспечивается улучшением таких показателей, как коэффициент готовности, коэффициент технического использования, время восстановления работоспособного состояния, а также ресурс или срок службы и наработка до отказа или наработка на отказ для резервированных объектов с восстановлением. Кроме того, диагностическое обеспечение позволяет получать высокие значения достоверности правильного функционирования объектов.
Алгоритм диагностирования. Однако процесс технического диагностирования является трудоемким и зачастую длительным по времени обнаружения, поиска и устранения неисправности. Эти факторы являются предпосылками для разработки оптимизированных алгоритмов диагностирования.
Для построения оптимального алгоритма диагностирования синхронных двигателей (СД) рассмотрим функциональную модель.
иркутским государственный университет путей сообщения
Функциональная схема (модель) синхронной машины показана на рис. 1, где обозначено: ИЭЭ -источник электроэнергии; АС - автомат питания обмотки статора; АР - автомат питания обмотки ротора; ОР - обмотка ротора; ОС - обмотка статора; ОДП - обмотка дополнительных полюсов; ЩА - щеточный аппарат; КК - контактные кольца; С - сердечник (механическая часть ротора); В - вал (механическая часть ротора); М - магнито-провод (механическая часть статора); Н - нагрузка электрической машины; ис - напряжение питания обмотки статора; ив - напряжение питания об-
мотки ротора; Wр - частота вращения ротора; 1с -ток статора.
На рис. 2 показана функциональная схема синхронного двигателя (СД), построенная в соответствии с функциональной моделью рис. 1. На рис. 3 изображена логическая модель СД, построенная в соответствии с функциональной схемой рис. 2.
Модель СД можно представить в виде системы логических уравнений (1):
Рис. 1. Функциональная модель синхронной машины
Рис. 2. Функциональная схема синхронного двигателя
Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы
ш
X = е1 л X1;
г 2 = ^2 л
г з = ез л г 2;
г 4 = ^4 л г 3 л г 9;
г 5 = л г 4 л г11;
г 6 = ^6 л г5;
г 7 = е7 л X 2;
г 8 = л г7;
г 9 = е9 л г 8;
7 = ею Л х з;
,7Ц = е11 Л г10.
(1)
Анализ основных методов диагностирования показал, что оптимизированным методом диагностирования является метод поиска с учетом относительной вероятности (У-алгоритм) [3].
Данный метод представлен графом алгоритма диагностирования СД (У-алгоритм), изображенном на рис. 4.
Средние затраты на определение одного состояния СД по данному методу составляют С(20, ЕТ) = 0,2783.
Разработка базы знаний. Выбор оптимизи-
рованного метода диагностирования является первым этапом создания экспертной системы (ЭС) для наладки синхронных машин.
На втором этапе создания БЗ для наладки СД происходит структурирование БЗ ЭС с учетом выбранного диагностического метода.
Структура БЗ ЭС для наладки синхронных двигателей показана на рис. 5.
В завершение процесса создания базы знаний для наладки СМ знания о функциональной модели формулируются в виде правил и дополняются практическими знаниями специалистов по наладке (экспертов), которые также записываются в виде определенных правил. На данном этапе происходит окончательное структурирование базы знаний экспертной системы.
Вывод. Процесс наладки является трудоемким и включает в себя проверку электродвигателя и устройств управления, настройку системы возбуждения синхронного двигателя и снятие характеристик электропривода. Вследствие этого создание экспертной системы для наладки синхронных машин позволит сократить время обучения персонала и ускорить процесс диагностирования электрооборудования.
С^С
1 2 3 4
Рис. 4. Граф У-алгоритма диагностирования СД
Рис. 5. Структура БЗ ЭС для наладки синхронных машин
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика: основные термины и определения. — М. : Изд-во стандартов, 1989.
2. Григорьев А. В., Осотов В. Н. Диагностика в технике. Понятия, цели, задачи // Электротехника. - 2003. - № 4. - С. 46-51.
3. Дунаев М. П. Экспертные системы для наладки электроприводов : моногр. - Иркутск : ИрГТУ, 2004. - 138 с.
