ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПУБЛИКАЦИИ
Купить

Актуальность работы. Одной из основных задач в электротехнической отрасли является задача оценки ресурса на этапе проектирования электротехнических комплексов, а также оценка выработанного и прогнозирование оста-точного ресурса комплексов в период эксплуатации. Для объектов и систем, которые находятся в длительной эксплуатации, на первый план выходят вопросы, связанные с непрерывной диагностикой их технического состояния и определения остаточного ресурса. Последняя проблема - продление срока службы эксплуатируемого электрооборудования, характерна для горнодобывающей промышленности. В частности, это относится к парку шагающих экскаваторов, основное количество которых работает на российских горных предприятиях с 70-80-х годов прошлого столетия.
Работоспособность экскаватора зависит от исправного функционирования всех его систем, включая механическое, электрическое и рабочее оборудование. Одним из наиболее ответственных узлов экскаватора является электро-технический комплекс (ЭТК) главных приводов. Отказ электропривода одного из трех главных механизмов экскаватора - подъема, тяги или поворота - приводит к остановке всего экскаватора. При этом, одной из основных проблем являются отказы электрооборудования ЭТК экскаватора, обусловленные режимами работы и влиянием горнотехнических условий эксплуатации. Прогнозирование таких параметров, как сопротивление изоляции, параметров вибрации, показателей теплового режима работы электрооборудования может быть использовано для раннего выявления дефектов, вызывающих отказы электрооборудования ЭТК главных приводов экскаватора.
Современный уровень развития микропроцессорной техники позволяет использовать специализированные технические средства, методы и алгоритмы для автоматического контроля диагностических параметров, диагностики и прогнозирования технического состояния ЭТК главных приводов экскаваторов.
Целью диссертационной работы является разработка методики прогнозирования диагностических параметров технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов главных приводов мощных экскаваторов.
Идея работы: разработка методов эффективной эксплуатации электрооборудования главных приводов экскаваторов и раннее предупреждение отказов путем прогнозирования диагностических параметров электротехнического комплекса электропривода.
Для достижения поставленной цели в работе рассматриваются следующие задачи:
1) разработка диагностической модели электротехнического комплекса главных приводов экскаваторов;
2) определение состава диагностических параметров, характеризующих техническое состояние электротехнического комплекса главных приводов одноковшовых экскаваторов;
3) разработка методики и алгоритмов предобработки входной последовательности диагностических сигналов электротехнических комплексов с целью ее представления в виде суперпозиции компонентов с заданными свойствами;
4) разработка адаптивной системы прогнозирования компонентов разложения входных последовательностей диагностических сигналов электротехнических комплексов с помощью линейных предикторов;
5) определение параметров настройки линейных предикторов, влияющих на точность прогнозирования компонентов разложения входных диагностических сигналов электротехнических комплексов главных приводов одно-ковшовых экскаваторов;
6) постановка и решение задачи поиска оптимальной структуры разложения входных последовательностей диагностических сигналов электротехнического комплекса с использованием результатов прогнозирования компонентов разложения;
7) оценка погрешности предлагаемой методики прогнозирования параметров технического состояния электротехнического комплекса электропривода.
Автор защищает:
1) методику разложения входной дискретной последовательности диагностических сигналов электротехнического комплекса главных электроприводов одноковшовых экскаваторов на компоненты с заданными свойствами;
2) методику построения адаптивного алгоритма прогнозирования на основе предложенного алгоритма декомпозиции дискретной последовательности диагностических сигналов электротехнического комплекса;
3) методику поиска оптимальной структуры декомпозиции входной последовательности диагностических сигналов электротехнического комплекса главных электроприводов одноковшовых экскаваторов;
4) модель адаптивной системы прогнозирования дискретных диагностических сигналов электротехнического комплекса, отличающуюся структурой разложения и используемой весовой функцией фильтра.
Методы исследований. При проведении теоретических и практических исследований были использованы методы математической статистики, градиентные методы многомерной оптимизации, методы теории автоматического управления, положения теории информации и надежности технических систем, а также методы математического моделирования с использованием пакета про-грамм МаЙаЬ.
Научная новизна полученных автором результатов заключается в следующем:
1) предложена и обоснована новая методика прогнозирования диагностических параметров технического состояния электрооборудования и электрических машин главных приводов одноковшовых экскаваторов, отличающаяся структурой адаптивной системы прогнозирования и весовой функцией фильтра, позволяющей выделять из входных последовательностей компоненты со свойствами детерминированных синусоидальных функций;
2) разработана новая адаптивная система прогнозирования диагностических параметров технического состояния электротехнических комплексов одноковшовых экскаваторов, отличающаяся тем, что структура модели, ее параметры и интервал упреждения являются объектами структурной и параметрической оптимизации.
Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем:
1) линейный характер вычислений предложенного метода прогнозирования позволяет использовать его во встроенных информационных системах экскаваторов для прогнозирования диагностических параметров в режиме реального времени;
2) результаты прогнозирования могут быть использованы для организации работ по техническому обслуживанию оборудования электротехнических комплексов главных приводов экскаваторов;
3) предложенный метод может быть использован как базовый при построении более сложных систем диагностирования электротехнических комплексов главных приводов экскаваторов, учитывающих взаимное влияние диагностических параметров;
4) методика разложения дискретных последовательностей диагностических параметров электротехнических комплексов может быть использована для анализа свойств регистрируемых сигналов.
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждена сравнением результатов прогнозирования сопротивления изоляции электрических машин трех главных электроприводов экскаватора ЭШ 40.100 на интервале 25 дней с реальными данными. Относительная погрешность прогноза тренда на данном интервале не превышает 5% для всех последовательностей.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Уральской горнопромышленной декаде (Екатеринбург, 2004, 2006, 2010 и 2013г.), а также на VII Международной конференции по автоматизированному электроприводу (Иваново, 2012г.). Получено авторское свидетельство о регистрации программного комплекса «Декомпозиция диагностических параметров электротехнических комплексов экскаваторов».
Теоретические результаты работы используются в курсе «Анализ и синтез систем управления электроприводом» при подготовке магистров по направлению 10400.65 «Электроэнергетика и электротехника». Кроме того результаты работы были использованы при разработке математического, алгоритмического и программного обеспечения для информационных систем одноковшовых экскаваторов, производства ОАО «Уралмашзавод».
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 58 рисунков и 20 таблиц. Список литературы состоит из 117 наименований.

Купить