Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АЭП 9
1.1 Теоретическое исследование системы АЭП 9
1.3 Описание метода диагностирования 13
1.4 Разработка графа поиска неисправности диагностируемого объекта по
заданному методу поиска неисправности 15
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 16
С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ В ПРОГРАММЕ ANSYS 16
2.1 Моделирование в программной среде ANSYS RMxprt 16
2.2 Моделирование в программном пакете ANSYS MAXWELL 24
Выводы: 27
2.3 Модель SIMPLORER с интегрированной моделью MAXWELL 28
2.4 Модель SIMPLORER с аналитической моделью двигателя 32
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В
СРЕДЕ ANSYS SIMPLORER MAXWELL 35
4 ОБЗОР И АНАЛИЗ СИСТЕМ ДИАГНОСТИКИ АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ РОТОРОМ 55
4.1 Обзор методов диагностирования асинхронного электродвигателя 55
4.2 Обзор возможный неисправностей асинхронного электродвигателя 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК отсутствует
Настоящий проект направлен на решение проблемы обеспечения надёжной и бесперебойной эксплуатации электротехнического оборудования, а именно системы преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД).
В настоящее время происходит четвертая промышленная революция, опирающейся на цифровизацию производства. С 2011 года появился термин Industry 4.0 (Индустрия 4.0), неотъемлемо связанный со Smart Factory (Цифровое/Умное предприятие) - предприятие, сочетающее достоинства массового промышленного выпуска с преимуществами штучного исполнения по индивидуальным требованиям заказчиков. Такое производство обеспечивает максимальное качество продукции и минимальные затраты на изготовление. В условиях Smart Factory требуется организовать отражение промышленной цепочки производства продукта в виртуальном пространстве. Для реальных объектов создаются соответствующие им цифровые двойники. Для получения экономического эффекта при виртуализации производственных процессов необходимо использовать инструменты для работы цифровыми двойниками и инструменты для объединения реального и виртуального миров. Для промышленного предприятия цепочка создания продукта включает фазы: разработка продукта, планирование производства, подготовка производства и инжиниринг, собственно производство продукта, техническое обслуживание и ремонты (ТОиР).
Для работающего Smart Factory принципиальна организация сервиса или технического обслуживания и ремонта по фактическому состоянию оборудования. Для осуществления таких ремонтов используется предиктивный анализ состояния, позволяющий определять состояние объектов диагностирования без вывода их из работы, производить своевременные ремонты при их действительной необходимости. Уменьшение простоев приводит к увеличению производительности и положительному экономическому эффекту.
Более того, на сегодняшний момент актуальна задача обеспечения бесперебойной и высокоточной работы сложных промышленных комплексов с минимальным участием (или вообще без участия) обслуживающего персонала. Электромеханический комплекс будущего - это система, способная осуществлять функции управления и диагностики в онлайн режиме без непосредственного участия человека с использованием интернета вещей и технологии Big Data. Развитие высокоточных датчиков технологической информации, расширение программных и технических возможностей оперативного анализа огромного объема данных, применение облачных технологий, значительное снижение цены хранения информации (цена хранения 1 ГБ составляет менее 0,03 долл. США в год по сравнению с 10 тыс. долл. США двадцать лет назад) делает данную задачу вполне осуществимой и даже необходимой.
Представители промышленности в России и мире заинтересованы в обеспечении надёжной и бесперебойной эксплуатации электротехнического оборудования посредством внедрения систем мониторинга и контроля в реальном времени состояния объекта управления без вывода из эксплуатации его элементов. Такие системы должны:
• выявлять дефекты на ранней стадии;
• оценивать и прогнозировать техническое состояние объекта диагностирования;
• минимизировать время поиска и устранения неисправности;
• определять оптимальные сроки проведения техобслуживания;
• вычислять остаточный ресурс оборудования; использовать технологию обслуживания "по состоянию";
• не требовать установки дополнительного измерительного оборудования.
...
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы было
выполнено исследование системы электропривода ПЧ – АД. Составлена
функциональная схема системы исследования, по которой была разработана
логическая схема для выявления неисправности, в соответствии с методом
поиска неисправности по варианту. Составлена таблица функции
неисправности и граф поиска неисправности в соответствии с методом поиска
неисправности по варианту. В ходе экспериментального исследования была
обеспечена работа электропривода в заданных режимах. Построены
механические характеристики: естественная и искусственные, на которых
показаны заданные точки. Также построена регулировочная характеристика
системы электропривода и переходные процессы скорости и момента, снятые
экспериментально
Во второй главе был смоделирован асинхронный электродвигатель с
короткозамкнутым ротором в программной среде ANSYS Maxwell, Simplorer,
RMxprt.
В третьей главе были построены механические и электромеханические
характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Были
исследованы разные режимы двигателя на холостом ходу, под нагрузкой, при
нагрузке выше номинальной. Также был снят спектральный анализ токов и
момента при разных режимах
В четвертой главе приводится обзор методов диагностики асинхронного
электропривода, какие имеются на данный момент. Показы преимущества
метода спектрального анализа тока.
