Елементи теорії та питання практичного застосування систем вібродіагностування рухомих вузлів електричних машин

Abstract

Досліджено особливості фізичних процесів, які відбуваються під час роботи електричних машин змінного струму, зокрема електричних машин, що містять рухомі вузли. Розроблено математичну модель рухомих вузлів роторних електричних машин з використанням лінійних випадкових і лінійних періодичних випадкових процесів, яка враховує періодичність вібраційного процесу і вплив на нього окремих джерел вібрації, що мають різну фізичну природу і просторову локалізацію. Для створеної моделі обґрунтовано діагностичні ознаки, використання яких дозволяє визначити технічний стан вузла, що діагностується. Розроблено та експериментально випробувано лабораторний зразок системи технічного діагностування, перевірено його відповідність діючим стандартам України. Проведено експериментальне дослідження з вимірювання та аналізу вібраційних сигналів, отриманих з лопаті працюючої вітроенергетичної установки. Проведено експерименти на стенді Інституту електродинаміки; з використанням запропонованих моделей та методів діагностування проведено навчання системи та перевірено її функціональність при визначенні технічного стану вузлів, що діагностувалися.

Исследованы особенности физических процессов, которые происходят во время работы электрических машин переменного тока, а также электрических машин, содержащих подвижные узлы. Разработана математическая модель подвижных узлов роторных электрических машин с использованием линейных случайных и линейных периодических случайных процессов, которая учитывает периодичность вибрационного процесса и влияние на него отдельных источников вибрации, имеющих различную физическую природу и пространственную локализацию. Для созданной модели обоснованы диагностические признаки, использование которых позволяет определить техническое состояние диагностируемого узла. Разработан и экспериментально испытан лабораторный образец системы технического диагностирования, проверено его соответствие действующим стандартам Украины. Проведено экспериментальное исследование по измерению и анализу вибрационных сигналов, полученных на лопасти работающей ветроэнергетической установки. Проведены эксперименты на стенде Института электродинамики НАН Украины, с использованием предложенных моделей и методов диагностирования проведено обучение системы и проверена ее функциональность при определении технического состояния узлов, которые диагностировались.

Investigated peculiarities of the physical processes that occur during the operation of electrical AC machines and electrical machines containing moving parts. Developed mathematical model of rotary electric machines moving parts with using random linear and random linear periodic processes that takes into account the periodicity of vibration process and influence on it of individual sources of vibration having different physical nature and spatial localization. For the created model, diagnostic parameters were substantiated, the use of which allows determining of the technical conditions of diagnosed part. Developed and experimentally tested a sample of the system for technical diagnostics, checked its compliance with current standards of Ukraine. Carried out experimental study to measuring and analysis of vibration signals obtained on rotor blade of the working wind power unit. Experiments were carried out at the stand of the Institute of electrodynamics National Academy of Science of Ukraine. Using the proposed models and methods of diagnosing, system have been trained and its functionality have been verified in the determining of the technical condition of parts that were diagnosed.