Оценка технического состояния асинхронных электродвигателей с помощью аппарата нечеткой логики
Ключевые слова:
асинхронный электродвигатель, обмотки статора, нечеткая логика, дефект, ток статора, техническое состояние, диагнозАннотация
В настоящий момент в технике наблюдается тренд на усложнение конструкций, а именно оптимизацию используемых ресурсов, повышение безопасности и экологичности работы, уменьшение участия в ней человека. В связи с этим модели оценки технического состояния при планово-предупредительной системе ремонта и проводимых в рамках нее мероприятий приводят к избыточным финансовым расходам на поддержание работы оборудования. При этом не обеспечиваются достаточные гарантии исключения внезапных отказов. Поэтому актуальной задачей является разработка систем оценки технического состояния и функциональной диагностики оборудования в реальном времени. В статье произведена оценка факторов, влияющих на асинхронные электродвигатели, выполнено структурирование параметров и определение показателей, максимально отражающих их текущее состояние. Одной из характеристик, наиболее полно описывающей физический принцип работы электродвигателя, является ток в обмотках статора. Связь тока и внешнего магнитного поля позволяет изучить развивающиеся дефекты без серьезной коррекции системы оценки. Например, анализ текущего состояния тока дает возможность с достаточной точностью диагностировать «явные» неисправности асинхронных электродвигателей и определять степень их развития. Это было проверено и реализовано при исследовании данных, полученных в ходе конечно-элементного моделирования. Для развития метода прогнозирования работы асинхронных электродвигателей необходима доработка математического аппарата с возможностью дополнения метода данными анализа спектрального состава вибрации, сигнала тока и внешнего магнитного поля.
Библиографические ссылки
Лукьянов А.В. Управление техническим состоянием роторных машин (система планово-диагностического ремонта). Иркутск : ИрГТУ, 2000. 229 с.
Nandi S., Toliyat A., Li X. Condition Monitoring and Fault Diagnosis of Electrical Motors – A Review // EEE transactions on energy conversion. 2005. Vol. 20, № 4. Р. 32–37. DOI 10.1109/TEC.2005.847955.
РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования : с изм. и доп. от 01.03.2001. М. : НЦ ЭНАС, 2004. 256 с.
Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию решений. М. : Мир, 1976. 165 с.
Заде Л.А. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений // Математика сегодня. М. : Знание, 1974. С. 5–49.
Chow M.-Y., Bi L., Goddu G. Intelligent motor fault detection // Intelligent Techniques in Industry. Boca Raton FL: CRC Press, 1998. 352 р.
Исследование угловой скорости вращения ротора асинхронного двигателя при дефектах / А.В. Лукьянов, И.О. Бельский, И.С. Куприянов и др. // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы девятой междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2018. Т. 2. С. 455–460.
Кувайскова Ю.Е., Алешина А.А. Техническая диагностика объектов с использованием методов нечеткой логики // Радиотехника. 2017. № 6. С. 32–34.
Advances in diagnostic techniques for induction machines / A.Bellini, F. Filippetti, C. Tassoni et al. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2008. Vol. 55, Is. 12. P. 4109–4126.
Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы электрических системах. М. : Энергия, 1970. 520 с.
Benbouzid M.E.H. Bibliography on induction motors faults detection and diagnosis // IEEE Transactions on Energy Conversion. 1999. Vol. 14, Is. 4. P. 1065–1074.
Никиян Н.Г., Митрофанов С.В., Омон А.Б. Электромагнитные процессы и токи трехфазного асинхронного двигателя при межвитковых коротких замыканиях // Электричество. 2010. № 5. С. 53–56.
Каширских В.Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей. Кемерово : КузГТУ, 2005. 139 с.
Incipient fault detection in induction machine stator-winding using a fuzzy-Bayesian two change points detection approach / F.S. Moreira, M.F.S.V. D’Angelo, R.M. Palhares et al. // 9th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications (INDUSCON 2010). Sao Paulo, 2010. P. 1–6.
Гольдберг О.Д. Надежность электрических машин общепромышленного и бытового назначения. М. : Знание, 1976. 56 с.
Zadeh L.A. Fuzzy sets // Information and Control. 1965. Vol. 8. P. 338–353.
Xin G. Simulation of Vibrations in Electrical Machines for Hybrid-electric Vehicles : master’s Thesis. Göteborg : Chalmers University of Technology, 2014. 68 p.
Асинхронные двигатели серии 4А / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин и др. М. : Энергоатомиздат, 1982. 504 с.
Кетков Ю.Л. Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 7 – программирование, численные методы. СПб. : БХВ-Петербург, 2005. 752 с.
Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. Л. : Энергоатомиздат, 1986. 208 с.
Неразрушающий контроль и диагностика / под ред. В.В.Клюева. М. : Машиностроение, 2005. 656 с.
