Статья опубликована в №20 (апрель) 2015
Разделы: Электротехника
Размещена 04.04.2015. Последняя правка: 06.05.2015.
Просмотров - 3126

Результаты применения методики прогнозирования надежности электродвигателя на основе вероятностной модели его технического состояния

Мартко Екатерина Олеговна

-

АлтГТУ им. И.И. Ползунова

ст. преподаватель

Куликова Л.В.,доктор технических наук, профессор, АлтГТУ им. И.И. Ползунова

УДК 621.31

Большинству существующих в настоящее время методик расчета остаточного ресурса  электродвигателей (ЭД) присущ основной недостаток – низкая достоверность полученных результатов из-за отсутствия учета вероятностных параметров внешней среды эксплуатации, имеющих место в реальном мире. Рассматриваемая проблема многогранна, решается довольно медленно, поскольку ситуация осложнена тем, что в рабочем режиме, как правило, возникают либо организационные и технические трудности, обусловленные необходимостью внедрения соответствующей измерительной техники, либо требуется ресурсоемкая разработка программного обеспечения реализации избранной методики. В связи с этим разработка новой методики прогнозирования надежности ЭД на основе вероятностной модели его технического состояния является актуальной. Целью исследования было оценка и прогнозирование остаточного ресурса ЭД для принятия обоснованного решения по дальнейшей его эксплуатации, ремонту или замене.

На основе математической модели, созданной в процессе исследования [1], было разработано и запатентовано программное обеспечение, позволяющее прогнозировать остаточный ресурс ЭД.

Помимо этого разработана методика «Прогнозирования надежности электродвигателя на основе вероятностной модели его технического состояния». Суть методики заключается в следующем:

1. Определяются вводимые в программное обеспечение исходные данные (описаны в [1]).
2. Выполняются действия в соответствие с алгоритмом, представленном на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Алгоритм работы программного обеспечения определения остаточного ресурса ЭД

            3. После выполнения всех необходимых операций на монитор выводится график прогноза остаточного ресурса ЭД или величина вероятности выхода ЭД из строя (если пользователь указал в начале работы с программой только этот параметр).
            4.В соответствии с полученными данными принимается решение о выполнении необходимых мероприятий по дальнейшему восстановлению/обслуживанию ЭД.

Данная технология апробирована и внедрена на нескольких предприятиях Алтайского края. Для отработки  методики прогнозирования остаточного ресурса ЭД использованы более  200 ЭД мощностью от 2,2 до 7,5 кВт, работающих в достаточно агрессивной среде, поскольку все они установлены на сельскохозяйственных предприятиях.   30% ЭД находились в эксплуатации больше полутора лет, 35% –эксплуатировались год, а 35% составляли новые двигатели. Регистрация показаний сопротивления изоляции велась мегаомметром ЭС0202/2Г. Климатические факторы измерялись прибором DT-321S, а примеси в воздухе – универсальными газоанализаторами упрощенного типа. Все значения занесены в базу данных ПО. В первый год сопротивление изоляции не изменялось, но при дальнейшей эксплуатации оно начало уменьшаться и ближе к 3 годам большинство ЭД выходило из строя.

В качестве примера рассмотрены результаты, полученные на двух сельскохозяйственных предприятиях Алтайского края, где была внедрена соответствующая методика.

Возможности программного обеспечения позволяют прогнозировать объем работ, необходимых для ремонта каждого ЭД. В качестве примера, на рисунках 2-3 изображены графики прогноза остаточного ресурса для нескольких ЭД, установленных на предприятии 1 и 2. На рисунках 2 графика значений сопротивления изоляции – R_ф^*-фактическое и R_п^*-прогнозируемое, где R^*=R/R_норм, R_норм=0,5МОм.

Согласно рисунку 2 ЭД работает немногим более 2,5 лет. Далее происходит обрыв графика фактической работы, а график прогноза продолжается на срок около полугода и обрывается при R^*=0,1. В этом случае двигатель отправляется на осмотр и осуществление ремонтных работ. R_п^* практически полностью повторяет R_ф^*, что позволяет судить о качестве созданной модели.

 

Рисунок 2 – График прогноза остаточного ресурса ЭД (АОП2-82-6УЗ) на предприятии 1 согласно предлагаемой методике

 

Согласно графику, изображенному на рисунке 3, эксплуатация ЭД на объекте составила около двух лет и семи месяцев. По результатам прогноза до отправки в ремонт ЭД дополнительно проработает около шести месяцев. В дальнейшем необходимо принять решение относительно отправки его в ремонт.

 

Рисунок 3 – График прогноза остаточного ресурса ЭД (АО2-81-4УЗ) на предприятии 1 согласно предлагаемой методике

 

           Таким образом, благодаря предложенной методике был осуществлен среднесрочный прогноз остаточного ресурса ЭД, что позволило принять решение по дальнейшей эксплуатации ЭД на предприятии. Точность прогнозирования по данным исследования составляет 85%, что позволяет утверждать о сокращении  материальных затрат не только на ремонт ЭД, но и от возможных простоев оборудования и производственного процесса в целом.

1. Мартко, Е.О. Прогнозирование времени работы электродвигателя до отправки на ремонт [Текст] / Е.О. Мартко. – Современные проблемы электроэнергетики. Алтай 2014 [Электронный ресурс] : сборник статей II Международной научно-технической конференции / Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Электрон. дан. и прогр. – Барнаул : ЦЭОР АлтГТУ, 2014. – С.172-179. 2. Мартко, Е.О. Прогнозирование эксплуатационной надежности электродвигателя на основе вероятностной модели его технического состояния в АПК [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. юрид. наук (05.20.02) / Мартко Екатерина Олеговна; АлтГТУ им. И.И. Ползунова. – Барнаул, 2015. – 19 с.

Рецензии:

12.04.2015, 10:12 Приходько Евгений Владимирович
Рецензия: Довольно четкое и последовательное изложение материала, приведены данные эксперимента, что немаловажно. Недостатком же можно посчитать тот факт, что автор мог более подробно раскрыть каждый пункт методики,дать пояснение алгоритма. Тем не менее данная работа может быть рекомендована к печати

27.04.2015, 23:22 Каменев Александр Юрьевич
Рецензия: Добавить количество источников информации (со ссылками), так как одного явно недостаточно для научной статьи, после чего рекомендуется к печати.

5.05.2015, 17:25 Борисевич Алексей Валерьевич
Рецензия: Как практикующий инженер-исследователь в данной области и автор монографии по векторному управлению асинхронными электродвигателями, могу утверждать, что рассмотренная в статье задача диагностики и предсказания ресурса работы электродвигателе является очень актуальной и технически сложной. На мой взгляд, статья дает законченное резюме результатов программной реализации разработанной методики, которая может заинтересовать инженеров и исследователей. Недостатки, которые при этом могут быть легко исправлены для улучшения качества публикации: 1. Как показывает поиск, автор совсем недавно защитила кандидатскую диссертацию и доступен автореферат с более детальным описанием методики http://www.altstu.ru/media/f/Avtoreferat-Martko-EO.pdf который должен быть включен в список литературы в качестве источника с описанием метода 2. На рисунках 2 и 3 не обозначен 0 по оси Y и единица измерения. После устранения данных замечаний, статья безусловно может быть опубликована.



Комментарии пользователей:

9.05.2015, 9:45 Борисевич Алексей Валерьевич Отзыв: Спасибо за исправления! В таком виде статья может быть опубликована. пс: удачи на защите

9.05.2015, 20:00 Мартко Екатерина Олеговна Отзыв: Благодарю Вас, Алексей Валерьевич.

Оставить комментарий