Автоматизований електромеханічний комплекс по визначенню параметрів машин постійного струму після ремонту

Міністерство освіти України

Національна гірнича академія України (Дніпропетровськ)

 

УДК 621.313.004 13

 

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Автоматизований електромеханічний комплекс по визначенню параметрів машин постійного струму після ремонту

 

Спеціальність: 05.09.03. – "Електротехнічні комплекси та системи"

 

Суф'ян Махмуд Нажиб Аль-Батайнех

 

Дніпропетровськ – 1999

 

Загальна характеристика роботи

 

Актуальність теми. Сучасні світові тенденції науково-технічного розвитку визначають усе більш глибоку автоматизацію виробничих процесів і всіх інших сторін людського життя на базі обчислювальної техніки, що постійно обновлюється. Одночасно особлива увага приділяється підвищенню якості, економічності, ефективності і надійності роботи виробничого устаткування. Надійність електричних машин (найважливіших елементів технологічного устаткування) істотно впливає на техніко-економічні показники виробництва. Водночас, в силу різноманітних причин, електричні машини виходять з ладу. Через особливості технологічного процесу ремонту відремонтована електрична машина має інші, погіршені, номінальні експлуатаційні характеристики. Визначення їх в умовах електроремонтного підприємства не проводиться в силу обмежених діагностичних можливостей. Використання електричної машини, що вийшла з ремонту, в попередніх умовах роботи призводить до повторних відмов.

Потокова діагностика відремонтованих двигунів є складною технічною задачею, тому що потребує проведення широкого спектра досліджень на стадії приймально-здавальних іспитів. Тому дуже актуальної є проблема спрощення процедури іспитів і її автоматизації.

Існуючі іспитові комплекси, як правило, передбачають механічне сполучення машини, що випробовується, і навантажувальної машини. У умовах електроремонтного підприємства, де в ремонті знаходяться електричні машини різного типу і широкого діапазону встановленої потужності, стає очевидної необхідність створення універсального іспитового стенда, що виключає необхідність механічного агрегатування двох машин. Іспитовий комплекс повинен бути малогабаритним, недорогим, а процедура іспитів максимально автоматизована.

Дослідження включені в план бюджетних науково-дослідних робіт Міністерства освіти України рішенням Координаційної ради від 9 грудня 1997 року (тема ГП № 227 "Паспортизація тягових двигунів електровозів після ремонту з використанням методу холостого ходу") і кафедри електропривода Національної гірничої академії України.

Мета роботи.

Метою роботи є створення і дослідження автоматизованого електромеханічного комплексу по визначенню паспортних даних і параметрів машин постійного струму після ремонту в складі електропривода.

Наукові задачі.

Для досягнення цієї мети вирішено наступні задачі:

аналіз причин високої післяремонтної аварійності двигунів постійного струму в складі електропривода для пошуку закономірностей, що забезпечують їхню післяремонтну паспортизацію; 

дослідження теплових режимів роботи машини постійного струму і впливу її параметрів та складових втрат для визначення номінального режиму роботи електропривода;

розробка принципів визначення паспортних даних машини постійного струму на основі поділу втрат в електроприводі в режимі холостого ходу;

розробка структури комплексу, програми і методики паспортизації машин постійного струму в складі електропривода;

експериментальні дослідження алгоритму поділу втрат в електроприводі і визначення паспортних даних машин постійного струму за допомогою автоматизованого комплексу на базі типових схем електропривода;

техніко-економічні дослідження можливості застосування розробленого комплексу по паспортизації машин постійного струму на електроремонтних підприємствах.

Методи дослідження.

Аналіз та узагальнення сучасної науково-технічної літератури, використання теорії автоматичного керування, теорії автоматизованого електроприводу, теорії електричних машин, теорії регресійного аналізу, методів наближень, апроксимації та інтерполяції, методів техніко-економічного аналізу.

Наукові положення.

На захист виносяться такі основні наукові положення:

поділ втрат в електроприводі з машиною постійного струму шляхом рішення системи рівнянь енергетичного балансу в режимі холостої ходи електропривода при постійній швидкості обертання і струмі збудження, що змінюється, і теплова модель електричної машини постійного струму дозволяє визначити паспортні дані (номінальні параметри) відремонтованої електричної машини та окремі параметри електропривода;

математичне моделювання теплових режимів електромеханічного перетворювача при зміні його параметрів і складових втрат потужності показало слабку залежність температури ізоляції від теплових провідностей (крім теплопровідностей “лобова частина обмотки якоря - повітря” та “сталь пакета якоря - повітря”) в діапазоні їх зміни в процесі ремонту, що дозволяє не враховувати вплив зміни цих провідностей на температуру електричної машини;

визначення номінальних параметрів машини постійного струму в складі типових систем електропривода Г-Д або ТП-Д та окремих параметрів цих систем виконується шляхом виміру напруги і струму якоря на трьох рівнях збудження при номінальній швидкості обертання.

 

 

Наукова новизна роботи полягає в тому, що:

запропонована методика поділу складових втрат в електроприводі, визначення опору його силового кола і коефіцієнта втрат у сталі, а також нових паспортних даних двигуна постійного струму на підставі рішення системи рівнянь балансу потужності в електроприводі в режимі холостої ходи, отриманої при різноманітних значеннях напруги якоря і струму збудження і сталості кутової швидкості обертання; 

отримані залежності температурного режиму роботи електропривода від теплових провідностей окремих частин машини постійного струму, а також від складових втрат в електроприводі, що гріють;

отримані вирази для визначення нового номінального режиму роботи електропривода в залежності від зміни втрат у сталі електромеханічного перетворювача, класу його ізоляції та опору силового кола електропривода;

запропоновані способи реалізації автоматизованого комплексу на основі типових схем електропривода ( системи Г-Д та ВП-Д).

Практична цінність отриманих результатів:

обгрунтована можливість визначення післяремонтних паспортних даних електричних машин постійного струму та окремих параметрів електропривода при іспитах без взаємного навантаження;