Вестник МГТУ. 2017, №4.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 4. С. 723–728. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-4-723-728 723 УДК 621.311.183 М. Л. Ивлев, И. В. Кузнецов, Д. Н. Семёнов, А. В. Чирцов Технология применения виртуальных приборов для комплексной диагностики судового электрооборудования В статье приведена оценка наиболее информативных методов диагностики механизмов с электроприводом; рассмотрена их реализация в измерительном комплексе на базе виртуального прибора. Проведен сравнительный анализ вибрационных методов анализа спектров тока и теплового метода неразрушающего контроля. Установлено, что вибрационные методы наиболее чувствительны к дефектам механической части электропривода (определение дефектов подшипниковых узлов, расцентровки валов, дисбаланса вращающихся частей). Анализ спектра питающего тока на ранней стадии показывает дефекты обмоток ротора, статический и динамический эксцентриситет ротора. Температура подшипниковых узлов и статора (тепловой метод контроля) сигнализирует о дефектах смазки и систем охлаждения. Набор методов неразрушающего контроля позволяет увеличить глубину и достоверность диагностики механизмов с электроприводом. Оптимальным техническим средством, способствующим реализации в одном измерительном комплексе всех необходимых видов анализа, является технология применения виртуальных приборов. Приведены перечень комплектующих для измерительной части комплекса и функциональная схема программы обработки результатов. Получены спектры вибрации дефектных механизмов с помощью измерительного комплекса на базе виртуального прибора. Даны рекомендации по внесению виртуального прибора в Государственный реестр средств измерений. Ключевые слова: электропривод, вибрационная диагностика, диагностика по спектрам питающего тока, виртуальные приборы. Введение В настоящее время в связи с ростом мощности и производительности электроприводов судовых электроэнергетических систем возникла необходимость повышения надежности и безопасности эксплуатации механизмов. Одним из направлений улучшения данных показателей является мониторинг основных диагностических параметров электрической машины, который проводится с помощью специализированных систем, реализующих различные методы диагностики. Мировые и отечественные производители предлагают достаточно широкий выбор комплексов, предназначенных для диагностики вращающегося электрооборудования по параметрам вибрации (наиболее распространенный и проработанный вид контроля). Однако применение вибрационных методов для диагностики электрических машин не способствует получению достаточно точной и полной информации обо всех дефектах составных частей электромагнитной системы. Дефекты обмотки статора, ротора, активного железа, эксцентриситет, асимметрия и искажение питающего напряжения проявляются опосредованно. Способы обнаружения дефектов посредством анализа спектров электрических величин, описанные в работах [1–3] и дающие более точные сведения о дефектах электромагнитной системы, реализованы в приборах лишь ограниченного числа производителей. Как показывает опыт, достоверность диагностирования дефекта значительно увеличивается при применении двух-трех методов [4] (например, при анализе работы электропривода наиболее информативным является определение параметров вибрации, электрических параметров и температуры). Таким образом, увеличение количества приборов, используемых в процессе диагностики, повышает сложность обработки данных и стоимость измерительного оборудования в целом. Указанное противоречие может быть преодолено посредством применения виртуальных приборов (ВП), которые представляют собой комплексы, включающие датчик, аналого-цифровой преобразователь, компьютер и программу "Прибор". Концепция ВП позволяет минимизировать дополнительные затраты времени и денежных средств на изменение системы сбора данных за счет создания конкретного измерительного прибора – компьютерной программы в специальной программной среде. ВП предоставляет возможность подключения к одному блоку сопряжения различных датчиков электрических и неэлектрических величин и проведения глубокой обработки полученного сигнала. Модульная система измерений, а также программная среда позволяют комбинировать наиболее эффективные методы диагностики и легко изменять интерфейс, делая процесс обработки данных более простым и наглядным. В филиале САФУ (г. Северодвинск) ведутся работы по разработке систем комплексной технической диагностики судового электропривода. Так как современный привод работает в основном с асинхронными электродвигателями, за объект диагностики взят асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и преобразователем частоты, в том числе нового типа [5].