Методы контроля работоспособности
Рассмотрим методы контроля работоспособности, основанные на оценивании реакции элементов ЭУ на рабочие и тестовые воздействия.
Рис. 7. Метод контроля работоспособности объекта | Рис.8. Метод контроля состояния изоляции | Рис.9. Метод контроля работоспособности объекта |
Метод, основанный на контроле совокупности диагностических параметровΞ = (ξ1,...,ξi,...,ξn) (рис.7). Для реализации этого метода должна быть выбрана минимальная совокупность ДП и на них заданы допустимые пределы изменения, при которых ЭУ сохраняет работоспособность.
В этом случае необходимо измерить каждый ДП и сравнить с установленным допуском Δi. Операцию сравнения может осуществлять ТСД или человек - оператор. Если значение каждого ξi укладывается в установленные пределы, т.е. ξ i€ Δi, то оборудование признается работоспособным и формулируется диагноз "годен", "работоспособен". В качестве входных воздействий используются рабочие или тестовые сигналы.
Примером служит метод контроля состояния изоляции электрических машин по токам утечки. Для трехфазной ЭМ Ξ = (Iут1,Iут.2,Iутз). При наличии шести выводов метод заключается в следующем. Вначале измеряется ток утечки Iут1 изоляции одной фазы обмотки при заземленных двух других (рис 8). Этот ток определяется двумя составляющими
где 1у1к - ток утечки изоляции фазы на заземленный корпус; 1умф - ток утечки между проверяемой фазой и обмотками заземленных фаз.
Аналогично измеряются токи утечки двух других фаз. Если значения токов утечки небольшие и разница между ними незначительная, т.е. 1ут1~1Угп2~~1утз, то состояние изоляции относительно корпуса и между фазами считается удовлетворительным. Если значения велики, это означает, что обмотки состарились или увлажнились.
Метод, основанный на контроле обобщенного диагностического параметра(рис.9). Врезультате анализа диагностической модели может быть найден параметр X, который характеризует состояние ЭУ в целом и зависит от других параметров, т.е. Ξ = f(ξ1,...,ξi,...,ξn).
Примером такого параметра для ЭУ служит сопротивление изоляции Ru (табл.2.), являющееся отношением приложенного к изоляции напряжения U к току утечки 1ут ,т.е.
Ru=f(U,Iyт).
Таблица 2
Ток утечки состоит из поверхностных и объемных токов в изоляции. Например, для трансформаторов текущие значения Ru необходимо сравнить с результатом предыдущих измерений.
Уменьшение Ru обмоток свидетельствует об увлажнении или старении изоляции обмоток.
Метод заключается в измерении текущего значения Ξ и сравнении его с допустимым отклонением ΔΞ. Если Ξ €ΔΞ, то объект признается работоспособным, в противном случае - неработоспособным.
Метод, основанный на оценивании частотных характеристик.На вход ЭУ, например, электрической машины, подается тест в виде синусоидального сигнала в диапазоне частот f1...fn. По выходной реакции строятся амплитудно-частотные (АЧХ) и фазочастотные (ФЧХ) характеристики, которые сравниваются с граничными значениями (маской) при интегральной оценке отклонения характеристик. Контроль работоспособности ЭУ по частотным характеристикам возможен в определенных точках (f1,f2,f3). В этом случае нет необходимости снимать всю характеристику, а работоспособность оценивается по реакции ЭУ на сигнал этих частот. Тест при этом резко сокращается. У работоспособной ЭУ характеристика или ее значения в характерных точках должны находиться в установленных пределах - в области работоспособности.
Разновидностью этого метода является частотно-резонансный метод, нашедший применение при диагностировании электрических машин (ЭМ) и основанный на пофазном сравнении АЧХ обмоток между собой. Для выявления межвитковых замыканий и определения состояния обмоток ЭМ на начало обмоток и корпус подается напряжение меняющейся частоты. Каждая обмотка может быть представлена упрощенной схемой замещения рис.10. АЧХ для схемы имеет вид
Рис.10. Схема замещения обмотки | Рис.11. Амплитудно-частотные характеристики обмотки асинхронного двигателя |
Такая АЧХ имеет один максимум
на резонансной частоте
Как видно, максимум АЧХ и резонансная частота ωс зависят от индуктивности и сопротивления обмоток, сопротивления и емкости изоляции. Следовательно, изменения К(ω)тах и ω позволяют судить о появлении к.з. витков (изменяется индуктивность и сопротивление обмотки) и об изменении состояния изоляции Си, Ru. На рис. 11. показаны АЧХ обмоток асинхронного двигателя с 10% короткозамкнутых витков в обмотке фазы С. Дальнейшее увеличение числа к.з. витков или ухудшение изоляции приводит к смещению АЧХ в область высоких частот.
Метод сравнения реакции ЭУ и эквивалентной модели(рис.12). Этот метод находит применение при рабочем диагностировании сложных динамических объектов. При этом эквивалентная модель (ЭМ) может быть представлена физической моделью (аналогичным объектом) и математической моделью (эквивалентным описанием).
Рис.12. Метод контроля работоспособности объекта
На вход элемента ЭУ и его модели подается один и тот же входной сигнал х, изменяющийся во времени. На выходе сравнивается реакция элемента ЭУ и ЭМ. Условием работоспособности является
где δТР - требуемое значение разности (в идеальном случае при адекватном описании ЭУ и работоспособном ее состоянии δ=0).
Если оценивание осуществляется интегрально, то показателем оценки может быть
а условием работоспособности – δИ < δИТР .
Основные недостатки метода:
трудности создания модели, адекватной объекту;
избыточность, так как требуется модель того же порядка, что и объект.
ПОИСК ДЕФЕКТОВ
Дата добавления: 2015-12-22; просмотров: 1837;