Диагностика ЭД НПС

Целью диагностики является определение причин отказов и разработка мероприятий по их предотвращению, определение оптимальных сроков ремонта, определение фактического состояния электрооборудования. Созданию методов и средств определение работоспособности и поиска неисправности ЭД является частые проблемы повышения их надежности, в качестве диагностических параметров могут быть анализированы текущие значения потребляемого тока статора и его составляющих, значение падения напряжения на обмотках статора, значение линейной скорости вращения вала ЭД и значение электромагнитного момента. Кроме того следует вести контроль теплового состояния и контроль уровня вибрации ЭД. Достоверность результатов контроля технического состояния ЭД определяется возможностью аппаратуры измерять эксплуатационные параметры машины, например, температуры, вибрации, тока и напряжения. Для реализации методов диагностирования могут быть использованы метод сопоставления фактической реализации сигнала с его эталонными значениями и метод выделения из контролируемого сигнала совокупности диагностических признаков. Диагностические признаки работоспособности ЭД насосов магистральных нефтепроводов целесообразно разделить на три группы:

1. по элементам конструкции ЭМ; их изоляции обмоток, по состоянию магнитопровода, статора и ротора

2. по косвенным признакам; тепловое состояние, вибрация, шум

3. по прямым признакам; ток момент на валу, скольжение, КПД, угол нагрузки

исследованиями установлено, что со временем происходит увеличение отказов в двигателе связанных с техническим состоянием изоляции, причем повреждения корпусной изоляции случаются примерно в 50% случаев, витковой изоляции – примерно в 5% случаев, дефекты выводов обмоток – 2-3%. Причинами отказов ЭД из-за нарушения эл. изоляции обмоток машин является:

1. рост механических напряжений в изоляции при частых пусках ЭД

2. не синусоидальность питающего и при работе полупроводниковых преобразователей

3. тепловые удары возникающие в тяжелых переходных режимах пуска и самозапуска

4. воздействие электромагнитных сил приводящих к вибрации обмоток при нарушении режимов работы электрооборудования

5. не плотная укладка стержней статорной обмотки в пазу и ослабления крепления лобовых частей обмоток

к характерным причинам отказов ЭД электромагнитного происхождения относятся не симметричный режим нагрузки двигателя, а также эксцентриситет воздушного зазора. Не симметричный режим нагрузки двигателя обусловлено как не симметрией токов питающей сети, так и различными сопротивлениями отдельных фаз обмотки статора. Вращающийся эксцентриситет зазора между статором и ротором может возникнуть при эксцентричном расположением относительно оси. При не точной установки прокладок под сердечником полюсов, при смещении отверстий вала в сердечнике ротора.

К причинам отказа ЭД механического происхождения относятся различные виды не уравновешенности ротора, дефекты подшипников скольжения, плохое крепление машины на раме. Отказы механического происхождения обладают общим свойством обусловленным повышенной вибрацией всей машины. Наиболее сложно выявить причину вибрации при повреждении стержней беличьей клетки ротора АД. Обнаружить неисправность связанную с развивающейся трещиной в валу ротора можно путем анализа амплитудно-частотной характеристики вибрации на выбеге. С развитием трещины уменьшается жесткость вала и резонансная частота вибрации, сравнивая резонансную частоту вибрации с эталонной можно обнаружить трещину в валу ротора. Иногда контроль технического состояния ЭД можно осуществлять по изменению температуры относительно эталонного значения.

В качестве одного из дефектов ЭД повреждающего подшипники является подшипниковый ток. При эксплуатации ЭД через их подшипники по разным причинам протекают токи вызывающие структурные изменения подшипников вплоть до появления глубоких трещин. Токи в подшипниках могут достичь значений 50А у ЭД СТД. Устранение токов может быть достигнуто восстановлением дефектной изоляции подшипников и размагничиванием вала ротора. Анализ режимов работы ЭД НПС магистральных нефтепроводов показал, что основной причиной выхода из строя АД является нарушение режима работы, т.е. превышение допустимого числа пусков двигателя и другие причины.