Програмне забезпечення для пристрою діагностики та теплового захисту електродвигунів, що експлуатуються в умовах запиленого середовища

V. E. Krivonosov; I. V. Fedosova; S. V. Vasilenko

doi:10.31498/2225-6733.38.2019.181416

Автор(и)

V. E. Krivonosov ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна
I. V. Fedosova ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна
S. V. Vasilenko ВАТ «Сателит», м. Маріуполь, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.38.2019.181416

Ключові слова:

асинхронний двигун, температурний захист, локальний перегрів ізоляції, програмне забезпечення

Анотація

Асинхронні двигуни (АД) є найбільш поширеними електроспоживачами. Частка АД від всіх електроприймачів, які працюють на напрузі до 1000 В, становить до 70% від загального числа. Основною причиною скорочення терміну служби роботи електричних машин, що працюють в умовах підвищеної запиленості навколишнього середовища, є прискорене старіння ізоляції статорних обмоток. В умовах відмови ряду підприємств України від планово-попереджувальних ремонтів і переходу до профілактики за фактом, своєчасне виявлення аномального режиму роботи АД є запорукою безаварійної роботи підприємства. Товщина шару пилу для двигунів потужністю 50 кВт і вище спостерігається від 2 до 5 сантиметрів, при цьому нижня частина лобової обмотки залишається непокритою пилом. Шар пилу на поверхні ізоляції обмоток АД призводить до зниження тепловіддачі і локального підвищення температури ізоляції під шаром пилу. Розробка способу діагностики причин теплового навантаження ізоляції статорних обмоток ізоляції і температурного захисту АД, визначення умов настання моменту проведення профілактичних робіт, створення алгоритмів і програмного забезпечення для пристроїв температурного захисту АД є актуальним завданням. Відповідно до рівняння теплового балансу АД і з огляду на ослаблення теплового потоку від ізоляції обмотки статора АД до повітря, вважаючи плоско паралельними стінки пилу, отримано вираз визначення критичного покриття ізоляції пилом, що є критерієм визначення початкового моменту профілактичних робіт. Теоретичні та експериментальні дослідження дозволили розробити новий спосіб температурного захисту АД, новизна якого полягає у вимірюванні та порівнянні температур теплових датчиків, встановлених на запилюваній і незапилюваній поверхнях ізоляції обмотки статора АД. Встановлено: термін експлуатації АД, які працюють в умовах запиленості середовища, залежить від локального перегріву ізоляції. Покриття поверхні ізоляції пилом товщиною 3 і вище сантиметрів скорочує термін експлуатації АД в 1,8-2,3 рази. Критерієм визначення початкового моменту проведення профілактичних робіт є різниця температур покритої і непокритої пилом ізоляції, яка не перевищує 5°С. Одночасне перевищення температурою ізоляції в місцях виміру допустимого значення є критерієм визначення пошкодження в АД, приводному механізмі або наявності несиметричних напруг мережі живлення; в цьому випадку АД відключається від мережі

Біографії авторів

V. E. Krivonosov, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Кандидат технічних наук, доцент

I. V. Fedosova, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Доктор педагогічних наук, професор

S. V. Vasilenko, ВАТ «Сателит», м. Маріуполь

Інженер

Посилання

Перелік використаних джерел (ГОСТ):

Архипцев Ю.Ф. Асинхронные электродвигатели / Ю.Ф. Архипцев, Н.Ф. Котеленец. – 2-е изд., прераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – 104 с.

Ямова С.Я. Старение, стойкость и надежность электрической изоляции / С.Я. Ямова, Л.В. Ямова. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 176 с.

Вольдек А.И. Электрические машины: учебник для студентов ВУЗов / А.И. Вольдек. – Изд. 2-е перераб. и доп. – Л. : Энергия, 1974 г. – 267 c.

Правила устройства электроустановок. – 6-е изд. – Х. : Форт, 2009. – 704 с.

Пат. 16922 Україна, МПК Н 02 Н 5/00. Пристрій температурного захисту // О.Б. Кац, В.С. Дзюбан, А.О. Дубинський. – № u200607630; заявл. 10.07.06; опубл. 15.08.06, Бюл. № 8. – 3 с.

А. с. 1584028 СССР, МПК Н 02 Н 7/08, 7/085. Устройство для контроля и защиты электродвигателя от неполнофазных режимов и витковых замыканий / И.В. Жежеленко, В.Е. Кривоносов, Б.Ф. Рыбалко. – № 4389543/24-07; заявл. 09.03.88; опубл. 07.08.90, Бюл. № 29.

Пат. 53896 Україна, МПК Н 02 Н 5/04, Н 02 Н 5/10. Пристрій температурного захисту // Е.П. Москальов, І.Г. Шірнін, Ю.І. Дмитренко, Є.Б. Ковальов, В.В. Непочатов, О.Б. Кац. – № 2002010759; заявл. 30.01.02; опубл. 17.02.03, Бюл. № 2. – 3 с.

Кривоносов В.Е. Диагностика и защита изоляции обмоток асинхронных двигателей, работающих в агрессивной среде / В.Е. Кривоносов, С.В. Василенко // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2015. – Вип. 31. – С. 148-155. – (Серія : Технічні науки).

Пат. 107898 Україна, МПК Н 02 Н 5/04, Н 02 К 15/12, Н 02 Н 5/10, G 01 K 13/08. Спосіб контролю і теплового захисту обмоток електричних машин, які працюють у запиленому середовищі // В.Є. Кривоносов, І.В. Жежеленко, О.В. Московець, С.В. Василенко. – № а201401923; заявл. 26.02.14; опубл. 25.02.15, Бюл. № 4. – 5 с.

Комп’ютерна програма «Діагностика причин температурного перевантаження і захист електроустаткування від перегрівання» / В.Є. Кривоносов; свідоцтво № 77424 від 06.03.2018 р.

References:

Arkhiptsev I.F., Kotelenets N.F. Asinkhronnye elektrodvigateli [Asynchronous electric motors]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1986. 104 p. (Rus.)

Iamova S.I., Iamova L.V. Starenie, stoikost’ i nadezhnost’ elektricheskoi izoliatsii [Aging, durability and reliability of electrical insulation]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1990. 176 p. (Rus.)

Vol’dek A.I. Elektricheskie mashiny. Uchebnik dlia studentov vuzov [Electric motors. Textbook for university students]. Leningrad, Energiia Publ., 1974. 267 p. (Rus.)

Pravila ustroistva elektroustanovok [Electrical installation rules]. Khar’kov, Fort Publ., 2009. 704 p. (Rus.)

Kats O.B., Dziuban V.S., Dubins’kii A.O. Pristrіi temperaturnogo zakhistu [Temperature protection device]. Patent UА, no. 16922, 2006. (Ukr.)

Zhezhelenko I.V., Krivonosov V.E., Rybalko B.F. Ustroistvo dlia kontrolia i zashchity elektrodvigatelia ot nepolnofaznykh rezhimov i vitkovykh zamikanii [Device for control and protection of the electric motor from non-single-phase modes and winding interruptions]. Certificate of authorship USSR, no. 1584028, 1990. (Rus.)

Moskal’ov E.P., Shіrnіn І.G., Dmitrenko Iu.І., Koval’ov Є.B., Nepochatov V.V., Kats O.B. Pristrіi temperaturnogo zakhistu [Temperature protection device]. Patent UA, no. 53896, 2003. (Ukr.)

Krivonosov V.E., Vasilenko S.V. Diagnostika i zashchita izoliatsii obmotok asinkhronnykh dvigatelei, rabotaiushchikh v agressivnoi srede [Diagnostics and protection of insulation of windings of asynchronous motors operating in aggressive environment]. Vіsnik Priazovs’kogo Derzhavnogo Tekhnіchnogo Unіversitetu. Serіia: Tekhnіchnі nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2015, no. 31, pp. 148-155. (Rus.)

Krivonosov V.E., Zhezhelenko І.V., Moskovets O.A., Vasilenko S.V. Sposob kontrolia i teplovoi zashchity obmotok elektricheskikh mashin, kotorye rabotaiut v zapylennoi srede [The method of control and thermal protection of the windings of electrical machines that operate in a dusty environment]. Patent UA, no. 107898, 2015. (Ukr.)

Krivonosov V.E. Komp’iuternaia programma «Diagnostika prichin temperaturnoi peregruzki i zashchity elektrooborudovaniia ot peregreva» [Computer program «Diagnostic causes of temperature overload and protection of electrical equipment from overheating»]. Certificate no. 77424, 2018. (Rus.)