г. Мариуполь
Mariupol
Адрес для переписки: Кривоносов Валерий Егорович – Азовский морской институт Национального университета «Одесская морская академия», ул. Черноморская, 19, 87517, г. Мариуполь, Украина. Тел.: +380 97 821-73-25 inteh@ami.edu.ua
Address for correspondence: Kryvonosov Valerii E. – Azov Maritime Institute National University “Odessa Maritime Academy”, 19, Chornomors'ka str., 87517, Mariupol, Ukraine. Tel.: +380 97 821-73-25 inteh@ami.edu.ua
г. Мариуполь
Mariupol
В электротехнических комплексах промышленных предприятий, морских портов, судов более 80 % оборудования составляют асинхронные двигатели. В ряде случаев они работают с резко переменной нагрузкой, в условиях агрессивной среды, при этом получают питание от сети с отклонениями показателей качества электроэнергии от нормативных, что приводит к высокой повреждаемости. Около 40 % случаев повреждения изоляции обмоток асинхронных двигателей составляют витковые замыкания. Несвоевременное выявление начального момента появления дефектов в асинхронных двигателях или нарушения режимов работы питающей сети и токовых цепей приводит к аварийным ситуациям электротехнического комплекса, простою оборудования и ущербу. В статье рассмотрены вопросы диагностики неполнофазных режимов токовых цепей, напряжений сети и витковых замыканий в статорных обмотках асинхронных двигателей, получающих питание от сети в условиях несимметрии напряжений. Проведен анализ векторных диаграмм токов, напряжений и дополнительных фазовых углов сдвига фазных токов, возникающих при несимметрии напряжений сети и межвитковых замыканиях. Полученные результаты позволили сформулировать критерии выявления начального момента виткового замыкания и двухфазных режимов сети и токовых цепей при стационарных режимах. Разработаны способ неразрушающего контроля состояния асинхронного двигателя, а также устройство для его реализации. Способ основан на сравнении векторов измеренных фазных токов с их расчетными значениями. Приведены результаты моделирования изменения векторов фазных токов от количества замкнутых витков в обмотке асинхронного двигателя. Установлен мощностной ряд асинхронных двигателей, для которых чувствительность выявления начального момента межвиткового замыкания максимальная. Получены аналитические результаты зависимости коэффициента чувствительности при межвитковых замыканиях от абсолютного приращения модулей фазных токов и соответствующих фазовых углов.
At industrial enterprises, seaports, ships, more than 80 % of all electrical engineering equipment is asynchronous motors. In a number of cases, asynchronous motors operate with a sharply variable load, in an aggressive environment; herewith they receive power from the network with deviations of the power quality indicators from the normative ones, which causes their high damageability. Turn circuits in the stator windings account for about 40 % of cases of damage to the insulation of the asynchronous motors windings. Untimely detection of the initial moment of the appearance of defects in the asynchronous motors or disruption of the operating modes of the supply network and current circuits result in emergency situations of the electrical complex, equipment downtime and damage. The article discusses the issues of diagnostics of non-full-phase modes of current circuits, mains voltages and turn circuits in the stator windings of the asynchronous motors that receiving power from the networks in conditions of voltage asymmetry. The analysis of the vector diagrams of currents, voltages and additional phase angles of the phase currents displacement arising from the asymmetry of the mains voltages and turn circuits in the stator windings has been fulfilled. The results obtained made it possible to formulate criteria for identifying the initial moment of the turn circuit and two-phase modes, both in the network and in current circuits, in stationary modes. A method for non-destructive testing of the asynchronous motors state as well as a device for its implementation has been developed. The method is based on comparing the vectors of the measured phase currents of the asynchronous motors with their calculated values. The article presents the results of modeling the change in the vectors of phase currents from the number of closed turns in the winding of the asynchronous motors. The power series of asynchronous motors was established, for which the sensitivity of detecting the initial moment of the turn-to-turn short circuit is maximum. Analytical results of the dependence of the sensitivity coefficient for turn-to-turn short circuit on the absolute increment of the modules of phase currents and the corresponding phase angles have been obtained.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.