Диагностирование асинхронных двигателей единых серий

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовая работа

На тему «Диагностирование асинхронных двигателей единых серий»

Выполнила:

Студентка 4-го курса

25эпт группы

Баньковская Е.В.

Руководитель:

Клоколов В.К

Минск 2011



АННОТАЦИЯ

Курсовая работа выполнена в объеме: расчетно-пояснительной записки на страницах машинописного текста, таблиц, рисунков, графическая часть на 1 листе формата А2.

В работе выполнен расчет: текущих эксплуатационных параметров, ресурса элементов электрооборудования, оптимальной периодичности профилактических мероприятий, годовых затрат на эксплуатацию.

Также было разработано диагностическое устройство и рассчитано его ориентировочная стоимость.

Ключевые слова: сопротивление изоляции, сопротивление контактов, диагностирование, наработка, диагностическое устройство.

асинхронный двигатель электрооборудование эксплуатация



Содержание

Введение

1. Определение текущих эксплуатационных параметров

2. Определение ресурса элемента электрооборудования

3. Расчет оптимальной периодичности профилактических мероприятий

4. Расчет годовых затрат на эксплуатацию

5. Разработка диагностического устройства

6. Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства

7. Выбор инструментов и приспособлений для диагностирования

8. Определение ущерба от перерывов в электроснабжении и отказов электрооборудования

Выводы

Литература



Введение

Изучение диагностики электрооборудования является важным элементом профессиональной подготовки инженера-электрика. Знания систем, способов и методов диагностирования позволяет с высокой точностью определять механическое состояние оборудования. Благодаря этому снижаются затраты на эксплуатацию электрооборудования, повышается его надежность, сокращаются простой оборудования вследствие полнее используется ресурс деталей электрических машин и аппаратов.

Выполнение курсовой работы по данной дисциплине позволяет на практике ознакомиться с методами и системами диагностирования конкретных видов электрооборудования, принципами их выбора и применения. Кроме того, в процессе выполнения работы осваивается методика проектирования диагностических устройств и основные принципы его организации диагностирования электрооборудования.

Условия эксплуатации двигателя: характер среды - сухие и влажные помещения, режим работы - 24 часа в сутки.



1. Определение текущих эксплуатационных параметров

По таблице 2[1] примем коэффициенты, характеризующие условия среды:

m = 1 c = 0 n = 1,5 з = 0,7

По таблице 3[1] примем и рассчитаем закономерность изменения параметров диагностирования

а) Сопротивление изоляции

(1)

по таблице 3[1] примем и = 390 К - установившаяся температура изоляции;

В = 10200 - коэффициент, зависящий от нагревостойкости изоляции;

по таблице 5[1] примем R_o = R_ин = 10МОм - начальное сопротивление изоляции;

R_ип = 0,5 МОм - предельное значение сопротивления изоляции;

R_и - сопротивление изоляции в момент времени t;

x = 0,034 - коэффициент, учитывающий влияние электрических сил;

k = 1,05 - коэффициент длительной перегрузки;

m, n - коэффициенты, учитывающие условия среды;

з - относительная влажность воздуха;

c - коэффициент, учитывающий химически активную среду;

при t = 3100

при t = 2500 = 0.91МОм

при t = 2000 = 1.47 МОм

при t = 1500 = 2.4 МОм

при t = 1000 = 3,8МОм

при t = 0 = 10 Мом

б) Сопротивление контактов

по таблице 3[1]

(2)

a₂ = 1, c = 0,018, г = 0,5

по таблице 5[1]

R_k - сопротивление контактов в момент времени t;

R_o = R_кн = 100 мкОм- начальное сопротивление контактов;

R_кп = 1,8 R_кн =180 мкОм - предельное сопротивление контактов;

при t = 3100

при t = 2500 R_k = 190 мкОм

при t = 2000 R_k = 180,1 мкОм

при t = 1500 R_k = 170 мкОм

при t = 1000 R_k = 160 мкОм

при t = 0 R_k = 100 мкОм

в) радиальный зазор подшипников

по таблице 3[1]:

(3)

k = 2·10^-6

по таблице 5[1]

a - радиальный зазор подшипников в момент времени t;

a_o= a_н = 0,01мм - начальный радиальный зазор подшипников;

a_п= a_п = 0,04мм - предельно радиальный зазор подшипников;

при t = 3100

при t = 2500

при t = 2000

при t = 1500

при t = 1000

при t = 0

2. Определение ресурса элемента электрооборудования

а) определим ресурс изоляции, используя метод многоступенчатого линейного прогнозирования так как зависимость сопротивления изоляции от времени нелинейная.

Рассчитаем гарантированный ресурс безотказной работы:

(4)

= 620ч. - период между данным и предыдущим диагностированием;

- корректирующий коэффициент;

- определим для изоляции по формуле (1) при = 2480ч.

= =

= R_ип=0,5 Мом

= R_ин=10 Мом

= R_и =0,513Мом

б) определим ресурс контактов используя метод линейного прогнозирования так как зависимость сопротивления контактов от времени линейная:

Рассчитываем остаточный ресурс безотказной работы:

(5)

(6)

- коэффициент остаточного ресурса;

= R_кп=180 мкОм

= R_кн=100 мкОм

= R_к =200,2 мкОм

Контакты выработали свой ресурс.

в) определим ресурс подшипников используя метод линейного прогнозиро-вания так как зависимость радиального зазора подшипников от времени линейная

Рассчитаем остаточный ресурс безотказной работы:

= a_п=0,04 мм

= a_н=0,01 мм

= a=0,016мм

По формуле (6):

По формуле (5):



3. Расчет оптимальной периодичности профилактических мероприятий

Оптимальная периодичность профилактических мероприятий определяется по минимуму удельных затрат:

(7)

З_П/З_Р , а , y^x - смотреть задание на курсовую работу

л - интенсивность отказа оборудования определяется измерением интенсивности отказов отдельных элементов:

(8)

л _I - интенсивность отказов i-го элемента;

t_ci - срок службы этого элемента;

либо (9)

а) определим интенсивность отказов изоляции:

б) определим интенсивность отказов контактов:

в) определим интенсивность отказов подшипников:

Определим интенсивность отказа оборудования:

=0,000057+0,0004+0,000065=0,000522 ч^-1

Определим оптимальную периодичность профилактических работ:

4. Расчет годовых затрат на эксплуатацию

Наш электрический двигатель относится к 1-ой группе электрооборудо-вания. По таблице 6[2] определим периодичность технического обслужи-вания П_то и диагностирования П_д , а также среднюю трудоемкость техничес-кого обслуживания Т_то , диагностирования Т_д и текущего ремонта Т_тр.

П_то=4мес. П_д=8мес. Т_то=0.75чел.ч Т_д=1.09чел.ч Т_тр=0.95чел.ч

Определим количество диагностирований в год:

= 12/8 = 1,5 (11)

Определим количество технических обслуживаний в год:

(12)

Определим годовые трудозатраты на эксплуатацию:



Т= Т_то +Т_д +Т_тр= 0,75+1,09+0,95= 2,79 чел.ч (13)

Определим годовые затраты на оплату труда электромонтеров:

ЗП = С_Т · Т (14)

где С_Т - часовая тарифная ставка оплаты труда

С_Т = 320 р/час

ЗП = С_Т · Т = 320 · 2,79 = 892,8 руб.

5. Разработка диагностического устройства

В различных отраслях сельскохозяйственного производства режимы работы электродвигателей не одинаковы. Где-то они тяжелее, где-то легче. Сезонность и односменность работы характерные для сельскохозяйственного производства, определяют относительно низкую степень использования установленного электрооборудования в течении суток и на протяжении года. Следует учесть что на всех кратковременных процессах, как правило, установленные электрические двигатели общепромышленного исполнения, рассчитаны на длительную работу при номинальной нагрузке. Малая продолжительность использования электродвигателей позволяет допускать их перегрузки без ущерба для срока службы. Однако длительность использования электродвигателей тесно связана с явлениями тепло- и влагообмена между изоляцией электродвигателя и окружающей средой.

Режимы работы эл.двигателей влияют на изоляцию обмоток и как следствие , на надёжность электродвигателей . При малом времени использования эл.двигателей особую значимость приобретают режимы пуска. Пуск эл.двигателей в с.х. производстве из-за большой протяженности воздушных распределительных сетей и относительно малой мощности трансформаторов может оказаться затяжным .

Исследования показали, что наиболее слабый элемент асинхронного двигателя - обмотка, на долю которой приходится свыше 80% отказов от их общего числа.

Таким образом, режим работы эл.двигателя влияет на состояние изоляции его обмотки. Поэтому измерение сопротивления изоляции обмоток эл.двигателя является очень важным параметром при диагностировании двигателей. Также важным параметром при диагностировании двигателя является сопротивление контактов.

Для определения сопротивления контактов разработана мною схема устройства. В которую входят: автоматический выключатель(для подачи питания), сигнальная лампа, вольтметры(для измерения напряжения переменного и постоянного тока), миллиамперметр и др.

Сопротивление изоляции измеряем мегомметром. Износ подшипников проверяем щупом.

6. Расчет ориентировочной стоимости диагностического устройства

Таблица 2.

№	Название элементов	Количество Шт.	Стоимость единицы. Руб. РБ	Общая стоимость Руб. РБ
1	Автоматический выключатель 3-х фазный АЕ 2046 М-10Р 6,3 А-25А	1	118000	118000
2	Сигнальная лампа	1	5000	5000
3	Автотрансформатор 0-380В	1	1260000	1260000
4	Вольтметр на 0-500 В постоянного тока Д350	1	300300	300300
5	Мегоомметр 0-2500 В ЭСО	1	2445300	2445300
6	Амперметр 0-25 А	3	154500	463500
7	Электродвигатель	1	-----	-----
8	Ваттметр 0-3000 В	3	858000	2574000
9	Секундомер 0-1с	1	80000	80000
10	Пирометр 0-1500 С	1	206000	206000
11	Автоматический выключатель 1-но фазный АЕ 1031 А 6-25А	1	40000	40000
Общая ориентировочная стоимость	7492100

7. Выбор инструментов и приспособлений для диагностиро-вания

Способ диагностирования - это совокупность и последовательность действий или экспериментов, направленных на определение технического состояния электрооборудования.

В нашей схеме необходимо произвести диагностирование изоляции и контактов. Для измерения сопротивления изоляции используется мегаомметр или вольтметр-амперметр. Диагностирование контактов производится по определяющим и вспомогательным параметрам. К этим параметрам относят: переходное сопротивление, температура нагрева, зазор. Все эти параметры определяются при помощи ниже перечисленных приборов: Р333, Ц4353, Е7-8, КИ6417. Также при диагностировании используют подручный инструмент такой как: отвертки, кусачки, монтерский нож, плоскогубцы и т.д.

8. Определение ущерба от перерывов в электроснабжении и отказов электрооборудования

Размеры ущерба, причиняемого сельскохозяйственному производству перерывами в подаче электроэнергии или при отказе электрооборудования, определяют с учетом длительности перерыва и простоя.

Затраты на ремонт преждевременно отказавшего электрооборудования при ориентировочных расчетах определяют по формуле:

У_э = 0,6 К₀, (15)

где К₀ - первоначальная балансовая стоимость отказавшего электрооборудования, равная сумме его цены по прейскуранту и затрат на монтаж, руб.

У_э = 0,6•3000000=1800000 руб.



Выводы.

После диагностирования данного оборудования мы получили следующие основные параметры:

для изоляции гарантированный ресурс безотказной работы

составляет - 17501ч.

для контактов гарантированный ресурс безотказной работы

составляет - 2480ч.

для подшипников гарантированный ресурс безотказной работы

составляет - 15500ч.

Периодичность диагностирования составляет 8 месяцев, техническое обслуживание 4 месяца.

Для повышения качества диагностирования нужно повысить организацию в материально-техническом снабжении соответствующим оборудованием, а также повысить уровень подготовки специалистов.



Литература

1. Русан В.И. «Диагностика электрооборудования» - методические указания по выполнению курсовой работы. Минск - 2007.

2. Диагностика электрооборудования - методические указания по выполнению лабораторных работ. Макатун В.Л., Селюк Ю.Н., Кущева С.В., Минск - 2003.

3. Эксплуатация электрооборудования - Пястолов А.А., Еременко Г.П. Москва агропромиздат 1990г.

Размещено на Allbest.ru