Повышение эксплуатационной надежности асинхронных электроприводов в сельском хозяйстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение эксплуатационной надежности асинхронных электроприводов в сельском хозяйстве

Акишин Д.Д.,

Гончаров Р.Д.,

Иванкина Ю.В.

Аннотации

В статье приведены краткие сведения об эксплуатационной надежности асинхронных электроприводов в сельском хозяйстве. Обсуждается сравнение с иностранными аналогами по снижению отказов электродвигателей. Были рассмотрены основные отказы электрооборудования в сельском хозяйстве. Приведены примеры, что поможет избежать частых отказов электрооборудования.

Ключевые слова: Асинхронный электропривод, сельское хозяйство, электродвигатель, надёжность, защита электродвигателя.

Abstract: The article provides brief information about the operational reliability of asynchronous electric drives in agriculture. Discusses a comparison

with foreign counterparts to reduce the failure of electric motors. The main failures of electrical equipment in agriculture were considered. Examples are given to help avoid frequent electrical failures.

Key words: Asynchronous electric drive, agriculture, electric motor, reliability, motor protection.

Вопросы надежности электрооборудования, в данном случае электродвигателей, их безаварийной работы можно отнести к важнейшим экономическим показателем. Наиболее широкое распространение, как в сельском хозяйстве, так и в промышленности получили асинхронные электродвигатели. Их доля в общей номенклатуре электродвигателей составляет по количеству: 90%; по мощности - 60%; по потреблению электроэнергии - более 60%. Можно смело сказать, что еще много десятилетий будут выполнять функции преобразователей электрической энергии в механическую. Это объясняется относительной простотой их конструкции, достаточно высокой надежностью и высоким коэффициентом полезного действия, а также удовлетворительными конструктивными и эксплуатационными характеристиками. Однако, в реальных условиях эксплуатации в зависимости от различных факторов, достаточно высокие показатели асинхронных электродвигателей для номинальных условий эксплуатации, не совпадают с эксплуатационными. Эксплуатация электродвигателей в сельском хозяйстве, в отличие от промышленности, характеризуется специфическими особенностями: децентрализованностью размещения, сезонностью работы, резкопеременной нагрузкой, сложными условиями окружающей среды, низким качеством питающего напряжения, низкими эффективностью средств защиты и профессиональным уровнем обслуживающего персонала и др.

В последнее время удельный вес энергоресурсов в себестоимости сельскохозяйственной продукции увеличился до 15% и имеется тенденция к дальнейшему росту. Качество выпускаемой продукции, экономия энергоресурсов, безаварийная работа электрооборудования тесно взаимосвязаны. Очевидно, что добиться высокого значения этих показателей можно путем совершенствования технической эксплуатации и внедрением более совершенного оборудования. Низкий уровень имеют такие технико-экономические показатели сельскохозяйственного производства как производительность труда и энерговооружённость. Крупные производители продукции - кормоцехи, комбикормовые заводы, перерабатывающие пункты, насыщены электроприводами технологических машин, для которых характерно длительное время работы в сутки. При таком режиме работы существенное влияние на эффективность их функционирования оказывает надёжность отдельных элементов электропривода. Так, например, отказы электрооборудования кормоцеха птицефабрик снижают производительность и качество приготовляемого корма, ведут к перебоям в кормлении птиц. Это, в свою очередь, ведёт к потере живого веса кур. Значение технологического ущерба варьирует в широких пределах и зависит от количества птиц. Таким образом, возникает проблемная ситуация с одной стороны - отсутствие достаточных средств для проведения профилактических работ, с другой - отказ от профилактики наносит убытки, превышающие затраты на ее проведение. [1]

Аппаратура управления электропривода отличается большим разнообразием. Основное назначение этих устройств: осуществлять процессы пуска, торможения, изменения скорости электродвигателя рабочей машины. Анализ рассматриваемых рабочих машин показал, что основное распространение имеет асинхронный нерегулируемый электропривод. Эксплуатация показала, что срок службы всех этих аппаратов ниже паспортного значения. В сельском хозяйстве применяются автоматические выключатели практически всех типов, выпускаемых промышленностью. [2]

Не для всех электроприводов можно достигнуть требуемого уровня надёжности изменением периодичности ТО. Иногда, полученная периодичность трудно осуществима по организационно -техническим или экономическим соображениям, особенно если расчетное значение менее месяца. Поэтому, для таких электроприводов необходимы другие способы повышения коэффициента готовности. В частности, наиболее оптимальным было бы применение диагностических приборов, действующих постоянно или периодически в соответствии с диаграммами и функциями готовности. Но в связи с отсутствием таких приборов, эксплуатационники вынуждены применять другие, более доступные способы повышения надёжности, например, проведение модернизации электропривода.

Надежность аппаратов управления, выполненных на основе полупроводниковых элементов, несколько выше, их срок службы составляет 5 -6 лет. Основные причины выхода из строя - аварийные режимы работы, несоответствие исполнения по окружающей среде, внезапные отказы отдельных элементов. Большое распространение у нас и за рубежом получили электронные средства защиты. [3] Считается, что надежность и функционально-защитные характеристики электронных устройств выше чем у механических. Однако, их надежность оценивается конструктивно по принципиальной электрической схеме, т.е. при проектировании. Большинство аварийных режимов приводит к перегреву обмотки статора и последующему выходу из строя электродвигателя. Существуют защиты, контролирующие непосредственно температуру электродвигателя. Эффективность эксплуатации электроприводов зависит от показателей его надежности, принятых на стадии проектирования. Точность оценки надежности зависит от соответствия принятых законов распределения времени наработки на отказ и восстановления действительно существующим в эксплуатации. Инженерные методы определения надежности электропривода основаны на использовании экспоненциального распределения. Для получения параметров этого распределения определяются показатели надежности отдельных элементов электропривода: электродвигателя, магнитного пускателя, автоматического выключателя, устройства защиты и т.д. [4] Один из основных этапов проектирования - составление математической или логической модели процесса функционирования системы, описывающей возможные ее состояния при отказах и восстановлениях и правила переходов из одного состояния в другое. Функциональные связи между элементами могут заменяться логическими. Для реализации математической модели, входящие в нее расчетные формулы должны быть преобразованы в удобный для практического использования вид. Существует несколько способов преобразования и наиболее распространенные из них - это методы интегральных и дифференциальных уравнений, а также метод оценки надежности по графу возможных состояний системы. Эффективность эксплуатации электроприводов зависит от показателей его надежности, принятых на стадии проектирования. Точность оценки надежности зависит от соответствия принятых законов распределения времени наработки на отказ и восстановления действительно существующим в эксплуатации. Математические модели отказов и восстановлений применяются для оценки комплексных показателей надёжности. Если процессы отказов и восстановлений описываются показательными законами распределения, при - меняется хорошо разработанный аппарат теории массового обслуживания - марковских случайных процессов.

Работа предприятий в современных рыночных условиях заставляет искать способы повышения эксплуатационной эффективности отдельных систем. Наиболее актуальными являются задачи повышения экономических показателей эксплуатационной эффективности. Процесс функционирования тесно связан с надежностью технологических систем. В сельском хозяйстве всё широко автоматизировано и электрифицировано, однако, надежность электроприводов рабочих машин очень низка. Электропривод технологических машин является асинхронным нерегулируемым. В процессе эксплуатации электропривод, кроме режима функционирования, может находиться в режиме восстановления. Оба этих события многократны и являются случайными. [5] электродвигатель сельский асинхронный

Для такой системы имеет большое значение свойство готовности под которым понимается способность находиться значительную долю времени в работоспособном и готовом к применению состоянии.

Использованные источники