Сьомка О. О. Визначення та прогнозування надійності асинхронних двигунів із тривалим напрацюванням на відмову

У дисертації виконаний аналіз стану асинхронних двигунів та їх конструктивних вузлів у процесі тривалої експлуатації та ремонтів. Його результати свідчать, що більшість відмов виникає з причин пошкодження ізоляції обмоток та підшипникового вузла, що проявляється у зміні температурних та вібраційних характеристик машини. Незастосовність у даному випадку існуючих підходів щодо визначення та прогнозування показників надійності асинхронного двигуна вказує на необхідність врахування як взаємовпливу основних конструктивних вузлів так і умов навколишнього середовища, що свідчить про необхідність удосконалення існуючих та розробки нових моделей розрахунку та прогнозування надійності. Проаналізовано особливості старіння й основні причини виходу з ладу підшипникових вузлів асинхронних двигунів та обумовлено їх вплив на зміну показників надійності. Обґрунтовано шляхи проведення прискорених випробувань на надійність підшипникових вузлів асинхронних двигунів малої та середньої потужності, що дозволяють оцінити особливості зміни їх стану на останньому етапі кривої їх життєвого циклу. Пояснена особливість врахування отриманих результатів при побудові математичних моделей надійності підшипникових вузлів. Показано, що застосування, навіть при обмеженій кількості факторів впливу, математичних моделей розрахунку надійності конструктивних вузлів асинхронних двигунів, побудованих на основі ТПЕ, не дозволяє враховувати особливості зміни властивостей конструктивних вузлів у процесі виробництва і тривалої експлуатації. Встановлено, що найбільш ефективними для прогнозування надійності асинхронного двигуна є структури, побудовані на застосуванні положень нечіткої логіки та теорії нейронних мереж. З урахуванням зазначеного обґрунтовано та розроблено структуру діагностичного комплексу для випробувань асинхронних двигунів на надійність, що забезпечує необхідні режими роботи та прискорення їх проведення за рахунок варіювання температурних і вібраційних факторів. Комплекс спроектований як уніфікований пристрій, режими випробувань та використання якого не порушують фізику процесів старіння і зношування конструктивних вузлів та матеріалів. Основним його призначенням є отримання діагностичної та навчальної інформації, необхідної як для побудови математичних моделей на базі нечіткої логіки та нейронної мережі, так і для прогнозування надійності асинхронних машин за допомогою розроблених моделей, що враховують їх дійсний стан. Узагальнено для випадку асинхронних двигунів малої та середньої потужності співвідношення щодо визначення надійності при урахуванні реального стану магнітної системи у ході тривалої експлуатації та ремонтів, що характеризується погіршенням її магнітних і електричних властивостей. Доведено можливість підвищення точності визначення числа короткозамкнених витків в обмотках асинхронних двигунів у процесі ремонту та поточної експлуатації на основі аналізу характеру протікання перехідних процесів та отримано математичну модель для визначення показників надійності, що враховує стан обмотки статора. У підсумку розв’язано актуальну наукову задачу, що полягає в удосконаленні та апробації моделей визначення та прогнозування надійності асинхронного двигуна, що дозволяють враховувати вплив інформативних стан конструктивних вузлів, їх взаємовплив відносно один одного і основні умови навколишнього середовища.