Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów I Pomiarów Elektrycznych



Pobieranie 0,54 Mb.
Strona1/8
Data28.02.2019
Rozmiar0,54 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8



Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Nr 49 Politechniki Wrocławskiej Nr 49


Studia i Materiały Nr 21 2000

diagnostyka, układy napędowe, stan rozruchowy,
miary diagnostyczne, symptomy diagnostyczne

Włodzimierz PRZYBOROWSKI*



UWAGI O METODZIE DIAGNOSTYKI SUBPOŚREDNIEJ
ZESPOŁÓW NAPĘDOWYCH

Omówiono elementy metody diagnostyki pośredniej polegającej na diagnozowaniu stanu technicznego maszyny nieelektrycznej na podstawie zmienności parametrów eksploatacyjnych maszyny elektrycznej z nią sprzężonej. Innymi słowy, symptomy stanu technicznego maszyny spalinowej lub turbinowej pozyskuje się na podstawie przebiegów parametrów eksploatacyjnych, np. prądu, maszyny elektrycznej napędzającej lub obciążającej maszynę mechaniczną. Procedura ta jest szczególnie istotna w stanie rozruchowym sprzężonych układów napędowych, ponieważ wykrycie niesprawności pozwala uniknąć rozległych awarii w przypadku przejścia maszyny w stan obciążenia. Zaprezentowano różne miary symptomów diagnostycznych i przykłady zastosowania tej metody.

1. WSTĘP

Przez diagnostykę techniczną obiektu (urządzenia) w trybie subpośrednim uważa się ocenę jego stanu technicznego na podstawie przebiegu charakterystyk eksploatacyjnych maszyn sprzęgniętych z obiektem, którego stan techniczny determinuje te charakterystyki. Innymi słowy, zbiór informacji zorientowanych diagnostycznie o obiekcie pozyskuje się na podstawie obserwacji parametrów eksploatacyjnych maszyny sprzęgniętej z nim w sposób prosty i bezpośredni.

Typowymi przykładami urządzeń sprzęgniętych bezpośrednio są zespoły napędowe prądotwórcze lub rozruchowe: generator–silnik spalinowy (turbina); silnik spalinowy (turbinowy)–rozrusznik.

W przypadku właśnie takich zespołów elektromaszynowych dogodną i istotnie właściwą procedurą diagnostyczną jest „obserwacja” wielkości eksploatacyjnych (charakterystyk stanu) maszyn napędzanych (generatorów) lub dokonujących rozruchu (rozruszników), a następnie z charakteru ich zmienności wnioskowanie o stanie technicznym diagnozowanego obiektu – maszyny spalinowej lub turbinowej.

Szczególnie interesująca jest sytuacja układu rozrusznik–silnik mechaniczny, ponieważ już w stanie rozruchowym z przebiegu wielkości eksploatacyjnych rozrusznika elektrycznego można wnioskować o stanie technicznym silnika mechanicznego. W przypadku więc niesprawności silnika mechanicznego (tłokowego lub turbinowego) można jeszcze przed trwałym obciążeniem tego silnika podjąć decyzję o jego wyłączeniu z eksploatacji, unikając ewentualnych groźnych rozległych awarii.

Przykładem takiej sytuacji było zaobserwowanie powolnego wzrostu prędkości obrotowej oraz wzrostu prądu rozruchowego zespołu silnika turbinowego i rozrusznika elektrycznego [1, 2, 8], co okazało się symptomem niesprawności (zatarcia) silnika turbinowego.

W referacie przedstawiono podstawy metodyczne ujęcia tego zagadnienia oraz sformułowano podstawy formalne metody diagnostyki tego rodzaju układów napędowych.

Podstawowym założeniem w tej metodzie diagnostyki jest przyjęcie, że urządzenie sprzęgnięte z obiektem diagnozowanym jest w pełni sprawne.

Ponieważ diagnozowanie jest badaniem stanu technicznego obiektu, w większości przypadków, w sposób pośredni [1, 4, 7] (przy czym pośredniość ta dotyczy estymacji parametrów funkcjonalnych obiektu lub badania procesów resztkowych towarzyszących przemianom energii w nim zachodzących), więc diagnozowanie o stanie technicznym maszyny na podstawie innej z nią sprzęgniętej określono mianem diagnostyki subpośredniej.

2. MODEL STRUKTURALNY I FUNKCJE EKSPLOATACYJNE

Model strukturalny dla problemu diagnostyki subpośredniej można przedstawić w formie dwóch układów obrazujących odpowiednio obiekt operacyjny (rozruchowy lub napędzany) OOP i obiekt diagnozowany OD. Abstrahując od konkretnej funkcji obiektu operacyjnego i jego realizacji, przyjmuje się na oznaczenie jego parametrów eksploatacyjnych wielkości Fm. Wielkości Fn charakteryzują parametry diagnozowanego obiektu. Dla obiektu operacyjnego określa się równania stanu, które w sposób zupełny opisują ten obiekt w dowolnym stanie eksploatacyjnym:

ROPk(Fm) = 0, m = 1,2,3,..., M, k = 1,2,3,..., Kop (1)

przy czym M jest liczbą parametrów eksploatacyjnych obiektu operacyjnego, Kop – liczbą równań.



Należy w tym miejscu podkreślić, że w celu sformułowania dostatecznych wniosków diagnostycznych trzeba, oprócz analizy porównawczej funkcji eksploatacyjnych obiektu wyznaczonych eksperymentalnie, określić również na ich podstawie inne funkcje stanu nieobserwowane bezpośrednio. Dla badanego obiektu można również określić równania stanu, lecz nie mają one bezpośredniego znaczenia w procedurach diagnostycznych

RDk(Fn) = 0, N = 1, 2, 3,..., N, k = 1,2,3,..., KD (2)

N – liczba funkcji stanu diagnozowanego obiektu, KD – liczba równań.

Istotne jest natomiast określenie równań sprzęgających funkcje obu obiektów za pośrednictwem wielkości jednorodnych dla tych układów i stanowiących o przemianach energii w nich zachodzących. W ogólnym zapisie można to przedstawić zależnością

(Fm; Fn) = 0 (3)

W układach napędowych (rozrusznik–silnik mechaniczny) jest to równanie momentów.

3. CHARAKTERYSTYKI SYMPTOMALNE I DYSKRYMINANTY
STANU ROZRUCHOWEGO

Na obecnym etapie diagnozowania o stanie obiektu na podstawie procesu rozruchowego trudno jest sformułować jednoznaczne symptomy stanu układu w reprezentacji funkcji stanu maszyny elektrycznej (prądów napięć, momentu), ponieważ brak jest miar tych wielkości dla określonych uszkodzeń. Oczywisty natomiast jest wniosek, że odchylenie określonej funkcji stanu od przebiegu jej wzorca w procesie rozruchu oznacza nieprawidłowości – niesprawność lub niezdatność diagnozowanego obiektu.




  1   2   3   4   5   6   7   8


©operacji.org 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna