RU2657048C1

RU2657048C1 - Method for identifying and confirming detected defects of asynchronous electric motors

Info

Publication number: RU2657048C1
Application number: RU2017102093A
Authority: RU
Inventors: Игорь Григорьевич Ткаченко; Сергей Геннадьевич Шабля; Сергей Вячеславович Твардиевич; Александр Анатольевич Шатохин; Вадим Георгиевич Гераськин; Геннадий Николаевич Носач; Виталий Леонидович Кораблёв; Алексей Андреевич Кислун; Сергей Николаевич Шабров; Виктор Михайлович Еланский; Александр Владимирович Пучков
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2018-06-08

Abstract

FIELD: defectoscopy.

SUBSTANCE: used to detect the defects of induction motors. Essence of the invention lies in the fact that when fault diagnosing of asynchronous motors includes both thermal control and vibration-based diagnostics and information that is received as a result of such diagnostics allows to accurately detect and confirm the presence of a defect of any nature.

EFFECT: ensuring the ability to accurately detect and confirm various types of defects in asynchronous motors.

1 cl

Description

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля, применяемым при проведении обследований асинхронных электродвигателей (АЭД).The invention relates to non-destructive testing methods used in surveys of asynchronous electric motors (AED).

Известен тепловой способ неразрушающего контроля (ТК) - вид неразрушающего контроля, основанный на анализе параметров тепловых полей контролируемых объектов, вызванных дефектами [1] (ГОСТ Р 56542-2015 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов», с. 3).The known thermal method of non-destructive testing (TC) is a type of non-destructive testing based on the analysis of the parameters of the thermal fields of controlled objects caused by defects [1] (GOST R 56542-2015 "Non-destructive testing. Classification of types and methods", p. 3).

Способы теплового вида контроля основаны на взаимодействии теплового поля объекта с термометрическим чувствительным элементом (термопарой, болометром, термоиндикаторами и т.п.), преобразовании параметров поля (интенсивности, температурного градиента, контраста лучистостей и др.) в параметры электрического или другого сигнала и передаче его на регистрирующий прибор [2] (ГОСТ 23483-79 в ред. Изменения N 1, утв. в августе 1984 г. «Контроль неразрушающий. Методы теплового вида. Общие требования», с. 1).Thermal control methods are based on the interaction of the object’s thermal field with a thermometric sensitive element (thermocouple, bolometer, thermal indicators, etc.), converting field parameters (intensity, temperature gradient, radiance contrast, etc.) into parameters of an electric or other signal and transmission it to the recording device [2] (GOST 23483-79 as amended by Amendment No. 1, approved in August 1984, “Non-destructive testing. Thermal methods. General requirements,” p. 1).

Недостатком настоящего способа является неточное определение и классификация некоторых дефектов, имеющих схожие признаки, таких как повреждение роторных стержней электродвигателя и дефекты подшипников качения. В обоих случаях может возникать нагрев подшипников качения, температура корпуса в области расположения статора и ротора остается практически неизменной. В первом случае нагрев подшипников происходит за счет деформации ротора, в частности длины, что приводит к избыточной осевой нагрузке на подшипники [3] (А. Ширман, А. Соловьев, «Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования», Москва, 1996, с. 7-10). Во втором случае дефекты подшипников нередко приводят к увеличению температуры [4] (А. Ширман, А. Соловьев, «Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования», Москва, 1996, с. 8-13).The disadvantage of this method is the inaccurate definition and classification of some defects having similar symptoms, such as damage to the rotor rods of the electric motor and defects of the rolling bearings. In both cases, heating of the rolling bearings can occur, the temperature of the housing in the area of the stator and rotor remains almost unchanged. In the first case, the heating of the bearings occurs due to the deformation of the rotor, in particular the length, which leads to excessive axial load on the bearings [3] (A. Shirman, A. Soloviev, “Practical vibration diagnostics and monitoring of the state of mechanical equipment”, Moscow, 1996, p. . 7-10). In the second case, bearing defects often lead to an increase in temperature [4] (A. Shirman, A. Soloviev, “Practical vibration diagnostics and monitoring of the state of mechanical equipment”, Moscow, 1996, pp. 8-13).

Это явление может привести к ошибочной классификации выявленного дефекта и, как следствие, к неверному заключению.This phenomenon can lead to an erroneous classification of the detected defect and, as a consequence, to an incorrect conclusion.

Целью предлагаемого способа определения и подтверждения определенных дефектов асинхронных электродвигателей является применение комплексного подхода, позволяющего при обследовании асинхронных электродвигателей безошибочно выявлять и определять указанные виды дефектов.The purpose of the proposed method for the determination and confirmation of certain defects of induction motors is to use an integrated approach that allows for the examination of asynchronous motors to accurately identify and determine these types of defects.

Указанная цель достигается путем проведения дополнительно вибродиагностики (ВД), после проведения теплового контроля и выявления аномального участка корпуса АЭД.This goal is achieved by conducting additional vibration diagnostics (VD), after conducting thermal monitoring and identifying an abnormal section of the AED body.

Сущность настоящего изобретения состоит в том, что в предлагаемом способе определения и подтверждения определенных дефектов асинхронных электродвигателей, включающем измерение и анализ тепловых полей, определение вида дефектов тепловым методом неразрушающего контроля, согласно изобретению дополнительно используется вибродиагностический метод неразрушающего контроля для уточнения вида дефекта электродвигателя. При диагностике дефектов подшипников и повреждения стержней ротора предлагается в комплексе с ТК применить ВД и получить информацию, которая позволит в этом случае безошибочно выявить и подтвердить тот или иной вид дефекта.The essence of the present invention lies in the fact that in the proposed method for the determination and confirmation of certain defects of induction motors, including the measurement and analysis of thermal fields, the determination of the type of defects by the thermal method of non-destructive testing, according to the invention, the vibrodiagnostic method of non-destructive testing is additionally used to clarify the type of motor defect. In the diagnosis of bearing defects and damage to the rotor rods, it is proposed in conjunction with the TC to use the VD and obtain information that will allow in this case to unmistakably identify and confirm one or another type of defect.

После проведения ТК и анализа полученных данных при сильном нагреве подшипников и подозрении на наличие указанных дефектов на АЭД дополнительно производится ВД. В отличие от ТК в этом случае в вибродиагностике этот дефект имеет очень явные признаки: повреждение стержней ротора приводит к электрической несимметрии ротора асинхронного двигателя и появлению в крутящем моменте составляющей 2ƒ с пульсирующей с частотой скольжения. Угловые колебания ротора под действием пульсирующего момента приводят к угловой модуляции частоты вращения ротора ƒ_o и появлению вокруг нее боковых составляющих с частотой скольжения. Кроме того, поврежденные стержни будут проявляться в виде модуляций ƒ_o, 2ƒ_o 3ƒ_o [5] (В.Н. Костюков, А.П. Науменко, С.Н. Бойченко, Е.В. Тарасов, Основы виброакустической диагностики машинного оборудования: Учебное пособие, Омск, НПЦ «ДИНАМИКА», с. 173). Таким образом, ВД точно подтверждает наличие повреждения стержней ротора АЭД.After conducting the TC and analyzing the data obtained with strong heating of the bearings and suspicion of the presence of these defects on the AED, an additional VD is performed. Unlike TC in this case, in vibration diagnostics this defect has very obvious signs: damage to the rotor rods leads to electric asymmetry of the rotor of the induction motor and the appearance of a 2ƒ component with a pulsating frequency with a sliding frequency in the torque. Angular oscillations of the rotor under the action of a pulsating moment lead to angular modulation of the rotor speed ƒ _o and the appearance of side components around it with a slip frequency. In addition, damaged rods will manifest themselves in the form of modulations ƒ _o , 2ƒ _o 3ƒ _o [5] (V.N. Kostyukov, A.P. Naumenko, S.N. Boychenko, E.V. Tarasov, Fundamentals of vibro-acoustic diagnostics of machinery : Textbook, Omsk, SPC "DYNAMICS", p. 173). Thus, the VD accurately confirms the presence of damage to the AED rotor rods.

Способ определения и подтверждения определенных дефектов асинхронных электродвигателей позволяет решить задачу точного определения и подтверждения рассмотренных видов дефектов асинхронных электродвигателей.The method for determining and confirming certain defects of asynchronous electric motors allows us to solve the problem of accurate determination and confirmation of the considered types of defects of asynchronous electric motors.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. ГОСТ Р 56542-2015 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов», с. 3.1. GOST R 56542-2015 “Non-destructive testing. Classification of types and methods ”, p. 3.

2. ГОСТ 23483-79 в ред. Изменения N 1, утв. в августе 1984 г. «Контроль неразрушающий. Методы теплового вида. Общие требования», с. 1.2. GOST 23483-79 as amended. Changes No. 1, approved in August 1984, “Non-destructive testing. Thermal methods. General requirements ”, p. one.

3. А. Ширман, А. Соловьев, «Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования», Москва, 1996, с. 7-10.3. A. Shirman, A. Soloviev, “Practical vibration diagnostics and monitoring of the state of mechanical equipment”, Moscow, 1996, p. 7-10.

4. А. Ширман, А. Соловьев, «Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования», Москва, 1996, с. 8-13.4. A. Shirman, A. Soloviev, “Practical vibration diagnostics and monitoring of the state of mechanical equipment”, Moscow, 1996, p. 8-13.

5. В.Н. Костюков, А.П. Науменко, С.Н. Бойченко, Е.В. Тарасов, Основы виброакустической диагностики машинного оборудования: Учебное пособие, Омск, НПЦ «Динамика», с. 173.5. V.N. Kostyukov, A.P. Naumenko, S.N. Boychenko, E.V. Tarasov, Fundamentals of vibro-acoustic diagnostics of machinery: Textbook, Omsk, SPC "Dynamics", p. 173.

Claims

Способ определения и подтверждения определенных дефектов асинхронных электродвигателей, включающий измерение и анализ тепловых полей, определение вида дефектов тепловым методом неразрушающего контроля, отличающийся тем, что для уточнения вида дефекта электродвигателя дополнительно используется вибродиагностический метод неразрушающего контроля.A method for determining and confirming certain defects of asynchronous electric motors, including measuring and analyzing thermal fields, determining the type of defects using the non-destructive testing thermal method, characterized in that the vibrodiagnostic non-destructive testing method is additionally used to clarify the type of electric motor defect.