ОБНАРУЖЕНИЕ ДЕФЕКТОВ РОТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО ВЫСШИМ ГАРМОНИКАМ ТОКА МЕТОДОМ МАТРИЧНЫХ ПУЧКОВ

Аннотация

Обрывы в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронного электродвигателя являются одной из причин преждевременного выхода из строя промышленного оборудования. Обрыв стержня ротора приводит к перегреву электродвигателя, повышению его вибрации и снижению эффективности работы. Классические методы диагностики дефектов ротора, основанные на обнаружении частотных составляющих около гармоники питания двигателя в спектрах тока, часто оказываются недостаточно точными из-за влияния различных маскирующих факторов, таких как присутствие шумов в сигналах тока, особенности конструкции ротора и изменение рабочих условий. Цель исследования: применить метод матричных пучков к сигналам тока электродвигателя для получения значений амплитуд и частот высших гармоник дефекта ротора в районе 5-й и 7-й гармоник питания. Высшие гармоники дефекта ротора менее подвержены влиянию маскирующих эффектов и являются более надёжными индикаторами неисправности ротора по сравнению с составляющими в районе основной гармоники питания. Материалы и методы. Метод матричных пучков имеет высокое спектральное разрешение и вычислительную эффективность по сравнению с методами спектрального анализа на основе преобразования Фурье. Дополнительная обработка сигналов тока, включающая их фильтрацию и демодуляцию на основе суммирования квадратов токов, позволяет повысить точность и надёжность обнаружения высших гармоник дефекта ротора. Результаты. Обработка реальных сигналов электропривода с дефектами ротора показала, что при увеличении нагрузки двигателя и прогрессировании дефекта амплитуды гармоник дефекта ротора также увеличиваются. Таким образом, данные параметры могут служить диагностическими признаками неисправности. Метод матричных пучков позволяет с достаточной точностью определить значения частот и амплитуд гармоник дефекта ротора при малой частоте дискретизации 100 Гц при длине сигнала 200 отсчетов. Заключение. Метод матричных пучков является эффективным инструментом для мониторинга состояния асинхронных электродвигателей, так как позволяет отслеживать как изменение частот дефектных гармоник, так и рост их амплитуд при развитии повреждения. Таким образом, метод матричных пучков может быть применен на практике для раннего обнаружения неисправностей асинхронного двигателя и предотвращения аварийных ситуаций.