Rambler's Top100


Находится в каталоге Апорт

Вопросы и ответы

"А не чушь ли все это?"

Оказывается, нет.

Этот метод диагностики впервые стали разрабатывать американцы лет 15-20 назад для контроля двигателей на своих АЭС (чтобы по - минимуму ходить в "грязную" зону).

Если мы наберем в www.google.com "motor current signature analysis" или "MCSA+motor" получим в последнем случае более 198000 ссылок по последнему запросу (по состоянию на 01.09.2007)

Если наберем в www.yandex.ru диагностика электродвигателей (что несравненно шире), получается 1474 ссылки (по состоянию на 01.09.2007).

Отсюда ясно, что это далеко не "пустышка" и что в России она почти сейчас совершенно не развита.

Есть ли соответствующие ТУ, ГОСТ, стандарты (в России и в мире) на этот метод?

В России - нет. В мире - да, IEEE Std 1495-2006.

Как соотносятся между собой этот метод и вибродиагностика?

Методы не исключают друг друга, а дополняют. "Электрические" повреждения (ротор) вибродиагностикой почти не определяются. "Механические" повреждения лучше смотреть вибродиагностикой (ей уже занимаются более 100 лет, есть соответствующие. стандарты)-это физика. НО: Возможен механический резонанс, нужны специальные датчики и их специальная установка, квалификация персонала при интерпретации данных. Подробнее см. "Метод диагностики..." Характерные частоты механических повреждений взяты из соответствующих формул вибродиагностики. См. также раздел Новости от 22.02.2008

Применим ли данный метод для диагностики синхронных машин (СМ)?

В синхронных машинах скольжение тождественно равно нулю, поэтому их можно сравнивать между собой (лучше однотипные), либо отслеживать развитие различных дефектов во времени, возможности диагностики данным методом резко ограничены.

Кроме того, существующие ТТ и ТН часто стоят на одной, а не всех 3 фазах. И какова частотная характеристика таких ТТ и ТН? Как правило, она неизвестна.

Некоторые повреждения СМ мы видели (снимая ток статора и ток возбуждения).

В основном мы специализируемся на диагностике асинхронных ЭД

Как производятся измерения?

Это не стационарная система, работающая в on-line режиме (а к этому надо стремится, и такие примеры в мире уже есть ), а работа строится по принципу "провели измерение - его обсчитали - дали заключение - внесли измерение в базу данных - сравнили с предыдущими измерениями".

Измерения проводятся либо непосредственно на ЭД, либо на щите его питания.

В течение снятия этих осциллограмм в течение (15-70 сек) нагрузка ЭД должна слабо меняться

Каковы требования к датчикам измерительной части?

Трансформаторы напряжения и тока ТН и ТТ должны не давать искажений (быть в диапазоне+- 3 dB) в диапазоне частот 0-20000 Гц.

Расскажите, пожалуйста, о самой процедуре снятия осциллограмм (сколько в среднем уходит времени на один двигатель (с учетом подготовительных операций и т.д.)?

2 человека (так положено по ТБ) не напрягаясь за рабочий день делают в среднем 15-20 машин. Следующие четверть дня один человек снятые данные обрабатывает

Придется выводить двигатели из работы и потом уже диагностировать?

Нет, эта диагностика делается только на работающем ЭД

Какая зависимость показаний в спектре тока от типа и конкретной марки двигателя?

Мы в основном работаем с асинхронными ЭД 0.4 кВ (ротор- "беличья клетка") прямого пуска (без частотного преобразователя (ЧП). В этом случае марка ЭД нас не очень интересует, т.к. физика работы таких ЭД одна и та же.

Возможно ли влияние каких-либо помех на измерения?

Естественно. Есть целая наука, называемая электромагнитной совместимостью (electromagnetic compatibility - EMC)

При диагностике двигателя достаточно только снимать токи или обязательно нужно еще и напряжения? Или напряжения нужны только для определения качества питающего напряжения?

Для диагностики ЭД (то, что он ДОШЕЛ до жизни такой), достаточно токов. Одна из основных причин, ПОЧЕМУ от дошел до жизни такой, является качество питающего напряжения. Если нас кормить "неправильной" пищей, мы протянем ноги. То же самое и с ЭД. Причем в этом виновата не энергоснабжающая организация, а очень часто само предприятие.

Какова точность замера качества питающего напряжения и ее влияние на окончательные выводы?

Требуется уточнение. Качество ЭЭ определяется множеством показателей, определенных ГОСТ 13109-97. Мы здесь рассматриваем только один показатель- гармоники.

Соответствующие всплески в спектрах тока могут быть как за счет наличия повреждений, так и за счет гармоник питающего напряжения.

Но, как правило:

  • гармоники питающего напряжения кратны 50 Гц, а гармоники тока нет;
  • cпектры тока и напряжения различаются между собой.

Рассматриваются лишь гармоники, которые есть в спектре тока и которых нет в спектре напряжения

Какова достоверность диагностики неисправностей? Часто ли отыскиваются несуществующие неисправности или наоборот не замечаются имеющиеся?

Пока такого не было - отыскиваются несуществующие неисправности или наоборот, не замечаются имеющиеся. Электрические повреждения лучше находятся этим методом, механические - вибродиагностикой (физику тут не обманешь), об этом мы честно говорим в протоколах.

А если ЭД работает в нестационарном режиме?

(если за 15-70 сек он успевает пару раз включиться и выключиться? в металлургии полно таких приводов, правда они не особо мощные: толкатели, пилы, рольганговые двигатели...)

Нужно выделить участок практически постоянной нагрузки (тока) ЭД, подобрать необходимую с частоту дискретизации сигналов и размер БПФ Кроме того, есть масса ответственных ЭД, которые работают в практически постоянном режиме.

Дело здесь вот в чем. Во всем мире используется быстрое преобразование Фурье (БПФ)-разложение по sin и cos, которое справедливо (дает верные результаты) ТОЛЬКО при стационарном (квазистационарном) сигнале. Это такое же свойство ПФ, как и 2*2=4. Для нестационарных сигналов ПФ просто формально, но неправильно работает. Поэтому во всем мире (см. IEEE Std-1415) так и цепляются за стационарность сигнала.

Что делать в случае нестационарного сигнала?

Менять базис разложения - функции sin и cos сугубо стационарны.

Есть на что?

Есть. Называется вейвлеты (wavelets-элементарные волны).

Простейший пример - вейвлет Хаара (это первая производная сигнала по времени)

Знакомы ли мы с этим вопросом?

Да. Дело в том, что АБСОЛЮТО ТО ЖЕ САМОЕ оборудование используется для анализа качества питающего напряжения в соотв. с ГОСТ 13109-97 и нахождения статистики потребляемых токов как трансформаторов, так и ЛЮБЫХ кабельных линий 0.4 кВ. Естественно, ПО применяется другое.

Предположим, что мы выполняем мониторинг в течение, скажем недели (записываем данные длительностью по 1/50=0.02 с через каждые 5 сек. Наша задача автоматически найти среди этих более 100000 запусков именно те, в которых есть особенности-выбросы, всплески, провалы и т.д. Эта задача 3 года как решена путем автоматического нахождения тонких особенностей сигнала (именно этих запусков) с использованием вейвлетов.

Также развитие повреждений мы можем отслеживать по трендам (сейчас частотных характеристик сигналов, со временем можно поставить и вейвлет - коэффициенты).

Что делать, если, скажем 3 гармоника одного вида повреждений близка к 5 гармонике другого повреждения?

В протоколе работы программы будут присутствовать оба повреждения. Необходимо дополнительно проанализировать файл Anal_freqs_sorted_I.doc - там приводятся все анализируемые частоты.

Программа по обработке позволяет получить собственно конечный результат - так сказать "диагноз"?

Да. Именно в таком виде, как и приведено на сайте http://www.motor-diag.com/example.html

Относительно насчет истолкования - сделано почти как на светофоре:

  • зеленый - все хорошо;
  • желтый - пора планировать двигатель в ремонт;
  • красный - надо менять немедленно, чтобы предотвратить аварию.

Есть уже такой "светофор" без цифр и графиков, но с выводами - отдельно по каждому повреждению

Пытались сделать такой "светофор" по всему электродвигателю - получается, как средняя температура в больнице - у одного 40, у остальных 36.6, а в среднем 36.8, поэтому и пошли на отдельные повреждения.

Есть ли особенности диагностики ЭД взрывозащищенного исполнения?

Не знаю, эти ЭД мы никогда не диагностировали (не стояла такая задача), оборудование НЕ сертифицировано на искро- и взрывобезопасность.

Какие неисправности асинхронного электродвигателя с фазным ротором можно диагностировать?

Пока нельзя сказать, такой задачи не возникало. Над этим надо работать-снимать данные, обрабатывать, смотреть.

При этом надо учесть, что работают крановые двигатели в повторно-кратковременном режиме и необходимых 15-60 сек квазиустановившегося режима в цикле их работы нет (за исключением очень крупных металлургических кранов).

Тем более что процесс нестационарный. Поэтому "в лоб" применить методику здесь вряд ли получится.

Возможен ли анализ состояния "железа" электродвигателя по этой методике?

Есть такая проблема: определение целесообразного числа ремонтов (перемоток) ЭД. Каждый раз выжигается обмотка, ухудшаются магнитные свойства железа, со всеми вытекающими из этого последствиями... После определенного числа ремонтов двигатель выгоднее просто выкинуть и не перематывать вновь. Этот момент надо как-то определять.

Никогда этот вопрос не смотрели.

О влиянии ЧП на работу электродвигателя

Нам приходилось сплошь и рядом видеть такую ситуацию:

Допустим, насос требует мощность 10 кВт и работает в практически стационарном режиме, а его "крутит" ЭД мощностью 100 кВт. Вместо замены ЭД на 12 кВт (с учетом КПД) насос либо "давят" задвижками (бывает, что и входной, при этом срываются в режим кавитации на насосе), либо ставят ЧП на ЭД- это сейчас модно.

О негативных сторонах (токи через подшипники, перенапряжения из-за высоких L*di/dt на обмотках ЭД и т.д. и как следствие преждевременный выход ЭД из строя и не вспоминают - часто работают по принципу "Сгорел - заменили".

Иными словами, для совместной длительной работы с ЧП обязательно нужны специальные ЭД и ряд других технических мероприятий.

А что, разве наша лаборатория вибродиагностики это все уже не делает?

Нет. Они занимаются вибродагностикой, и только ей. Диагностикой ЭД по спектру тока они не занимаются.

Мы действуем с точностью до наоборот. Одна методика дополняет другую,как и должно быть, одной панацеи от всех "болезней" просто не существует.

Кроме того, этот метод (диагностики ЭД по спектру потребляемого тока) с мая 2007 г. месяца как в мире узаконен http://shop.ieee.org/ieeestore/Product.aspx?product_no=SS95671

> After eleven years of development, IEEE Std 1415-2006 "IEEE Guide for Induction Machinery Maintenance Testing and Failure Analysis" has been officially released as of May 1, 2007. The standard covers a majority of testing technologies used to troubleshoot and analyze rotating machines including the types of testing performed by ALL-TEST Pro, Areva, Baker and PdMA, including pass/fail limits, whether the data is trendable or the testing is potentially distructive.

> A large number of end-users and the manufacturers were all represented through its development.

Теперь появляется возможность и диагностировать по спектру тока, ссылаясь на этот стандарт.

> 4.3.8 Current demodulation
> Amplitude modulation (AM) demodulating of the measured stator current is a means of separating the fundamental frequency from other frequencies. The resulting demodulated current frequency spectrum can be analyzed in an attempt to find information on possible mechanical or electro-mechanical faults.

!!! И самое важное

> The resulting low-frequency spectrum can be interpreted with similar methods to the ones utilized by vibration technology.

Это выдержка из этого стандарта, но остается вопрос, когда и кем это будет заГОСТированно в России или в отрасли/на предприятии...

Квалифицированный электрик, положив руку на машину, может диагностировать многие неисправности механической части. А электрические неисправности статора можно определить и мегомметром. Обрывы в роторе - визуальным осмотром.

А дефекты литья в теле ротора тоже будем определять рукой (визуально их не видно, да и проявляются они в определенных условиях)?

Приходилось нам видеть, как состояние ЭД определяют с помощью металлического рубля. Кладут его на край машины. Если рубль упал -машина в плохом состоянии, не упал -в хорошем.

Такой вот аналог вибродиагностики - действительно, смех и грех...

Какие есть аналоги у Вашей разработки? Может быть, иностранные?

Есть иностранные аналоги www.alltestpro.com, www.pdma.com, http://www.us.areva-np.com/ultracheck/EMPATH.htm

Стоимость оборудования порядка $15500-30000 в зависимости от комплектации (без таможенных расходов).

Только вот почему-то люди, это приобретшие, задают нам вопросы о том, как понять и истолковать протоколы этих приборов

В России по этому вопросу, насколько нам известно, практически ничего нет. Вы можете сами дать запрос в www.google.com motor currnet signature analysis (mcsa) + motor

Можно также получить результат другого поиска: Howard Penrose (система All Test Pro) и Donald (Don) Ferree (Empath) (это все USA).. Есть и другие фирмы такой диагностики, но их немного и все не Российские.

По каким нормативным документам определяется стоимость работ?

В Москве мы работаем по МТСН - Московским территориальным сметным нормативам.

Каковы формы возможного сотрудничества?

Мы видим следующие направления для сотрудничества:

  • Нас бы очень интересовали дилеры в вашем регионе для совместной работы по существующей системе диагностики ЭД
  • Совместная доработка системы, когда она становится стационарной и работа идет в on-line режиме.

Надо отметить, что та же on-line система будет годна для мониторинга не только ЭД, но и трансформаторов (сторона НН), и других кабельных линий.

Задать вопрос
Ваше имя:  
E-mail:  
Ваш вопрос: