Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Анализ методов и средств определения технического состояния асинхронных двигателей 10
1.1 Техническое обслуживание и эффективность диагностики асинхронных двигателей 10
1.2 Методы и средства диагностирования асинхронных двигателей и их классификация 14
1.2.1 Стандартизация методов определения технического состояния электрических машин 14
1.2.2 Существующие методы и средства определения технического состояния электрических машин 15
1.3 Методы количественной оценки технического состояния асинхронных двигателей 28
1.4 Влияние технического состояния асинхронного двигателя на показатели надежности 33
Глава 2 Теоретические предпосылки определения уровня технического состояния и его влияния на показатели надежности асинхронных двигателей 36
2.1 Теоретические предпосылки формирования комплексного показателя технического состояния асинхронного двигателя 36
2.2 Зависимость динамических показателей асинхронного двигателя от его технического состояния 42
2.3 Прогнозирование надежности работы асинхронного двигателя от уровня его технического состояния 56
2.4. Оптимизация уровня технического состояния асинхронного двигателя
Глава 3 Методика экспериментальных исследований диагностики асинхронного двигателя и определение уровня его технического состояния 62
3.1 Методика определения уровня технического состояния асинхронных двигателей 62
3.1.1 Факторы, определяющие уровень технического состояния электрической машины и их значимость 62
3.1.2 Количественная оценка качественных показателей факторов 66
3.1.3 Порядок определения уровня технического состояния асинхронного двигателя 67
3.2 Методика определения обобщающих факторов 68
3.2.1 Методика определения технического состояния электрических частей электродвигателя 68
3.2.2 Методика определения технического состояния механических частей электродвигателя 69
3.2.3 Методика определения динамических показателей 70
3.3 Технические и метрологические характеристики приборов и оборудования для определения уровня технического состояния асинхронного двигателя 75
3.4 Технологичность метода диагностирования асинхронного двигателя при переходном режиме 83
3.5 Методика установления функциональных зависимостей между показателями надежности и уровнем технического состояния асинхронного двигателя
3.5.1 Методика установления взаимосвязей между различными показателями надежности асинхронного двигателя 88
3.5.2 Методика расчета уровня технического состояния асинхронного двигателя, соответствующего минимуму суммарных затрат на его поддержание 90
Глава 4 Связь уровня технического состояния асин хронного двигателя с показателями надежности 93
4.1 Анализ надежности работы асинхронных двигателей 93
4.2 Результаты оценки уровня технического состояния асинхронных двигателей 96
4.3 Зависимость показателей надежности асинхронных двигателей от уровня его технического состояния 103
4.4 Связь технического состояния асинхронных двигателей с уровнем динамических показателей двигателя 109
4.5 Оптимизация уровня технического состояния асинхронного двигателя 112
Глава 5 Экономическая оценка эффективности вне дрения предлагаемого метода определения уровня тех нического состояния асинхронного двигателя 116
5.1 Экономическая эффективность функционирования технологического процесса от повышения уровня технического состояния асинхронного двигателя 116
5.2 Эффективность применения динамического метода оценки технического состояния асинхронного двигателя 117
Основные выводы 119
Литература
- Методы и средства диагностирования асинхронных двигателей и их классификация
- Зависимость динамических показателей асинхронного двигателя от его технического состояния
- Количественная оценка качественных показателей факторов
- Зависимость показателей надежности асинхронных двигателей от уровня его технического состояния
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в электроприводе большинства технологических процессов, как в промышленности, так и в сельском хозяйстве, широко используются асинхронные двигатели (АД). Это объясняется простотой конструкции, относительно низкой стоимостью, а также высокой надежностью при условии их правильной эксплуатации. Стоит отметить, что в более 90% всех электроприводов используются АД. Они обычно рассчитаны на срок службы 15-20 лет без капитального ремонта при условии их правильной эксплуатации.
В практике эксплуатации срок службы электродвигателей и их узлов значительно меньше заводского. Основной причиной выхода из строя является низкий уровень технического обслуживания и текущего ремонта, малоэффективность существующих способов и средств диагностического контроля, а также сложные условия эксплуатации в сельском хозяйстве.
Технологические процессы постоянно усложняются, поэтому простои оборудования приводят к большим экономическим потерям. В связи с этим остро встает вопрос повышения надежности и эффективности работы асинхронных двигателей.
Существующие методы в основном дают качественную оценку технического состояния отдельных узлов электрической машины, что не позволяет в целом оценить состояние машины. Количественная оценка надежности работы технических объектов проводится чаще всего путем определения показателей надежности. На практике количественная оценка технического состояния осуществляется на основе статистических данных количества отказов или времени наработки на отказ, что не позволяет спрогнозировать работу оборудования перед началом эксплуатации.
В связи с вышеизложенным возникает необходимость разработки такой методики диагностирования асинхронных двигателей, которая позволила бы количественно, без больших затрат времени и труда оценить техническое состояние асинхронного двигателя и готовность его к работе на предстоящий период эксплуатации.
Работа выполнялась в соответствии с планом НИР Иркутской государственной сельскохозяйственной академии «Разработка, совершенствование эксплуатации электрооборудования производственных процессов в агропромышленном комплексе» (тема 29К, номер государственной регистрации №01201355871).
Степень разработанности темы. Предпосылками определения цели и постановки задач исследования являются: развитие электрифицированных технологических процессов с использованием асинхронных электродвигателей, разработанность способов диагностики асинхронных электродвигателей в условиях сельского хозяйства.
Цель работы - исследование влияния технического состояния асинхронного двигателя на показатели надежности в технологическом процессе навозоудаления для повышения эффективности использования асинхронных двигателей за счет его комплексной оценки и прогнозирования работы на предстоящий период.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
провести анализ методов оценки технического состояния асинхронных двигателей;
математически обосновать определение уровня технического состояния асинхронных двигателей по комплексному показателю;
разработать методику определения уровня технического состояния асинхронных двигателей по параметрам технического состояния его отдельных частей;
установить связь уровня технического состояния с показателями надежности асинхронного двигателя в технологическом процессе навозоудаления;
оценить экономическую эффективность использования комплексного показателя для прогнозирования надежности асинхронных двигателей.
Объект исследования. Параметры диагностирования технического состояния асинхронного двигателя и формирование уровня технического состояния.
Предмет исследования. Зависимость уровня технического состояния асинхронного двигателя, факторов, влияющих на процесс его формирования, с показателями надежности.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы теории электрических машин, теории вероятностей, надежности, опыт эксплуатации и экспериментально-статистический анализ показателей надежности, пакеты прикладных программ Word, Excel, Statistica. Экспериментальные исследования по определению уровня технического состояния и показателей надежности асинхронных двигателей проведены в СХ ОАО «Белореченское».
Научная новизна исследований:
модель формирования комплексного показателя технического состояния асинхронного двигателя;
методика количественной оценки уровня технического состояния асинхронного двигателя по комплексному показателю;
метод постановки диагноза по форме диаграммы изменения частоты вращения асинхронного двигателя;
полученные закономерности для определения оптимального уровня технического состояния асинхронных двигателей;
взаимосвязи уровня асинхронного двигателя технического состояния с показателями его надежности.
Практическая значимость и реализация работы. Результаты исследований и выявленные связи уровня технического состояния асинхронного двигателя с его показателями надежности могут быть использованы в хозяйствах, эксплуатирующих их, а также на предприятиях для послеремонтных испытаний асинхронных электродвигателей.
Производственная проверка результатов исследований осуществлялась в СХ ОАО «Белореченское» (Усольский район Иркутской области) и ООО «Тулунское хлебоприемное предприятие» (Тулунский район Иркутской области), ОАО «Родники» (Иркутский район Иркутской области). Результаты исследований используются в учебном процессе кафедры электрооборудования и физики ИрГСХА.
Основные положения, выносимые на защиту:
математическое описание формирования комплексного показателя технического состояния асинхронного двигателя;
комплексный показатель оценки уровня технического состояния АД;
зависимости динамических показателей АД от технического состояния;
методика расчета оптимального уровня технического состояния АД;
зависимости основных показателей надежности АД от уровня его технического состояния.
Достоверность результатов работы подтверждена экспериментальными и производственными исследованиями, адекватностью полученных математических моделей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практических семинарах ИрГСХА «Чтения И.П. Терских» (Иркутск, 2010-2012), международной научно- практической конференции «Рациональное природопользование и энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе» ИрГСХА (Иркутск, 2010), региональной научно-практической конференции молодых ученых Сибирского федерального округа «Инновационные технологии в АПК» ИрГСХА (Иркутск, 2010), международной конференции «Engineering problems in agriculture and industry» (Ulaanbaatar, Mongolia, 2010), международной научно-практической конференции «Природа и сельскохозяйственная деятельность человека» ИрГСХА (Иркутск, 2011), студенческой научно- практической конференции «Научные исследования студентов в решении актуальных проблем АПК» ИрГСХА (Иркутск, 2011), научной конференции преподавателей, научных работников и аспирантов ВСГУТУ (Улан-Удэ, 2012).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 работы - в изданиях, рекомендованных ВАК России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц, 40 рисунков, список литературы из 127 наименований.
Методы и средства диагностирования асинхронных двигателей и их классификация
Техническое обслуживание является основным решающим профилактическим мероприятием, необходимым для обеспечения надежной работы оборудования между плановыми ремонтами [119].
В общем случае ТО предусматривает уход за электрооборудованием. Оно включает в себя систематическое проведение осмотров; соблюдение правил эксплуатации и инструкций заводов; устранение мелких неисправностей, не требующих отключения оборудования и сетей; регулировку, продувку, смазывание. ТО проводится в соответствии с нормативными документами и инструкциями заводов-изготовителей.
Для уменьшения количества отказов оборудования, при проведении ТО необходимо определять техническое состояние элементов АД, т.е. проводить диагностику.
Техническая диагностика - это теория, методы и средства, с помощью которых делается заключение о техническом состоянии объекта. Цель диагностики 11 определение степени работоспособности АД в данный момент времени и выявление дефектов ее отдельных узлов. При этом важно определять характер дефекта и места его нахождения.
По данным, получаемым при диагностических испытаниях, делается вывод о техническом состоянии АД и о тех мероприятиях, необходимых для осуществления ремонтных работ, которые необходимо предпринять.
Вопросы диагностики тесно связаны с критериями работоспособности электрических машин, анализ которых позволяет поставить диагноз о техническом состоянии электрической машины. Сказанное не означает, что все критерии работоспособности являются диагностическими параметрами. Необходимо выявить наиболее информативные (в смысле выявления и обнаружения дефектов и их расположения) из критериев работоспособности и из электромагнитных параметров электрических машин (напряжение, ток, момент и др.). Для каждого типа машин, класса напряжения и мощности, информативность тех или иных параметров работоспособности изменяется, и поэтому критерии работоспособности должны определяться в каждом конкретном случае.
Прогнозирование технического состояния означает определение будущего состояния электрической машины на основании изучения тех факторов, от которых это состояние зависит. Прогнозирование может осуществляться как в процессе разработки, так и в период эксплуатации машины. В последнем случае цель прогнозирования - своевременное обнаружение неблагоприятного состояния машины и разработка рекомендаций по повышению уровня его надежности.
Основополагающим принципом прогнозирования является использование прошлого опыта. Информация о машине (априорная) является базой для процесса прогноза и получения оценок в будущем (апостериорные оценки).
Прогноз можно понимать как получение апостериорной оценки некоторого качества исследуемого явления на основе априорных сведений о прошлом и настоящем. Априорная информация является единственным основанием для определения модели исследуемого явления - детерминированной или стохастической. В период эксплуатации апостериорной оценкой является надежность машины после проведения контроля ее состояния. Надежность, рассчитанная на предыдущем этапе, является априорной, а контроль рассматривается как опыт, по результатам которого оценивается апостериорная надежность. Таким образом, вычислению прогнозируемой характеристики всегда должны предшествовать опыт, эксперимент, данные которого используются совместно с априорной информацией. Это обстоятельство и отличает прогноз от расчета.
Различают прогнозирование технического состояния и прогнозирование надежности. В первом случае дается прогноз технических параметров машины либо эти параметры относятся к тому или иному классу, а также дается прогноз отказов машины. Во втором случае дается прогноз количественных показателей надежности машины на основе прогнозирования постепенных и внезапных отказов.
Прогнозирование может быть групповым и индивидуальным. К методам группового прогнозирования можно отнести статистическую оценку срока службы однотипных изделий на основе результатов контрольных и определительных испытаний на надежность. В этом случае путем обработки результатов испытаний некоторого числа изделий на срок службы вычисляется количественная среднеквадратичная оценка срока службы всей партии электрических машин. К достоинствам метода индивидуального прогнозирования относится возможность оценки надежности каждой конкретной машины.
К решению задачи прогнозирования существуют два подхода — детерминированный и стохастический. В первом случае задача сводится к отысканию аппроксимирующего выражения, во втором в качестве прогнозируемой характеристики принимается реализация случайной величины, определяющая интервал времени от момента контроля до первого пересечения поля допуска прогнозируемой величины. Поскольку процессы износа, старения и разрегулирования электрических машин, обусловливающие развитие постепенных отказов, являются случайными величинами, более общий характер носит стохастический подход.
В настоящее время разрабатывается третий метод прогнозирования — метод распознавания образов [119]. Метод предполагает разбиение всей группы изделий на несколько классов (групп) в соответствии с признаками каждого класса. Между классами устанавливаются строгие границы. Процесс создания образа разбит на три этапа: «обучение», создание образа, «экзамен». Процесс индивидуального прогнозирования надежности методом распознавания образов сводится к отнесению данной электрической машины к тому или иному классу на основании критериев работоспособности, причем для каждого класса должны быть априорно известны показатели надежности и технические характеристики.
Условия работы асинхронных электродвигателей в сельском хозяйстве отличаются от условий работы в промышленности. В промышленности большинство электродвигателей работает в нормальных условиях окружающей среды, обычно они оптимально загружены. В сельскохозяйственном производстве многие электродвигатели находятся в сложных эксплуатационных условиях, они неправильно загружены, работают кратковременно, подвергаются воздействию химически активных сред [42].
Все эти факторы негативно сказываются на техническом состоянии электродвигателей, а следовательно - на их эксплуатационной надежности.
Одним из эффективных путей решения общетехнической проблемы повышения надежности электродвигателей является разработка новых методов и средств определения и контроля технического состояния в условиях эксплуатации.
Наличие эффективных методов диагностического контроля позволит путем целенаправленных действий по выявлению и исследованию информативных параметров, изменение которых может быть связано с возникновением определен 14 ных неисправностей, в заданный момент времени оценить техническое состояние электродвигателя и заблаговременно обнаружить неисправности.
Трудность в решении данной задачи состоит в том, что пока недостаточно исследованы отдельные неисправности электрических машин и не определены специальные информативные параметры или признаки (диагностирующая информация), характеризующие изменение электромагнитных, виброакустических и других физических процессов функционирования при возникновении соответствующих неисправностей.
В связи с выше изложенным можно сделать вывод, что разработка и внедрение методов и средств диагностики актуальна и имеет существенное практическое значение при эксплуатации асинхронных двигателей, составляющих большую часть парка электрических машин, и позволит существенно увеличить надежность функционирования технологического оборудования.
Зависимость динамических показателей асинхронного двигателя от его технического состояния
Параметры АД (активные и индуктивные сопротивления) изменяются в течение переходного периода из-за изменения насыщения стали и вытеснения тока в стержнях ротора. В частности, при пуске АД основной магнитный поток уменьшается по сравнению с номинальным режимом из-за значительного падения напряжения в обмотке статора, обусловленного пусковым током. При этом сталь магнитопровода будет не насыщенной, следовательно, Хт при пуске будет больше, чем в рабочем режиме, а.Хк зубцовой зоны - наоборот, меньше.
Этап П. Когда ротор приходит во вращение, переходные процессы значительно усложняются. Поля апериодических токов видов «А» и «В» статора неподвижны в пространстве и, следовательно, они наводят в обмотках вращающегося ротора затухающие переменные токи с частотой fj{\ - s). Поля апериодических токов видов «А» и «В» ротора вращаются вместе с ротором и наводят в обмотках статора затухающие переменные токи с частотой fi{\ - s). Эти токи замыкаются через сеть, питающую обмотку статора.
Исследование переходных процессов в АД при его разгоне базируется на совместном рассмотрении электромагнитных и механических условий равновесия. Условие механического равновесия: J dt=M Mcm (233) где J - момент инерции системы, приведенной к валу АД; О. - угловая частота вращения ротора; Мст - момент сопротивления привода.
Вращающий момент на валу АД представляют суммой моментов, возникающих в результате взаимодействия отдельных составляющих токов, как и в случае неподвижного ротора. Поля, образованные свободными токами, могут как усиливать, так и ослаблять поле, создаваемое вынужденными токами. Поэтому, наряду с пиками, могут иметь место и провалы в кривой результирующего вращающего момента АД.
Этап III. После достижения критического скольжения дальнейший разгон АД происходит при значительном угловом ускорении ротора. С уменьшением скольжения уменьшается ток статора. Однако под влиянием индуктивности обмотки снижение величины тока отстаёт от уменьшения скольжения и тем резче, чем меньше момент инерции ротора, а также связанных с ним приводных устройств и чем больше индуктивность обмотки.
При этом возможно такое положение, при котором частота вращения ротора будет равна синхронной, но токи в обмотках статора и ротора не будут равны нулю и, следовательно, будет создаваться некоторый вращающий момент, который вызовет увеличение частоты вращения ротора выше синхронной. После этого возникнут тормозные моменты, и частота вращения ротора АД будет, затухая, колебаться около синхронной (рис. 2.8).
Рисунок 2.8 - Вращающий момент асинхронного двигателя в процессе пуска При пуске АД с короткозамкнутой обмоткой ротора время его разбега зависит от величины тормозного момента на валу Мст, инерционного момента вращающихся масс Ми и механической характеристики M=f(s).
Для характеристики инерционного момента электрических машин обычно пользуются инерционной постоянной Н (с), которая представляет собой время, в течение которого ротор ускоряется под действием номинального вращающего момента от неподвижного состояния до синхронной частоты вращения, при том условии, что момент использовался только для разгона вращающихся масс:
На основании этого можно предположить, что время разгона можно считать диагностическим параметром для оценки технического состояния асинхронного двигателя. 2.3 Прогнозирование надежности работы асинхронного двигателя от уровня его технического состояния
Чтобы установить связь показателей надежности АД с уровнем технического состояния, рассмотрим подробнее вероятность возникновения отказов системы по техническим причинам (неисправностям). Для этого выразим вероятность безотказной работы АД по такой причине, как "технические неисправности" Рнс:
При использовании выражения (2.41) для вычислений следует все переменные, используемые в формулах, рассчитывать за равный период наблюдений.
Кроме этого, необходимо было проверить связи с другими коэффициентами технической надежности, определяемыми в соответствии с ГОСТ 27.002-89, технического использования (Кти)с уровнем технического состояния (Утс).
В результате теоретических исследований нами было выявлено, что коэффициент готовности агрегата в зависимости от уровня технического состояния аппроксимируется линейной зависимостью Кг=ЬУтс+а, где коэффициенты b и а определяются экспериментально. При этом Кг и Утс в силу множества влияющих факторов - случайные величины. В задачу исследований входила проверка полученного уравнения и нахождение коэффициента парной корреляции между Кг и Утс.
Это означает, что если полученная ранее зависимость Кг=( (Утс) действительно линейная, то коэффициент корреляции должен быть равен ±1. Это обстоятельство и было положено в основу проверки линейности заданной функции по коэффициенту корреляции для всех реализаций по разным видам работ. В случае подтверждения линейного характера изучаемой зависимости указанным способом, данную функцию можно использовать для решения инженерно-организационных вопросов.
Количественная оценка качественных показателей факторов
В соответствии с разработанной методикой определения уровня технического состояния каждый электродвигатель, находящийся под наблюдением, оценивался перед началом эксплуатации и после его завершения (приложение 6). При этом для установления функциональных зависимостей между изучаемыми показателями, за каждым двигателем проводились наблюдения весь период эксплуатации. Значение уровня технического состояния определялось за два года исследований, согласно предложенной методики, пример расчета которого представлен на рисунке 4.4. Пример изменения уровня технического состояния асинхронных двигателей процесса навозоудаления показан в таблице 4.1.
В ходе экспериментов было установлено, что среднее значение уровня технического состояния асинхронных двигателей процесса навозоудаления, находящихся под наблюдением составляет Утс = 0,64. В большинстве случаев наблюдался низкий уровень технического состояния электрических частей, а также уровень динамических показателей. В процессе пометоудаления наблюдается такая же статистика, по причине сходных условий эксплуатации. Вентилирование в птичнике характеризуется несколько другими эксплуатационными условиями: длительный режим работы, большие перепады температур.
Об о бщающне ф акторы Уровень Опр ед еляющне ф акторы Уровень Уровень технического шстоянияэЯ ектромжвишык частей асинхронного :мектродвигателя 0,634 Уровень технического состояния сопротивления изоляции 0,
Анализируя данные, можно сделать вывод о значительном изменении уровня технического состояния асинхронных двигателей с течением времени. Быстрое снижение уровня технического состояния асинхронных двигателей обусловлено условиями эксплуатации.
Статистическая оценка уровня технического состояния асинхронных двигателей, используемых в процессах навозоудаления, пометоудаления и вентилирования, а также времени наработки до капитального ремонта, приведена в таблице 4.2., для них построены частотные гистограммы и выявлены функции плотности вероятности распределения (рис.4.5 - 4.7).
Уте Рисунок 4.5 - Частотная гистограмма и функция плотности вероятности распределения уровня технического состояния асинхронных двигателей процесса вентилирования
В целом уровень технического состояния АД составил 0,62-0,7, а совокупная функция распределения данного показателя подчиняется нормальному закону распределения. Это говорит о том, что существуют большие потенциальные возможности снижения затрат от простоев за счет улучшения технического состояния АД в период эксплуатации и поддержания его в работоспособном состоянии.
Кроме этого было установлено, что наработка до капитального ремонта асинхронных двигателей значительно отличается для новых двигателей и тех, которые прошли капитальный ремонт в условиях хозяйства. Для них построены частотные гистограммы и выявлены функции плотности вероятности распределения (рис.4.8-4.9). Разница в наработке обусловлена несколькими причинами: качество используемых материалов, использование устаревшей технологии ремонта, квалификация ремонтного персонала, и, в главную очередь, ненадлежащее выполнение послеремонтных испытаний.
Характеристики Уровень технического состояния АД процесса вентиляции Уровень технического состояния АД процесса по-метоудаления Уровень технического состояния АД процесса наво-зоудаления Время наработки до капитального ремонта АД, отремонтированных в хозяйстве Время наработки до капитального ремонта новых АД
При анализе надежности функционирования технологических процессов в СХ ОАО «Белореченское» нами была определена зависимость комплексных показателей надежности асинхронного двигателя от уровня его технического состояния для различных процессов. Рассмотрим некоторые из них.
Процесс вентилирования в птичнике характеризуется длительностью работы асинхронных двигателей, остановка которых происходит только на период технического обслуживания или ремонта. В связи этим аппроксимирующие функции коэффициентов готовности и технического использования имеют более пологую характеристику (рис. 4.10-4.11).
Таким образом, можно сделать вывод, что предлагаемый комплексный показатель количественной оценки технического состояния АД (уровень технического состояния Утс) может быть использован для анализа и прогнозирования надежности функционирования технологического процесса навозоудаления, а также для планирования объема работ по техническому обслуживанию, ремонту и диагностированию, при подготовке АД к эксплуатации. По результатам исследований предлагаемого метода опубликованы работы [78, 79, 80, 83, 84, 86, 87, 88, 89].
Одним из обобщающих показателей определения уровня технического нами предложен «уровень динамических показателей». Согласно методике для определения уровня динамических показателей нами были проведены исследования каждого из них. В ходе исследований, в соответствии с теоретическими предпосылками и методикой диагностирования асинхронного двигателя, были получены следующие результаты (рис. 4.18). Представленные результаты соответствуют эксперименту с АД марки АИР80В4 мощностью 1,5 кВт.
Зависимость показателей надежности асинхронных двигателей от уровня его технического состояния
Для определения экономической эффективности от повышения уровня технического состояния асинхронных двигателей, находившихся под наблюдением, до оптимального значения использовались функциональные зависимости, полученные в ходе определения Утс.
Экономический эффект, получаемый от снижения простоев технологического процесса, рассчитывался по следующему выражению: где Э - экономия, полученная за счет повышения Утс до оптимального значения; АСупР - разность убытков технологического процесса, полученная при начальном уровне технического состояния С уПр и конечном С упр (оптимальном).
Так как и в том и в другом случаях затраты являются функцией от Утс, то в общем виде можно записать следующее: Исходя из этого условия, экономию можно получить, если дополнительные вложения средств в повышение уровня технического состояния асинхронного двигателя в период его подготовки не будут превышать экономический эффект от снижения простоев в период эксплуатации.
Было установлено, что средний уровень технического состояния асинхронных двигателей, находившихся под наблюдением, равен Утс= 0,64, а оптимальное значение его составляет Утс.0пт= 0,71. Воспользовавшись полученными выражениями аппроксимирующих функций (4.8 и 4.9), рассчитаем экономический эффект на основании выражения (5.3): Эутс = (8,2-0,64"2 5346- 8,2-0,7Г2 5346)-(48,08-0,712 335 - 48,08-0,642 335)=1,228 тыс.р.
При повышении полученного в ходе экспериментов среднего значения до оптимального годовой экономический эффект составит 1228 руб. на один электродвигатель в год.
На основании данного расчета можно сделать вывод, что определение уровня технического состояния асинхронных двигателей перед непосредственным использованием по назначению позволит более точно спланировать периодичность обслуживания, тем самым снизив убытки от простоев технологического процесса навозоудаления.
Одной из важнейшей задачей технической диагностики асинхронных двигателей является повышение надежности их работы, т.к. простои оборудования приводят к остановке технологического процесса, дополнительным трудозатратам на монтаж и демонтаж вышедшего из строя оборудования. Динамический метод определения технического состояния асинхронных двигателей подразумевает предэксплуатационную диагностику электродвигателей, т.е. тех двигателей, которые только устанавливаются (новые и после ремонта). Особый интерес вызывает экономическая эффективность использования данного устройства в процессе определения уровня технического состояния АД, а именно уровня состояния динамических показателей АД. В ходе расчетов было установлено, что при повышении уровня динамических показателей среднестатистического электродвигателя с низкого уровня (0,40) до среднего (0,70) уровень его технического состояния повысится на 0,05. Для определения экономического эффекта повышения Утс на данную величину в расчете на один АД воспользуемся выражением (5.3): Эд = (8,2-0,64"2 5346 - 8,2-0,69"2 5346Н48,08-0,692 335-48,08-0,642 335)=1,155 тыс.р. В расчете на 50 АД: Эа=П55 -50 = 57750 р. Срок окупаемости при данном расчете компьютерного диагностического устройства составит: 0 = Ц/Эд = 25000/57750 = 0,43 года, где Ц - стоимость диагностического устройства (ноутбук + АЦП + тахогенератор). Общий экономический эффект по результатам исследований будет определяться двумя составляющими:
1. Экономический эффект, получаемый от улучшения функционирования технологического процесса навозоудаления за счет повышения уровня технического состояния составляет 1228 р. на один электродвигатель в год.
2. Эффект от внедрения устройства и методики для определения динамических показателей, позволяющих повысить общий его уровень технического состояния на 0,05 составляет 1155 р. на 1 электродвигатель в год.
