На основі статистичних даних по відмов електродвигунів серії АТ і 4А визначені фактори, що впливають в істотному ступені на їх надійність при експлуатації на водному транспорті. Визначено факторний рівняння, що дозволяє розрахувати кількісні показники і характеристики надійності електродвигунів при впливі кожного з факторів.

Анотація наукової статті за медичними технологіями, автор наукової роботи - Приходько В. М., Бабенко Б. Б., Мелкауі Хассан


The factors influencing in an essential degree on their reliability in operation on Water transport are determined on the basis of the statistical data on refusals of electric motors of series AO and 4А. The factorial equation, allowing to calculate quantity indicators and characteristics of reliability of electric motors at influence of each of factors is determined.


Область наук:
  • Медичні технології
  • Рік видавництва: 2011
    Журнал: Вісник державного університету морського і річкового флоту ім. адмірала С.О. Макарова
    Наукова стаття на тему 'Аналіз відмов електродвигунів на водному транспорті'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз відмов електродвигунів на водному транспорті»

    ?Експлуатація ОБ'ЄКТІВ ТРАНСПОРТУ

    УДК 621.316.001 В. М. Приходько,

    канд. техн. наук, доцент, СПГУВК;

    Б. Б. Бабенко,

    аспірант,

    СПГУВК;

    Хассан Мелкауі,

    аспірант,

    СПГУВК

    Факторний аналіз ВІДМОВ ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ НА ВОДНОМУ ТРАНСПОРТІ

    THE FACTORIAL ANALYSIS OF FAILURES OF ELECTRIC MOTORS ON THE WATER TRANSPORT

    На основі статистичних даних по відмовах електродвигунів серії АТ і 4А визначені фактори, що впливають в істотному ступені на їх надійність при експлуатації на водному транспорті. Визначено факторний рівняння, що дозволяє розрахувати кількісні показники і характеристики надійності електродвигунів при впливі кожного з факторів.

    The factors influencing in an essential degree on their reliability in operation on Water transport are determined on the basis of the statistical data on refusals of electric motors of series AO and 4А. The factorial equation, allowing to calculate quantity indicators and characteristics of reliability of electric motors at influence of each of factors is determined.

    Ключові слова: факторний аналіз, відмови, інтенсивність відмов, вологість, ймовірність.

    Key words: the factorial analysis, refusals, failure rate, humidity, probability.

    В ГАЛУЗІ водного транспорту на судах, гідротехнічних спорудах, плавкранами і в річкових портах експлуатується велика кількість асинхронних електродвигунів серій АТ і 4А. Проблема раціонального використання електричного і електронного обладнання має важливе значення щодо надійності і економічності функціонування машин, механізмів, пристроїв і агрегатів, які використовуються на водному транспорті.

    Виконані дослідження і статистичні дані показують, що до основних видів аварійних ситуацій на водному транспорті відносяться технологічні перевантаження асинхронних електродвигунів, заклинювання механізмів, несиметричні і неповноцінні режими електричної мережі. Орієнтовний розподіл причин аварій

    наступне: перевантаження - 35-40%, обрив фази - 30-35%, заклинювання - 25-30%, інші, включаючи вологість, - 5-10%.

    Проведені в галузі водного транспорту науково-дослідні роботи в напрямку підвищення надійності нових комутаційних апаратів, апаратури управління і асинхронних електродвигунів, систем їх захисту, розробки нових схем управління технологічними процесами прогріву, підсушування, сушіння, відновлення ізоляції зволожених обмоток статорів в експлуатаційних умовах на судах під чому сприяють вирішенню цієї проблеми [1-3].

    В даний час випускаються електротехнічної промисловістю асинхронні двигуни серії 4А, 4 АІР, 5А володіють достатньою надійністю.

    випуск 1.

    | Випуск 1

    Однак на водному транспорті темпі -ратурние коливання, вологість і агресивність середовища, заклинювання механізмів і висока вібрація, недотримання вимог технічної документації в процесі експлуатації знижують термін служби двигунів у порівнянні з нормативним.

    Для вивчення процесу старіння і відмов електродвигунів зазвичай проводиться аналіз чинників, що руйнівний вплив на ізоляцію, обмотки, підшипники, корпус і ін. Виявлення та їх класифікація проводяться дослідниками в за-

    залежності від кінцевої мети аналізу.

    При факторному аналізі необхідні три умови: чітко сформульована вихідна гіпотеза; створення такої моделі, щоб можна було вільно управляти всіма факторами; отримання кількісного результату, відповідного природі відмов.

    Для проведення аналізу виконувалися спостереження за 571 двигунами серії АТ і 4А (табл. 1). Класифікація відмов проводилася методом експертних оцінок з розбиранням машин.

    Таблиця 1

    Статистичні дані по відмовах електродвигунів

    Причини відмов по керівними документами Кількість відмов

    Старіння ізоляції 64

    Обрив схеми обмотки 8

    Обрив в лінії 37

    Недостатня чутливість захисту 19

    Забруднення мастила 8

    Відсутність мастила 10

    Аварійні перевантаження 37

    Вплив вологості 5

    Вплив цвілевих грибків 17

    Недостатній рівень кваліфікації обслуговуючого персоналу 79

    Старіння елементів конструкції 1

    Вплив агресивних середовищ 1

    Вплив масел 1

    Разом 287

    За зафіксованим напрацювань відмовили двигунів в залежності від різних факторів будувалися гістограми. Часовий відрізок роботи приймався рівним 50 тис. Ч. Розбивка його проводилася на 20 частин (інтервалів).

    Інтервальна інтенсивність відмов по т-й причини розраховувалася по залежності

    Л, _ =

    м

    N N, + И

    -IУ п ТП1 ТП1

    "- (0

    (1)

    • А *

    де: N - число всіх узятих під спостереження двигунів (И0 = 571); Ит - число двигунів, які відмовили за т-й причини; Ит. _ 1 - число справно працюючих двигунів на початку інтервалу Д ^; Ит. - число справно працюючих двигунів в кінці інтервалу Д ^; «Т (0 -

    число які відмовили двигунів в відрізку ча-

    , & "Д * Л

    мени від до * + ~; Д ^ - обрана вели-

    чину інтервалу часу, 5000 год.

    За допомогою методу найменших квадратів по інтервальним значенням знаходь-

    лись інтенсивність відмов в залежності від кожного фактора у вигляді рівняння

    I = ^ + А | До | 1кт -1 (2)

    т 0т т т 4 '

    і ймовірність безвідмовної роботи за умови впливу на двигуни одного фактора

    р = (3)

    т

    де X А Кт - постійні коефіцієнти розподілу Вейбулла.

    В результаті математичної обробки було отримано наступне факторний рівнян-

    ня інтенсивності відмов асинхронних електродвигунів, використовуваних на водному транспорті:

    Ц!) = АКК1 - 1 + А2К / 2 - 1 + А3К / 3 - 1 + ^ 04 +

    + А4К4 ^ К4 - 1 + ^ 05 + ^ 06 + V +

    - А7К / 7 - 1 + а8к / 8 - 1 + ^ 09 + А9К / 9 - 1 +

    + А К / К10 - 1 А10К1 (/ .

    (4)

    Числові коефіцієнти наведені в табл. 2.

    Таблиця 2

    Числові коефіцієнти факторного рівняння

    Причина відмови Коефіцієнти

    ^ 0т Ат т Кт - 1 т - 1

    Старіння ізоляції (1) - 5 -1 0, 3 2,09

    Недостатній рівень кваліфікації обслуговуючого персоналу (2) - -4 0 2 5, -0,3649

    Вплив цвілевих грибків (3) - 1,27 | 10-12 1,56

    Обрив схеми обмотки (4) 9 | 10-7 5 0, 4 4,0

    Обрив в лінії (5) -8 0 7 - -

    Недостатня чутливість захисту (6) -6 0, 9 3, - -

    Забруднення мастила (7) 5 | 10-7 1,27 | 10-28 4,9

    Відсутність мастила (8) - 0 -1 0 ГО, 2 1,0

    Аварійні перевантаження (9) -6 0 5 2, 5,08 | 10-16 2,32

    Вплив вологості (10) - 5 -1 0 7, 8 2,0

    Використовуючи отримане факторний рівняння, були розраховані ймовірність безвідмовної роботи

    4мо<*

    р = е? '- ~ = yo'1 (5)

    і інтенсивність відмов з урахуванням всіх факторів Р1-10 і Х1-10 без урахування недостатнього рівня кваліфікації обслуговуючого персоналу Р13-10 і ^ 3-10, а також без урахування факторів 2,

    5, 6, 9 - Р1, 3, 4, 7, 8, 10 і \ 3, 4, 7, 8, ^ В ° ЗДействіе

    факторів 5, 6, 9 то, можливо значно знижено шляхом використання чутливої ​​і надійного захисту. Графічні залежності розрахованих величин наведені на рис. 1, 2.

    На підставі проведеного аналізу можна зробити наступні висновки:

    Інтенсивність відмов електродвигунів протягом часу зростає внаслідок старіння ізоляції в ступеня 2,09, обриву схеми обмотки - 4, забруднення мастила - 4,9, відсутність мастила - лінійно, аварійних перевантажень - певною мірою 2,32, впливу вологості - 2, впливу цвілевих грибків - 1,56.

    Інтенсивність відмов через обриви в лінії і недостатню чутливість захисту постійна в часі.

    Інтенсивність відмов через обривів схеми обмотки, забруднення мастила і аварійних перевантажень крім зростаючої складової має постійну складову.

    <зл

    випуск 1,

    | Випуск 1

    Мал. 1. Імовірність безвідмовної роботи електродвигунів:

    1 - з урахуванням всіх факторів;

    2 - без урахування низького рівня кваліфікації обслуговуючого персоналу; 3 - без урахування факторів 2, 5, 6 і 9

    Мал. 2. Інтенсивність відмов електродвигунів:

    1 - без урахування факторів 2, 5, 6 і 9;

    2 - без урахування рівня кваліфікації обслуговуючого персоналу; 3 - з урахуванням всіх факторів

    Інтенсивність відмов внаслідок не- тер, але досить велика на початку експлуа-

    достатнього рівня кваліфікації обслужи- тації на судах.

    вающего персоналу має спадаючий харак- При наявності кваліфікованого пер-

    соналу та чутливої ​​захисту електродві- якої не наведено). Це означає, що основ-

    гатель серії 4А мають ймовірність безот- ним фактором в даний час є

    скарбницею роботи протягом 10 000 ч не нижче 0,9 рівень експлуатаційної служби в галузі

    (Без урахування довірчої ймовірності, розрахунок водного транспорту.

    Список літератури

    1. Приходько В. М. Методи і технічні засоби комплексних випробувань елементів суднових електроенергетичних систем в суднобудуванні і судноремонті: Наукова монографія. - СПб .: ІСЦ СПГУВК, 2005. - 348 с.

    2. Приходько В. М., Кравченко В. І., Приходько А. М. Переносний універсальний тиристорний перетворювач з перебудовується структурою // Промислова енергетика. - 1999. - № 4. - С. 30-35.

    3. Приходько А. М., Приходько В. М., Кравченко В. І. Універсальний тиристорний перетворювач // Механізація та електрифікація сільського господарства. - 1999. - № 4. - С. 13-15.

    [33 I

    випуск 1,


    Ключові слова: ФАКТОРНИЙ АНАЛІЗ / Відмови / ІНТЕНСИВНІСТЬ ВІДМОВ / ВЛАЖНОСТЬ / ЙМОВІРНІСТЬ / THE FACTORIAL ANALYSIS / REFUSALS / FAILURE RATE / HUMIDITY / PROBABILITY

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити