На правах рукописи

Сиротин Дмитрий Викторович

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ

ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДНОЙ АРМАТУРЫ

Специальность 05.11.16 – Информационно-измерительные и управляющие

системы (в машиностроении)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград-2006

Работа выполнена на кафедре «Информационные и управляющие системы» Волгодонского института (филиала) государственного образовательного учреждения высшего технического образования ЮжноРоссийского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Чернов Александр Викторович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Шилин Александр Николаевич.

доктор технических наук, профессор Проскуряков Константин Николаевич.

Ведущая организация ФГУП концерн “Росэнергоатом” Волгодонская атомная станция

Защита состоится «14» декабря 2006 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета К 212.028.01 при Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «13» ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Авдеюк О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

.

Актуальность проблемы. Поддержание проектной надёжности элементов и систем управления технологическими процессами ядерных паропроизводящих установок (ЯППУ) является одной из центральных задач обеспечения экономичной и безопасной эксплуатации атомных станций (АС). Наиболее распространённым элементом в системах управления технологическими процессами ЯППУ является электроприводная арматура (ЭПА). Отказ в работе ЭПА может явиться исходным событием для непланового (аварийного) останова энергоблока АС. Практика эксплуатации показывает, что порядка 14% от общего количества неплановых остановов энергоблоков АС напрямую, либо косвенно, связаны с изменениями технического состояния электроприводной запорной и запорно-регулирующей арматуры, входящей в состав технологических систем и систем важных для безопасной эксплуатации АС.

Существующие в настоящее время на АС штатные методики контроля технического состояния ЭПА основываются на проведении в период ППР комплекса проверок паспортных технических характеристик арматуры и её привода непосредственно по месту их эксплуатации. Учитывая тот факт, что в составе серийного энергоблока ВВЭР-1000 находится порядка 5 тыс. единиц различного рода энергетической арматуры, часть из которой, порядка 1,5 – 2 тыс.

единиц, размещена в гермозоне и находится в непосредственном контакте с теплоносителем I контура, штатные методики не могут в полной мере обеспечить в период планово-предупредительных работ объёмы, качество и оперативность выполнения операций контроля технического состояния и постановки диагноза ЭПА. В этой связи для принятия своевременных решений по предотвращению неплановых остановов энергоблоков АС возникла насущная потребность в усовершенствовании методов, средств и соответствующего им методического обеспечения, позволяющих осуществлять в процессе эксплуатации оперативный дистанционный контроль технического состояния и постановку диагноза ЭПА.

Цель и задачи работы. Целью работы является повышение безопасности эксплуатации атомных станций посредством совершенствования методов диагностирования механизмов электроприводной арматуры атомной станции..

1. Исследовать особенности процесса образования дефектов в кинематических парах электроприводной арматуры;

2. Исследовать диагностические возможности использования токового сигнала питания асинхронного двигателя и разработать метод дистанционного обследования электроприводной арматуры;

3. Проанализировать достоверность результатов комплексных изменений электрических сигналов;

4. Разработать информационно-измерительную систему диагностики электромеханического оборудования;

5. Разработать методику диагностирования электроприводной арматуры энергоблока ВВЭР-1000.

Методы исследования. Для анализа токовых сигналов ЭПА использовались методы спектрального анализа и цифровой обработки сигнала.

Экспериментальные исследования проводились на натурных образцах с помощью цифровой информационно-измерительной системы.

Научная новизна работы.

1.Получено обоснование использования асинхронного двигателя электроприводной арматуры как электромеханического преобразователя, генерирующего сигнал о состоянии кинематических пар привода по изменению момента сопротивления нагрузки, приведенного к валу электродвигателя.

2.Установлено, что в определенных частотных диапазонах спектра токового сигнала асинхронного двигателя, работающего в двигательном режиме, содержатся гармоники, отражающие проявление дефектов, возникающих в кинематических парах механических узлов привода.

3.Предложен метод выявления дефектов механических элементов электроприводной арматуры, основанный на выделении в спектре токового сигнала соответствующих гармоник, проявляющихся в виде амплитудной модуляции основной сетевой гармоники питающей сети.

Практическая ценность работы. Применение разрабатываемой методики и диагностической системы при эксплуатации атомных станций позволяет проводить оперативный контроль технического состояния электроприводной арматуры, что в конечном состоянии позволит перейти от их планового обслуживания к обслуживанию по фактическому состоянию. Положительный результат получен при использовании разрабатываемых средств и методов диагностирования электроприводов запорной арматуры энергоблоков АЭС.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Метод выявления дефектов электромеханических систем по токовому сигналу асинхронного электродвигателя, работающего в двигательном режиме.

- Структура информационно-измерительной диагностической системы, содержащей тракты измерения токового сигнала, идентифицирующих зарождение и развитие дефектов.

- Результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- Научно-практическая конференция «Новые технологии управления движением технических объектов», 2000 г.

- Научно-техническая конференция «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 2001 г.

исполнительных механизмов и машин», 2002 г.

- Научно-техническая конференция «Новые технологии управления движением технических объектов», 2002 г.

- Научная конференция молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки», 2004 г.

- Научно-практическая конференция «Проблемы развития атомной энергетики на Дону», 2006 г.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы, приложений, изложенных на 127 стр, в том числе 15 табл, 56 рис. Список используемой литературы содержит 129 наименований.

Личный вклад автора. Лично автором выполнен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, позволивший выявить проявления дефектов в токовом сигнале асинхронного двигателя, а также разработан вариант информационно-измерительной системы.

Основные результаты, полученные в ходе выполнения работы, были обсуждены с участием научного руководителя д.т.н., профессора Чернова А.В., зам. директора по научной работе ВИ (ф) ЮРГТУ (НПИ) Никифоровым В.Н., начальником отдела ТДО АС НИИ "Энергомашиностроение" ВИ (ф) ЮРГТУ (НПИ), к.т.н. Пугачевой О.Ю. и др.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава. посвящена анализу существующих методов диагностики оборудования, их классификации и анализу использования в атомной промышленности систем диагностики с целью выбора и обоснования методики и алгоритма диагностирования в составе системы технической диагностики электроприводной арматуры.

Из методов диагностирования энергетического оборудования наибольшее распространение получили виброакустические методы. Известно, что опытный механик по изменению шума двигателя часто может определить возникновение дефекта. Важным преимуществом виброакустической диагностики считается высокая информативность, чувствительность и быстрая реакция виброакустического сигнала на изменение состояния объекта, что является обязательным требованием в аварийных ситуациях.

Многочисленные исследования и опыт диагностирования различных механизмов (изложенные в трудах Баркова А.В., Рандалла Р.Б., Генкина М.Д., Добрынина С.А., Адаменкова К.А.) показали, что виброакустические методы являются эффективными при обнаружении неисправностей в узлах двигателей, редукторов, гидросистем, электромеханических узлов и т.п. В настоящее время известен целый ряд диагностических систем, использующих виброакустические методы в качестве основных.

Многочисленная электроприводная арматура находится в труднодоступном месте или в зоне повышенной радиоактивности. Поэтому применение виброакустических методов для диагностирования невозможно. Для определения технического состояния электроприводной арматуры активно применяют токовый сигнал электродвигателя арматуры, пропорциональный моменту нагрузки на электродвигателе (методика изложена в трудах ЗАО «Диапром», ВНИИАМ).

Сущность применяемых методик токовой диагностики состояния механических систем заключается в анализе временных составляющих измеряемого параметра и изучении структуры диагностического сигнала. По существу это основной подход, решающий задачу формирования единой системы диагностических признаков, характеризующих все рассматриваемые состояния и позволяющих их распознавать. При решении этой задачи применяются различные математические методы анализа процессов, протекающих в механизме.

Таким образом, применение виброакустических методов диагностирования может быть в ряде случаев затруднено, а применяемые методики контроля паспортных параметров токовых сигналов не полностью отражают состояние кинематических пар привода ЭПА.

Одна из задач настоящей работы – совершенствование методики диагностирования ЭПА.

Вторая глава настоящей работы содержит теоретические исследования особенностей работы привода ЭПА, физических процессов, возникающих в кинематических парах привода при его нормальном состоянии и при наличии дефектов, обоснование использования для целей технического диагностирования токового сигнала, регистрируемого со статорных обмоток электродвигателя при работе привода.

Для установления механизма связи между вибрациями и процессами, возникающими при функционировании электромеханической системы, следует иметь в виду то, что при взаимодействии кинематических пар возникают колебания, средой распространения которых является само тело механизма.

Например, при анализе возникновения колебаний подшипника качения источниками их могут быть соударения и повышенное трение шариков, наличие эксцентриситета валов посадки подшипников, взаимное трение сепаратора и шариков подшипников, трение, возбуждаемые при вращении внутреннего колец.

Амплитуда возмущающей силы зависит от интенсивности взаимодействий в кинематических парах подшипника и от их состояния.

Частота возбуждения колебаний определяется частотой вращения вала и числом тел качения.

Рассматривая привод ЭПА как объект диагностирования, выделяют кинематические пары, входящие в его состав и определяют частоты, изменения в которых могут быть диагностическими признаками, характеризующими техническое состояние кинематических пар привода.

В состав электропривода арматуры входит асинхронный электродвигатель, создающий вращающий момент. От ведущего вала электродвигателя вращение передается на зубчатую передачу. Далее через червячную передачу и передачу винт-гайка вращательное движение преобразуется в поступательное движение штока с запорным органом. Конструкция редуктора позволяет обеспечить и быстрое перекрытие, и постепенное, в зависимости от необходимой задачи.

Описывая процессы, протекающие в приводе ЭПА, в общем случае их представляют как сумму:

периодических низкочастотных возмущений, являющихся следствием воздействия дефектов изготовления и эксплуатации, нарушающих центровку валов посадки механизма, следствием воздействия кинематических пар;

импульсного возмущения с частотами, кратными частоте (периоду Тд) прокатывания локального дефекта;

момента сопротивления вращения валов.

шумового возмущения, возникающего вследствие воздействия случайного фактора взаимодействия сопряженных узлов механизма или абразивного изнашивания контактирующих поверхностей.

Появление или развитие во времени того или иного дефекта приводит к перераспределению энергии между составляющими спектра результирующего колебательного процесса. Знание физических особенностей и закономерностей процессов зарождения колебаний в конструкциях электромеханической системы позволяет произвести качественное выделение диагностических признаков, изменение которых однозначно свидетельствует о конкретных неисправностях (зарождение и развитие дефектов в той или иной кинематической паре электромеханической системы) и позволяет осуществить их оценку.

Все обнаруживаемые дефекты в приводах (системы зубчатых передач с подшипниками качения) можно разделить на три группы:

1) дефекты биения валов;

2) дефекты подшипников;

3) дефекты зубчатых колес.

Колебательные процессы, зарождающиеся при функционировании электромеханических систем, можно разделить на две группы:

а) гармонические колебания;

б) периодически повторяющиеся ударные возмущения.

Гармонические колебания, зарождающиеся в электромеханических системах, можно условно представить как колебания около среднего значения момента сопротивления. Момент сопротивления на валу электродвигателя можно условно представить в виде:

где M1 – среднее значение момента сопротивления Mc, H – амплитуда колебаний относительно среднего значения, – частота колебаний.

При решении линеаризованного уравнения механизма с одной степенью свободы колебание частоты вращения ротора электродвигателя будет иметь вид:

где r – частота вращения ротора при постоянной нагрузке на валу; А, 2 – амплитуда и фаза смещения периодической составляющей частоты вращения ротора.

кинематических пар системы. Общим свойством этих характеристик является их периодичность во времени. Моменты рассматриваемого вида имеют чётко выраженный период колебаний Т, но не описываются единым аналитическим выражением. В подобных случаях, возможно воспользоваться разложением периодической нагрузки в ряд Фурье. Тогда момент сопротивления на валу электродвигателя можно условно представить в виде:

где M1 – среднее значение момента сопротивления Mc; a0, an, bn – коэффициенты разложения в ряд Фурье, – частота колебаний.

В этом случае колебание частоты вращения ротора электродвигателя будет изменяться по закону:

где r – частота вращения ротора при постоянной нагрузке на валу; Аn,Bn, 2 – амплитуда и фаза смещения периодической составляющей частоты вращения ротора.

В математической модели обобщенной двухфазной электрической машине в случае ориентации системы координат по потокосцеплению ротора электромагнитный момент двигателя обычно представляют как где 2 d, 2 q - проекция потокосцепления ротора на d-q координаты, z p - число пазов ротора, Lm - индуктивность намагничивания, L2 - индуктивность ротора, I1q проекция тока статора на q координату.

Проекции вектора тока статора в представляют в виде Проекция тока статора I1q прямопропорциональна частоте вращения ротора 2, поэтому в случае возникновения гармонических колебаний на валу ротора (4) проекция тока статора I1q в соответствии с (5) будет иметь вид где I1q 0 - среднее значение тока при отсутствии возмущающей силы, C1q - амплитуда переменной составляющей тока I1q.

Проекция тока статора I1d отстает от I1q на 90°, тогда составляющая проекции тока I1d равна где I1d 0 - среднее значение тока при отсутствии возмущающей силы, C1d амплитуда переменной составляющей тока I1d.

Переход от проекций тока статора в системе координат d-q к реальным значения тока статора обычно осуществляется по формулам (12).

Учитывая, что модель в системе координат d-q вращается вместе с потокосцеплением ротора, угол определяется из математической модели с учетом совпадения угла вращения потокосцепления статора и потокосцепления ротора.

где f e - частота вращения поля статора 50 Гц.

Тогда реальные значения тока статора:

с учетом: I1d 0 = I 0 cos 0 ; I1q 0 = I 0 sin 0 и 0 = arctan(I1q 0 / I1d 0 ).

Выражение (14) показывает, что любые возмущающие колебания ротора асинхронного двигателя с частотой колебания f v имеют боковые составляющие вокруг сетевой частоты питания в токовом сигнале статора.

Сходные выражения получаем и для токов фаз B и C, согласно (12).

С учетом полученных теоретических результатов были сформулированы следующие положения:

1.Статорные обмотки электродвигателя представляют собой элемент измерительного электродинамического преобразователя.

2.Электропривод электромеханической системы ЭПА можно рассматривать как измерительный электродинамический преобразователь колебаний в токовый сигнал.

Третья глава настоящей работы содержит материалы экспериментальных исследований работы модели привода ЭПА (рис.1) и анализа АЧХ токового сигнала, полученных для нормально работающей модели привода и с внесенными дефектами:

1) биение вала ротора;

2) дефект подшипника привода;

3) износ червячного колеса привода.

Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки Здесь: 1-электродвигатель, 2-вал ротора, 3-промежуточный вал, 4-вал червяка, 5-выходной вал, 6-червяк, 7-червячное колесо, 8-шкиф выходного вала, 9подшипник входного вала редуктора типа 625, 10-подшипник вала червяка типа 6000, 11-муфта Расчет частот взаимодействия кинематических пар привода, исходя из технических характеристик, приведен в таблице 1. Результаты проведенных исследований позволили сделать вывод о возможности идентификации дефектов привода по спектру токового сигнала. На основе результатов проведенных исследований был разработана методика диагностирования технического состояния приводов в условиях действующей атомной станции, как в период ППР (планово-предупредительных ремонтов), так и в режиме нормальной эксплуатации конкретного энергоблока.

Таблица 1 – Частоты взаимодействий кинематических пар привода 2 Частота вращения промежуточного вала редуктора f 2 (3) 7, 5 Частота вращения сепаратора f с подшипника 6000 (10) 0, 6 Частота вращения тел качения f тк подшипника (10) 4, Частота перекатывания тел качения по внешнему кольцу f н подшипника (10) Частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу 9 Частота вращения сепаратора f с подшипника (9) 8, 10 Частота вращения тел качения f тк подшипника (9) 37, 11 Частота перекатывания тел качения по внешнему кольцу 52, подшипника (9) Частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу вн подшипника (9) Рисунок 2 - Амплитудно-частотные характеристики Для удобства идентификации состояния привода дефекты разделены на группы:

1) дефекты биения валов;

2) дефекты подшипниковых узлов;

3) дефекты зубчатых передач.

На рисунке 2а,б,в приведены фрагменты спектров токового сигнала для нормально работающего привода (рисунок 2а) и привода с внесенными дефектами (рисунок 2б,2в).

Основные частоты привода приведены в таблице 2.

Таблица 2 –Значения частот электропривода Частота вращения промежуточного вала, f Частота вращения вала червяка, f При моделировании дефекта биение вала двигателя был внесен дисбаланс путем смещения центра масс привода посредством дополнительного груза весом 20 г., прикрепленного к муфте №11. Наличие этого дефекта приводит к уменьшению скорости и соответственно к смещению частоты вращения вала №2 в область низких частот, с увеличением ее амплитуды по отношению к нормальному состоянию двигателя (см. рисунок 2 б).

Основные частоты привода с внесенным дефектом «биение вала»

электродвигателя приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Частоты проявления дефекта «биение вала»

При моделировании износа подшипника (см. рисунок 2в) в исправный подшипник №10 был внесен искусственный дефект в виде раковин на поверхности внешнего кольца. Наличие этого дефекта приводит к:

1) уменьшению скорости и частоты вращения вала № 2, смещению в область низких частот в результирующем спектре токового сигнала (см. рисунок 2в);

2) появлению в результирующем спектре частоты перекатывания тел качения подшипника № 10 по наружному колесу 3) увеличение амплитуды частоты перекатывания тел качения при развитии дефекта (см. рисунок 2в);

Основные частоты электропривода с внесенным дефектом подшипника приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Частоты проявления дефекта «износ наружного колеса»

Для повышения информативности из спектра токового сигнала выделяется область частоты вращения червяка, путем расчета огибающей токового сигнала и дальнейшей его фильтрацией полосовым фильтром с центром на частоте вращения червяка и шириной 1 Гц. Откладывая полученное временное распределение сигнала на оси лепестковой диаграммы, получаем нагрузочную диаграмму червяка, характеризующую состояние червячного колеса, т.к. на один период вращения червяка приходится большая часть нагрузки одного зуба червячного колеса.

При моделировании дефектов червячного колеса №7 вносились дефекты износа зубьев и задиры. Отсутствие зуба приводит к уменьшению амплитуды нагрузочной диаграммы в области износа зуба (см.рисунок 3а – износ 5-го и 13-го зубьев привода). Наличие задира зуба приводит к увеличению амплитуды нагрузочной диаграммы в области задира зуба (см.рисунок 3б – задир на 1-м зубе привода, износ 5-го зуба).

Рисунок 3 - Нагрузочные диаграммы червячного колеса привода Полученные результаты легли в основу разработки методики оценки технического состояния приводов ЭПА, эксплуатируемых в составе реакторной установки атомной станции.

Автоматизация процесса сбора и обработки информации в системах диагностики требует решения ряда задач формализованного описания диагностических процедур. Основными из них являются оценка погрешностей, возникающих на различных этапах обработки сигналов, анализ особенностей преобразований в условиях действующего производства, разработка алгоритмов измерений.

Информационно-измерительная диагностическая система может быть отнесена к информационно-измерительным системам (ИИС), которые являются современным классом измерительного оборудования.

Цифровая обработка сигналов по своей сути вносит определенные погрешности. Структура измерительного тракта рассматриваемой информационноизмерительной системы (ИИС) приведена на рисунке Рисунок 4 - Функциональнаяная схема измерительного тракта ИИС где Д – первичный преобразователь (измерительный преобразователь или вибродатчик) ИП – нормирующий измерительный преобразователь;

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь;

В основу аппаратных средств информационно-измерительной системы заложены стандартные аппаратные средства измерения. В качестве бесконтактного токового датчика используются индуктивные токовые клещи PR 230, в качестве усилителя – усилитель AQ07-01 с функцией изменения частоты среза фильтра ФНЧ предварительной фильтрации, для регистрации сигнала использован разрядный АЦП Е140 и стандартный малогабаритный компьютер.

В результате проведения службами атомной станции методологической аттестации разработанного измерительного тракта ИИС установлено, что погрешность измерений токовых сигналов не превышает 10%.

Четвертая глава содержит описание информационно-измерительной системы технической диагностики приводов ЭПА, работающих в условиях эксплуатации атомной станции и методику диагностирования приводов ЭПА.

Результаты проведенных исследований позволили сформулировать основные подходы к проектированию информационно-измерительной системы технической диагностики приводов электроприводной арматуры.

Основные задачи

информационно-измерительной системы:

1. контроль технических характеристик ЭПА;

2. раннее обнаружение отклонений технического состояния;

3. обеспечение данными при принятии решений по срокам обслуживания и объемам планового ремонта ЭПА.

В ходе испытаний системы объектом диагностирования являлась электроприводная арматура типоразмера 1080-400-Э с электроприводом ПГ-05-У2, включенная в технологическую цепь турбинного цеха Волгодонской АЭС.

Таблица 5 - Частоты взаимодействия кинематических пар привода ПГ-05-У 7) Частота перекатывания тел качения по наружному кольцу 113. 8) Частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу 184. На рисунке 5 приведен спектр токового сигнала ЭПА в работоспособном состоянии без дефектов в электроприводе. В таблице 6 приведены значения амплитуды частот, соответствующих колебаниям основных валов электропривода.

Рисунок 5 - АЧХ токового сигнала ЭПА в работоспособном состоянии Таблица 6 - Частоты ЭПА в работоспособном состоянии Частота вращения ротора (1) f r Частота вращения цилиндрического колеса (3), На рисунке 6 приведен спектр токового сигнала ЭПА с дефектом «биение вала» цилиндрического колеса (3). В таблице 7 приведены значения амплитуды частот, соответствующих колебаниям основных валов электропривода.

Рисунок 6 - АЧХ токового сигнала ЭПА с дефектом «биение вала»

Таблица 7 - Частоты ЭПА с дефектом «биение вала»

Частота вращения ротора (1) f r Частота вращения цилиндрического колеса (3), Рисунок 7 - Распределение нагрузки на червячное колесо электропривода 1QF11S04: а) операция «открытие» арматуры б) операция «закрытие» арматуры Распределение нагрузки на червячное колесо ЭПА 1QF11S04 (рисунок 7) достаточно равномерное с незначительными колебаниями. При выполнении операции «закрытие» наблюдается небольшие провалы в районе 8-го и 20-го зуба, что объясняется износом червячного колеса.

В соответствии с методикой диагностирования ЭПА во время плановопредупредительных ремонтов выполняются следующие операции:

1. Измерение и анализ сигналов тока, снимаемого со статорных обмоток ЭД (3 фазы).

2. Вычисление и анализ АЧХ сигналов тока в заданных частотных диапазонах. В соответствии с методикой диагностирования производится сравнение расчетных частотных диапазонов с реально полученными значениями.

Полученные результаты были заложены в экспериментальную диагностическую ИИС, испытания которой в производственных условиях Волгодонской АЭС дали положительные результаты, позволившие снизить трудоемкость и увеличить продуктивность диагностики в период проведения планово-предупредительных работ.

По результатам настоящей работы была разработана методика диагностирования технического состояния электроприводной арматуры, которая была использована при оценке состояния ЭПА на Балаковской и Волгодонской АЭС.

Основные результаты работы На основании результатов проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Анализ физических закономерностей процессов зарождения дефектов в кинематических парах электромеханических систем позволяет осуществить выделение диагностических признаков, свидетельствующих о наличии конкретных дефектов. Установлено, что дефекты в кинематических парах и деформация сопрягаемых поверхностей приводит к циклическому изменению момента сопротивления соответствующей ступени редуктора привода.

2. Электродвигатель привода ЭПА можно рассматривать как электромеханический преобразователь, способный генерировать сигнал о процессах, происходящих в механических элементах привода за счет взаимосвязи между изменением момента нагрузки в определенном диапазоне частот с однозначным изменением вектора тока, протекающего в обмотке статора.

3. Теоретическим анализом, основанным на описании взаимодействия электромагнитных и механических элементов электропривода, установлен характер проявления дефектов электропривода, выражающийся модуляцией сетевой гармоники низкочастотным спектром сигнала, соответствующего взаимодействию кинематических пар.

4. Экспериментальными исследованиями установлено, что использование цифровой обработки сигнала приводит к увеличению информативности токового сигнала. Установлено, что наибольший эффект достигается выделением огибающей токового сигнала и дальнейшей его фильтрацией полосовым фильтром.

5. Экспериментальными исследованиями установлено, что в основу аппаратных средств информационно-измерительной системы могут быть заложены стандартные аппаратные средства измерения.

6. Экспериментальными исследованиями подтверждено наличие в спектре токового сигнала гармоник, соответствующих частотам вращения механических элементов привода.

7. Теоретические предпосылки по выявлению диагностических признаков были подтверждены натурными испытаниями, моделирующими дефекты кинематических пар, влияющими на параметры спектра токового сигнала.

8. Полученные результаты были заложены в экспериментальную диагностическую ИИС, испытания которой в производственных условиях Волгодонской АЭС дали положительные результаты, позволившие снизить трудоемкость и увеличить эффективность диагностики в период проведения планово-предупредительных работ.

9. Положения, обоснованные в настоящей работе, были положены в основу разработки методики диагностирования технического состояния электроприводной арматуры и были использованы при оценке её состояния на Балаковской и Волгодонской АЭС.

Библиографический список опубликованных работ по теме диссертации 1. Сиротин Д.В., Чернов А.В., Пугачева Е.А. Проявление торсионных вибраций электропривода в токовом сигнале асинхронного двигателя. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки, г. – С.40- 2. Адаменков К.А., Гоок С.Э., Сиротин Д.В. и др. Система информационной поддержки оператора машины перегрузочной. "Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки", Ростов-на-Дону, 2004.

3. Адаменков К.А., Никифоров В.Н., Сиротин Д.В. и др. Функциональный контроль технического состояния секций рабочей штанги машины перегрузочной.

г. Новочеркасск, 2000. Материалы III международной научно-технической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов».

Секция 2 «Мехатроника, робототехника и интеллектуальные системы управления движением». Том 1.

4. Адаменков К.А., Никифоров В.Н., Сиротин Д.В. и др. Канал контроля технического состояния рабочей штанги машины перегрузочной типа МПС-ВУ4.2. Тез.докл. второй всерос. науч.-техн. конф. «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»/ г.Подольск, 19 - 23 ноября 2001 г.-Подольск, ОКБ «Гидропресс», 2001 г.,- с.116-117.

5. Адаменков К.А., Никифоров В.Н., Сиротин Д.В. и др. Опыт проведения работ по обследованию технического состояния и оценке остаточного ресурса машин перегрузочных типа МПС-В-1000-3У4.2. Тез. докл. второй всерос. науч.техн. конф. «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР»/ г.Подольск, 19 - ноября2001 г.-Подольск, ОКБ «Гидропресс», 2001 г.,- с.117-118.

6. Левин А.И., Полуэктов Д.Е., Сиротин Д.В. Анализ движения мостового крана по огибающей кривой мощности двигателя. Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин (2002, октябрь): Материалы науч.конф./Астрахан. гос. техн. ун-т. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2002. – С.216-219.

7. Чернов А.В., Гоок С.Э., Сиротин Д.В. и др. Автоматизированная система технического диагностирования теплообменных аппаратов. г. Новочеркасск, 2002.

Материалы III международной научно-технической конференции «Новые технологии управления движением технических объектов». Секция «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики». Том 3./ г.Новочеркасск, 2002. – С.26-29.

8. Сиротин Д.В., Русинов С.В., Письменский М.В. Возможность применения преобразования Гильберта для определения основных параметров асинхронного двигателя. Актуальные проблемы современной науки. Технические науки : тр. 5-й Междунар. конф. молодых ученых и студентов, 7-9 сент. 2004 г. – Самара, 2004. – Ч. 18 (от М до Я). – С. 51-