Диссертация (1024744), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Фазохронометрическая информацияотражает воздействие внешней сети, системы управления и особенностифункционирования непосредственно ТА.Для оценки действующих на узел нагрузок в соответствии стехническим заданием была поставлена задача проведения мониторингакрутильных колебаний валопровода на блоке № 9 Сургутской ГРЭС-1проведена реконструкция системы возбуждения турбогенератора ТВВ-200,установленафазохронометрическаясистемаизмеренийкрутильныхколебаний в плоскости конца возбудителя турбоагрегата, а так же вплоскости муфты генератор-возбудитель.Результаты испытаний показали, что реконструированная системавозбужденияСТН-1В-330-2800-2-УХЛ4обеспечиваетрежимыработырегулятора системы возбуждения, исключающие аномальные нагрузки намеханические узлы сочленения РВ-РГ.
Установленная система возбужденияполностью выполняет свое основное назначение с учетом современных норми новых возможностей микропроцессорных защит.Измерительно-вычислительныефазохронометрическиетехнологииподдержки жизненного цикла металлорежущег оборудования обеспечиваюткомплексное решение следующих задач:- измерение параметров вращения асинхронного привода или моторредуктора;- измерение износа зубчатых колес коробки скоростей;- измерение параметров и исследование процесса резания (датчики состороны задней бабки);- измерение параметров обработки заготовки и износа режущегоинструмента (датчики в соответствующих сечениях заготовки);- измерение износа режущего инструмента в процессе обработки ипрогнозирование остаточной стойкости режущего инструмента.174Сравнение спектров собственных частот станка показало:- частоты в области от 1 до 2; 8; 9; 12; 15; 17 Гц проявляются приобработке детали на станке, значения частот зависят от режимов обработкидетали;- частоты в районе от 4 до 6 Гц соответствуют собственной частотешпинделя станка;- значение собственной частоты шпинделя станка с деталью приобработке зависит от режимов обработки (скорость, подача, глубинарезания);- на спектре отчетливо проявляется частота в районе 200 Гц, которая впервую очередь изменяется в зависимости от скорости вращения шпинделя,соответственно характеризует элементы станка.175ГЛАВА 5.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ОТРАБОТКАМНОГОФАКТОРНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ИНФОРМАЦИОННОГОМЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ5.1.Имитационноеизмерительногоматематическоеконтролямоделированиепараметровоткликафункционированияидиагностики гидроагрегатовПовышение точности определения параметров функционирования,измерительных средств и математического моделирования необходимо дляобеспечениявзаимосвязигидротурбиныирезультатовгидрогенератора,аизмерениятакжеиотдельныхконструкцииэлементовгидроагрегата.
Имитационное математическое моделирование и реализациявычислительного эксперимента в целях исследования работы гидроагрегата,моделирования дефектов и изменений его работы.Обобщенная математическая модель гидроагрегата представлена всоответствииссистемойуравнений(5.1),вфазохронометрическомпредставлении.J рϕ&&р + k (ϕ р − ϕ т ) = M эд− M тр пт− M тр пшJ тϕ&&т + k (ϕ т − ϕ р ) = M т()F Q, Q& , H , N т , {ai } = 0,где J р , J т - моменты инерции ротора и турбины соответственно,ϕ р , ϕ т - углы поворота ротора и турбины соответственно,M эд - момент электродвижущий,M т - момент турбины,M тр пт - момент трения подшипника,M тр пш - момент трения подшипника,(5.1)176Q - расход воды,H - напор,N т - мощность турбины.{ai } - набор геометрических характеристик.Гидроагрегат сложная электромеханическая система, связанная сгидротрактом, и имеющая следующие основные особенности [211]:- большие габариты;- жёсткая конструкция, большие масса и момент инерции генератора стурбиной;- сложная конструкция многоэлементного генератора;- проблемы многофакторной гидравлики, связанные с турбиной.В целях реализации многофакторного имитационного математическогомоделирования необходимо установить комплекс требований к разработкеизмерительно-вычислительного комплекса:- оценка воздействий системы управления на функционированиегидроагрегата;-оценкаработыгенераторанабазефазохронометрическойинформации;- регистрация и оценка переходных процессов, вызываемых системойуправления и внешними воздействиями;- регистрация процессов (переходные процессы и неравномерностьвнутри оборота турбины), не регистрируемые применяемыми средствамиизмерений и дающие вклад в деградацию гидроагрегата;- высокая чувствительность к изменениям параметров режимов работыи параметров конструкции функционирующего объекта;- высокая устойчивость средств и методов фазохронометрии поотношениюкэлектромагнитныминдустриально-промышленнымнаводкам,фоновымпомехамзасветкам,вибрациям,температурным177нестабильностям и т.
п.), создаваемым на реальном функционирующемобъекте;Реализациямногофакторногоматематическогомоделированияобеспечивает реализацию и решение следующих задач:а)обнаружениедефектов,влияющихнафункционированиегидроагрегата, таких как:1) задевание лопаткой стенки камеры;2) механическая и гидравлическая неуравновешенность рабочегоколеса;3) поломка лопастей;4) повреждение опорного узла сегментного направляющего подшипника;5) разрушение камеры рабочего колеса;6) неравномерная жесткость корпуса направляющего подшипника поокружности;7) механическая и электрическая неуравновешенность ротора генератора;8) неравномерная нагрузка на сегменты подшипника;9) несоосность валов турбины и генератора.б) определение последствий гидравлических нагрузок в турбине,вызванных:1) вращающимся вихревым жгутом;2) неравномерным характером потока по сечению спирали со стороныспиральной камеры;3) ударными гидравлическими нагрузками;4) кавитационными нагрузками в проточной части турбины.Для решения задач диагностики выполняются следующие работы:1)установлениефункционированияданных;нормированныхпараметровправильногогидроагрегата в целом с учётом экспериментальных1782) выявление особенностей функционирования гидроагрегатов на базематематическогомоделированияиэкспериментальнойфазохронометрической информации;3) выявление диагностических признаков для оценки техническогосостояния отдельных частей и узлов гидроагрегата;4) разработка автоматизированной и экспертной системы принятиярешений по результатам текущей диагностики гидроагрегатов.Техническими средствами являются встраиваемые и автономные фазохронометрические измерительно-вычислительные диагностические комплексы исследования, прогнозирующего мониторинга текущего техническогосостояния, диагностики.Так,вТаблицечувствительности12приведеныизмерительногооценочныерасчетыфазохронометрическоговлияниякомплекса,вызванных внешними или внутренними факторами.Таблица 12.Расчет влияния чувствительности измерительного фазохронометрическогокомплекса на внешние или внутренние влияющие факторыВлияющий параметрИзменениегидродинамическогомомента турбиныИзменениеэлектромагнитногомоментаПотери на трение вподпятнике (трение вподпятнике)Влияние сейсмическогоимпульсаВеличинаотклоненияИзменениеугла качания,угл.
мин.Изменениеинтерваловвремени, мкс±5%0,063 - 0,3433,03 – 16,50±5%±25%0,0110,8500,540,2±0,2%0,00450,2±100%0,54024179Габаритно-массовыехарактеристикигидроагрегатов,физико-технические характеристики свойств конструкционных материалов могутопределитьневысокуючувствительностьизмерительныхсредствкдеградациям в процессе эксплуатации. Предварительно следует оценитьчувствительностьизмерительно-вычислительнойсистемывцеляхвозможности определения отклонения величины в результате влияния тогоили иного воздействующего фактора.Для обоснования применения фазохронометрического метода длядиагностикиГАразработанаматематическаямодельивыполненыследующие оценки функционирования ГА при измерении интерваловвремени, соответствующих обороту и его долям [211]:- износ кинематики лопатки поворотно-лопастной турбины;- определение размерного состояния масленого клина в подпятнике;- определение изменений в работе системы ротор-статор (дляопределениядефектовнеобходимотакжеизмерениеэлектрическихпараметров).В исходных данных был задан износ трущихся поверхностей вкинематике лопатки и определено изменение параметров вращения турбины,выделенное на круговой диаграмме (Рис.5.1).
Исходные данные взяты длягидроагрегатовНижнекамскойГЭС.Покруговойшкалеуказанадискретность съёма информации, а по радиальной – интервалы времени.Дискретность съёма 96 интервалов времени за оборот турбины, а по радиусудлительность интервалов времени. Так как так как измеряемой физическойвеличиной также являются интервалы времени, то обработка их рядовпозволяет выявлять дефект в автоматическом режиме.180Рис.5.1.Кинематические параметры движения турбины при износе кинематики однойиз лопатокФазохронометрическое моделирование размерного анализа масляногоклина в подпятнике выполнено при исходных данных [212]:P = K N ⋅ N П3 ⋅ Ω 3В ,(5.1)где K N - коэффициент нагружения (в расчетах 1 ⋅ 10 −3 );N П - нагрузка на подпятник, Н;Ω В - угловая скорость вращения валопровода.Поскольку нагрузка на подпятник может быть определена изгидродинамическойтеориижидкостноготрениядляподшипниковскольжения, то:NП = (где ψ =µ ⋅ ΩВ) ⋅ с R ⋅ l ⋅ K ОБ ,ψ2S- относительный зазор;dµ - коэффициент вязкости смазки;сR - коэффициент нагрузки;l – длина соединения, м;(5.2)181K ОБ-коэффициент,зависящийототносительногозазораиэксцентриситета вала.Согласно [213] толщина смазочного слоя может составлять величинуот 40 до 60 мкм.
Задачей математического моделирования было определениена базе фазохронометрической информации толщины масляного клина изоны контакта турбины с подпятниками при изменении параметров рабочегоопределение цикла и возможность прогнозирования изменения зазора впроцессе эксплуатации ГА.
По круговой шкале указана дискретность съёмаинформации, а по радиальной - толщина масленого клина в микрометрах.Указаны подпятники с номерами. Толщина масляного клина 60 мкм.Результат моделирования показывает, что оценка толщины масленого клинавыполнима в реальном времени с прогнозом его изменения. Прогнозизменения толщины смазочного слоя (Рис.
5.3) осуществляется на основеанализа тренда экспериментальных данных.182Сектор линейногографика (рис. 3)Сектор нарушенияработы подпятника9871510100,00+0,01Подпятник1115+0,02612+0,03+0,04+0,05513+0,061441532Граница допуска116Радиальная линия сборкиРис. 5.2.Круговая диаграмма контроля зазора подпятникаL , мкмГ ра н иц а д оп у ск а01020304050t, час60010 0Рис. 5.3.Линейная диаграмма контроля зазора подпятника19 7183Рис. 5.4.Штатная работа системы ротор-статор с использованиемфазохронометрической информацииТакже выполнен вычислительный эксперимент оценки текущегосостояния статора на базе только фазохронометрической информации. НаРис.5.4 представлена работа ГА в штатном режиме. На графике по круговойшкале указана дискретность съёма информации, а по радиальной –приращение к интервалам времени между дискретными отсчётами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
