M-Tester — прибор для диагностики электродвигателей

Назначение прибора для диагностики электродвигателей M-Tester:

Приборы серии M-Tester представляют собой комплекты оборудования, предназначенные для оперативной оценки состояния электрических машин (ЭМ) переменного тока. В каждый комплект включены необходимые для работы встроенные в прибор источники испытательного напряжения и необходимые датчики.

Серия M-Tester состоит из трех приборов, предназначенных для испытаний ЭМ переменного тока (электродвигателей и генераторов) с различным рабочим напряжением:

• Прибор M-Tester, предназначен для диагностики и оценки технического состояния ЭМ с рабочим напряжением до 1 кВ.
• Прибор M-Tester 20, предназначенный для диагностики и оценки технического состояния ЭМ переменного тока с рабочим напряжением до 10 кВ.
• Прибор M-Tester 40, предназначенный для диагностики и оценки состояния генераторов двигателей переменного тока с рабочим напряжением до 24 кВ.

Основное различие между приборами серии заключается в выходных параметрах встроенных источников испытательных напряжений.

• При помощи технических и программных средств M-Tester производится оценка технического состояния различных подсистем ЭМ (изоляционной, электромагнитной, электромеханической и т.д.):
• Комплексная оценка технического состояния изоляции обмоток статора.
• Контроль технического состояния и наличия дефектов в короткозамкнутой клетке ротора электрической машины.
• Определение фазной несимметрии электромагнитных параметров ротора и статора.
• Определение технического состояния и наличия дефектов в опорных подшипниках качения.
• Возможность контролировать пусковые параметры ЭМ в составе с приводным механизмом.
• Измерение параметров потребляемой мощности и гармонического состава питающей сети.
• Возможность организации первичного мониторинга работы оборудования после его ввода в эксплуатацию или при работе в условиях изменения технологических параметров.

По итогам проведения испытаний локальных подсистем (всего при помощи M-Tester их можно провести до 18) встроенной экспертной системой прибора автоматически может быть сформировано комплексное заключение о состоянии ЭМ с оценкой возможности ее дальнейшей эксплуатации.

Также экспертная система дает возможность автоматически выявлять различия между техническими состояниями ЭМ на различных этапах эксплуатации оборудования.

Это позволяет как выявлять изменение технического состояния ЭМ в процессе эксплуатации, так и оценивать качество выполненных ремонтов.

Все реализованные в приборах M-Tester диагностические методы объединены в три группы:

• Методы контроля технического состояния ЭМ в статическом режиме, т.е. когда она отключена от сети.
• Методы контроля состояния ЭМ в динамическом режиме, когда она работает, т.е. подключена к сети.
• Диагностические методы анализа работы ЭМ в переходных режимах, в таких как пуск или регулирование.

Диагностика технического состояния ЭМ в статических режимах

Все испытания ЭМ в статическом режиме приборами M-Tester производятся с использованием двух встроенных в прибор многофункциональных источников напряжения:

• Регулируемый высоковольтный источник постоянного тока с выходным напряжением, соответствующим марке прибора (4, 20 или 40 кВ). С помощью этого источника определяется сопротивление изоляции обмоток статора и проводится измерение абсорбционных параметров.
• Однофазный источник переменного тока с регулируемой амплитудой выходного напряжения (до 15 В) и частотой (0-600 Гц). При помощи этого универсального источника проводятся измерения активного сопротивления фазных обмоток и определение параметров схем замещения обмоток фаз статора при изменении частоты питающего напряжения.

В статическом режиме, когда ЭМ отключена от питающей сети, при помощи M-Tester можно выполнить 9 диагностических тестов:

1. Измерение сопротивления изоляции обмотки статора при приложении повышенного постоянного напряжения.
2. Контроль линейности величины сопротивления изоляции обмоток при ступенчатом повышении напряжения.
3. Пороговая проверка состояния изоляции обмотки статора подачей повышенного испытательного напряжения до момента пробоя, но без ее разрушения.
4. Контроль степени увлажнения изоляции обмоток статора по токам абсорбции, определение степени старения изоляции обмоток статора.
5. Сравнительный анализ параметров фазных обмоток ЭМ в режиме резонансных затухающих колебаний.
6. Контроль разрядных процессов в изоляции при приложении колебательного затухающего напряжения (для приборов марки M-Tester 20 и M-Tester 40).
7. Определение активного сопротивления обмоток фаз статора постоянному току с использованием стандартного метода амперметра-вольтметра.
8. Анализ параметров схем замещения Zk фазных обмоток статора электрической машины, определенных в опыте короткого замыкания (без ротора и с ротором). Тест может быть дополнен измерениями при разных частотах испытательного напряжения.
9. Выявление электромагнитной асимметрии в роторе. В этом тесте параметры Zk фазных обмоток ЭМ определяются с ротором, который последовательно ступенчато поворачивается на определенный угол.

Полный набор всех статических испытаний может быть выполнен на заводах по производству ЭМ или на ремонтных предприятиях.

Для проведения статических испытаний используются два комплекта универсальных кабелей.

Перед проведением измерений активных сопротивлений фазных обмоток предварительно рассоединять фазы обмотки статора между собой не нужно.

Испытания работающей ЭМ в динамическом режиме

При помощи технических средств переносных приборов M-Tester в режиме онлайн, на находящейся в работе ЭМ могут быть выполнены шесть диагностических испытаний:

• Анализ спектров потребляемой из сети мощности, выполняемый на основании зарегистрированных фазных токов и напряжений.
• Контроль высокочастотных гармоник в питающей сети и в потребляемой мощности. Оценка влияния контролируемой ЭМ на высшие гармоники в питающей сети.
• Контроль наличия электромагнитной асимметрии статора и ротора ЭМ по спектру потребляемой мощности.
• Контроль дефектов в короткозамкнутой клетке ротора электродвигателя по характерным гармоникам на «частоте скольжения», выявленным в спектре потребляемых тока и мощности.
• Контроль вибрационных параметров статора ЭМ, проведение дополнительной диагностики электромеханических дефектов статора.
• Оценка технического состояния опорных подшипников качения ЭМ (и приводного механизма) по вибрационным параметрам.

Динамические испытания ЭМ при помощи приборов серии M-Tester производятся на работающем оборудовании и обычно не требуют проведения значительного количества подготовительных операций.

Проводимые при помощи приборов серии M-Tester измерительные тесты и испытания в динамическом режиме работы ЭМ подразделяются на две функционально разные группы:

• Контроль и анализ потребляемых электродвигателем из питающей сети токов и мощностей. Для проведения этого анализа необходимо проведение синхронной регистрации трех фазных токов при помощи измерительных клещей, входящих в состав поставки прибора, и трех фазных напряжений, измеряемых с использованием делителей напряжения или дополнительных измерительных трансформаторов напряжения.
• Контроль вибрационных параметров ротора и статора электродвигателя в рабочих режимах. Измерение вибрационных параметров статора проводится на его поверхности, а вибрация опорных подшипников измеряется в зоне подшипниковых узлов. Все вибрационные измерения производятся при помощи входящего в состав поставки приборов M-Tester компактного переносного виброметра марки ViPin.

Результаты диагностики ЭМ в динамических режимах (онлайн) максимально значимы для организации эффективной эксплуатации, так как могут быть проведены в реальных эксплуатационных условиях и с учетом параметров приводных механизмов.

Анализ пусковых и переходных процессов в ЭМ

Для некоторых ЭМ переменного тока, особенно работающих в составе сложных технологических установок, иногда критически важным является анализ их работы в пусковых режимах и в так называемых нестационарных режимах работы.

Нестационарные и переходные режимы работы ЭМ обычно возникают в результате различного рода управляющих воздействий, выполняемых в автоматических режимах системой управления технологическим процессом, или под воздействием управляющих воздействий персонала.

Определенный процент нестационарных режимов работы ЭМ связан с возникновением непредвиденных и анормальных режимов работы оборудования.

При помощи переносных приборов серии M-Tester можно проводить исследования работы ЭМ в следующих нестационарных режимах работы:

• Контроль пусковых режимов ЭМ, проводимый с регистрацией токов и напряжений питающей сети, скорости вращения ротора и с определением расчетного момента на валу электродвигателя.
• Анализ переходных режимов работы ЭМ с возможностью анализа технологических особенностей регулирования нагрузки.
• Возможно использование M-Tester в качестве переносного регистратора параметров переходных режимов ЭМ в моменты изменения условий эксплуатации. Такой режим работы прибора позволяет в ждущем (автоматическом) режиме регистрировать и анализировать возникновение переходных процессов работы ЭМ.

Особенности конструкции и состав поставки приборов для диагностики электродвигателей M-Tester:

Переносные приборы серии M-Tester поставляются в пластиковых кейсах. В них располагаются:

• Встроенный в прибор миникомпьютер, предназначенный для регистрации, обработки и хранения информации.
• Цветной активный экран размером 10” для отображения информации и управления всеми функциями прибора M-Tester.
• Два встроенных источника напряжения: регулируемые высоковольтный источник постоянного тока и источник переменного тока.
• Необходимые для обработки сигналов усилители и преобразователи входных сигналов, подключенные к разъемам на внешней панели прибора.

Все необходимые для работы переносных приборов серии M-Tester принадлежности поставляются в дополнительном транспортном кейсе.

Этот кейс является универсальным, он подходит для использования со всеми приборами серии M-Tester.

В настоящее время успешно завершаются метрологические испытания приборов M-Tester с целью утверждения типа средств измерения.