Аннотация. Курилов В. И. Диагностирование авиационных электрических машин постоянного тока в условиях эксплуатации

Курилов В.И. Диагностирование авиационных электрических машин постоянного тока в условиях эксплуатации. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 – эксплуатация и ремонт средств транспорта. – Национальный авиационный университет, Киев, 2004 г.

Диссертационная работа посвящена вопросам надежности, диагностирования и контроля авиационных электрических машин постоянного тока в условиях эксплуатации.

Проведен анализ отказов генераторов постоянного тока и электромашинных преобразователей электроэнергетических систем воздушных судов. Среди причин преждевременного выхода из строя этих машин, как показано, главными являются отказы щеточно-коллекторнных узлов (ЩКУ), которые для преобразователей составляют 75,4 %, а для генераторов в зависимости от климатических условий эксплуатации могут достигать даже 85,4 % от общего количества отказов машин. Установлены распределения интенсивности отказов ЩКУ преобразователей ПТ200Ц и генераторов ГС-24, СТГ-12 на протяжении периода нормальной эксплуатации, а также генераторов ГС-24, СТГ-12 в период между регламентным обслуживанием, которые свидетельствуют о недостаточной надежности ЩКУ и указывают на необходимость усиления их контроля во время проведения регламентных работ.

Показаны недостатки применяющихся в авиации, а также других существующих методов, способов и средств оценки технического состояния ЩКУ, которые заключаются в необходимости разборки и конструктивной доработки машин, недоста­точной информативности, теоретической необоснованности, сложной реализации и высокой стоимости.

На основе анализа процесса коммутации машин с волновыми обмотками якоря показано, что разностный ток в одноименных щетках, который является током в общей цепи коммутации, представляет собой достаточно чувствительный комплексный параметр, который можно использовать в качестве диагностического для определения технического состояния ЩКУ и других узлов этих машин. С помощью составленной схемы замещения общей цепи коммутации разработана математическая модель, которая определяет зависимости разностного тока от переходных щеточных со­противлений и соотношения между средним сопротивлением щеточного контакта и сопротивлением секции обмотки якоря. Установлены количественные соотношения между характеристиками
предложенного диагностического параметра и критериями работоспособности ЩКУ, а именно
между значением постоянной составляющей разностного тока и площадью контактной поверхности щетки, а также давлением на нее, между амплитудой первой гармоники этого тока и биением поверхности коллектора, а также между амплитудой производной разностного тока и выступанием коллекторных пластин.

Показано, что для многополюсных авиационных машин с простыми петлевыми обмотками якоря напряжение на разомкнутой обмотке возбуждения целесообразно использовать как диагностический параметр биения поверхности коллектора, создав для этого магнитное поле якоря, сконцентрированное в зазоре под основным полюсом, ось которого совпадает с осью коммутирующей секции. Составлена система уравнений, которая устанавливает зависимость напряжения на разомкнутой обмотке возбуждения от переходных щеточных сопротивлений, достоверность которой подтверждена проведенными экспериментальными исследованиями.

На основе разработанных моделей предложены и исследованы оригинальные способы и средства контроля ЩКУ и обмоток якоря, обладающие довольно простой реализацией и возможностью прогнозирования технического состояния авиационных МПС. Созданы и внедрены средства контроля и диагностирования ЩКУ и обмоток якоря генераторов серий ГС и СТГ (прибор ПККИО-1/ УД-ГПТ-1), авиационных двигателей МП-80, ИД-100 (устройство ПК-ДПТ-3//УДМД-80/100), а также преобразователей серий ПО, ПТ и МА (устройства ИС-1, ИС-2).

Выполненные исследования направлены на повышение надежности, продление срока эксплуатации и снижение эксплуатационных затрат авиационных электричес­ких машин постоянного тока.

Ключевые слова: машина постоянного тока, щеточно-коллекторный узел, обмотка якоря, модель, отказ, надежность, неисправность, диагностирование, контроль.