Експлуатація автономних електромеханічних перетворювачів малої та середньої потужності

Abstract

UK: Мета роботи. Метою роботи є здійснення всебічного аналізу статистичних даних щодо поломок бензинових та дизельних автономних електромеханічних установок для виявлення закономірностей і ключових причин несправностей. Методи дослідження. Методи статистичного аналізу, класичні методи розрахунку синхронних явнополюсних генераторів із електромагнітним збудженням. Отримані результати. Проведено аналіз статистики відмов автономних електромеханічних перетворювачів малої та середньої потужності. Отримані результати підкреслюють необхідність впровадження систем моніторингу стану генераторів для раннього виявлення несправностей. Регулярна діагностика та контроль навантаження допоможуть запобігти критичним поломкам та збільшити термін служби обладнання. Зібрані статистичні дані можна використовувати для розробки ефективних профілактичних заходів, удосконалення інструкцій з технічно-го обслуговування та оптимізації режимів експлуатації генераторів. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на розробку алгоритмів автоматичного розподілу навантаження між фазами, вдосконалення систем захисту та підвищення надійності ізоляційних матеріалів. Аналіз статистики несправностей дизельних і бензинових генераторів показав, що електричні поломки становлять 51% випадків, а механічні – 49%. Це свідчить про приблизно рівномірний розподіл між двома категоріями несправностей, що вказує на необхідність комплексного підходу до обслуговування та діагностики. При використанні даних установок у військових цілях баланс поломок зміщується: механічні відмови: 75-85%, електричні відмови: 15-25%. Серед електричних несправностей найбільш поширеними є пошкодження обмоток статора через асиметрію навантаження, вихід з ладу регуляторів напруги, несправності акумуляторної системи та порушення ізоляції електропроводки. Механічні поломки найчастіше пов’язані зі зносом поршневої групи, недостатнім змащенням, перегрівом двигуна через несправності системи охолодження та порушеннями у роботі паливної системи. Наукова новизна. Проведено детальне узагальнення досвіду експлуатації автономних електромеханічних перетворювачів у реальних умовах, що дозволило встановити закономірності їхньої роботи, виявити типові проблеми та розробити рекомендації щодо їх усунення. Запропоновані у дослідженні методи оцінки ефективності роботи автономних електромеханічних перетворювачів можуть бути використані для подальшої модернізації існуючих систем, а також при створенні нових високоефективних автономних електрогенеруючих установок. Практична цінність. Результати дослідження мають практичну цінність для інженерів, користувачів та виробників електромеханічного обладнання. Одержані результати можуть використовуватись для підвищення ефективності та надійності автономних енергетичних систем, що працюють у різних умовах. Зокрема, можливо зменшити витрати на технічне обслуговування, покращити енергоефективність та подовжити термін експлуатації обладнання. Отримані результати можуть використовуватись при розробці рекомендацій щодо вибору, модернізації та діагностики автономних електромеханічних установок. EN: Purpose. To assess the reliability of operation of low and medium power electromechanical converters based on real experience in operating such systems. Methodology. Statistical analysis methods, classical calculation methods for synchronous salient pole generators with electromagnetic excitation. Findings. An analysis of failure statistics of autonomous electromechanical converters of small and medium power was carried out. The results obtained emphasize the need to implement generator condition monitoring systems for early detection of malfunctions. Regular diagnostics and load control will help prevent critical breakdowns and increase the service life of the equipment. The collected statistical data can be used to develop effective preventive measures, improve maintenance instructions and optimize generator operating modes. Further research can be aimed at developing algorithms for automatic load distribution between phases, improving protection systems and increasing the reliability of insulating materials. An analysis of the failure statistics of diesel and gasoline generators showed that electrical breakdowns account for 51% of cases, and mechanical ones - 49%. This indicates an approximately even distribution between the two categories of failures, which indicates the need for a comprehensive approach to maintenance and diagnostics. When using these installations for military purposes, the balance of failures shifts: mechanical failures: 75-85%, electrical failures: 15-25%. Among electrical failures, the most common are damage to the stator windings due to load asymmetry, failure of voltage regulators, malfunctions of the battery system and violations of the insulation of the electrical wiring. Mechanical failures are most often associated with wear of the piston group, insufficient lubrication, engine overheating due to malfunctions of the cooling system and malfunctions in the fuel system. Originality. A detailed generalization of the experience of operating autonomous electromechanical converters in real conditions was carried out, which allowed us to establish the regularities of their operation, identify typical problems and develop recommendations for their elimination. The methods for assessing the efficiency of autonomous electromechanical converters proposed in the study can be used for further modernization of existing systems, as well as for creating new highly efficient autonomous power generating units. Practical value. The results of the study have practical value for engineers, users and manufacturers of electromechanical equipment. The results obtained can be used to improve the efficiency and reliability of autonomous power systems operating in various conditions. In particular, it is possible to reduce maintenance costs, improve energy efficiency and extend the service life of the equipment. The results obtained can be used in the development of recommendations for the selection, modernization and diagnostics of autonomous electromechanical installations.