УДК 621.313.322-192

   Синхронные генераторы (СГ) общепромышленного назначения мощностью до 100 кВт с частотой вращения от 1000 до 3000 об/мин являются массовой продукцией электромашинострения и предназначены для выработки электрической энергии переменного тока в различных отраслях народного хозяйства. Переход на рыночную экономику повышает требования конкурентоспособности, что в значительной степени зависит от надежности изделий.
   Целью настоящей работы является установление характерных периодов работы СГ путем анализа эксплуатационной надежности.
   СГ в процессе эксплуатации проходят характерные периоды работы: период приработки (t_пр), период нормальной работы (t_нр) и период старения (t_ст).
   Надежность СГ в общем случае определяется как произведение надежностей в различные периоды работы [1]

Pг(t) = P(tпр + tнр + tст) = P(tпр) · P(tнр) · P(tст),

(1)

где P(t_пр), P(t_нр) и P(t_ст) - надежность за время приработки t_пр, нормальной эксплуатации t_нр и старения t_ст.
   Период приработки характеризуется высокой интенсивностью l(t) отказов, что связано с наличием скрытых дефектов. Анализ и изучение результатов эксплуатации 8000 единиц СГ серий ЕС, ЕСС, ЕСС5, ОС и ОС5, проработавших суммарно 43.7 · 10¹¹ часов в различных климатических зонах и отраслях (34% - в сельском хозяйстве, 20% - на строительстве, 12% - на геологических предприятиях, 10% - на транспорте и 24% - для аварийных нужд), показали, что средний период приработки этих машин составляет 3000 ч, а распределение отказов в этот период подчиняется вейбулловскому распределению [2,3].
   В период нормальной эксплуатации износовые отказы не проявляются, и надежность генераторов характеризуется внезапными отказами. Как показал опыт эксплуатации генераторов, отказы носят случайный характер, зависят от многих обстоятельств и потому имеют постоянную (или почти постоянную) интенсивность  отказов  l,  которая  не  зависит  от  возраста  генераторов l(t) = l = const.
   На основании анализа данных [2,3] среднее значение интенсивности отказов в период нормальной работы для различной серии генераторов составляет l = (0.12 - 0.16)·10^-3 1/ч за время t = 40000 ч эксплуатации.
   Надежность генераторов в этот период определяется по формуле

P(tнр) = exp й л - tнр у х 0  l(t)dt щ ы = e-l·tнр.

(2)

   Таким образом, она подчиняется экспоненциальному закону распределения.
   В период старения наряду с необратимыми физико-химическими процессами происходит интенсивный износ трущихся элементов, что приводит к повышению вибрации и нарушению функционирования генератора, т.е. к повышению интенсивности отказов. Естественно, что в этот период распределение отказов подчиняется нормальному закону.
   Надежность генераторов при нормальном законе распределения отказов определяется выражением

P(tст) = 1 Ґ у х tст  exp[-(t - tст)2/2s2] dt,

(3)

где t_ср = еt_i / N₀; s =
 t_i- наработка на отказ i-того генератора;
 N₀ - общее количество исследуемых генераторов.
   Длительность указанных периодов работы для различных типов генераторов различна.
   В некоторых сериях генераторов в силу специфики их изготовления, эксплуатации и старения отсутствует период приработки [4,5]. В самом деле, если при изготовлении и сборке узлов и элементов проводить строгий и тщательный контроль в соответствии с требованиями технической документации, то практически период приработки резко сократится.
   Как показала эксплуатация СГ и их основных узлов - обмоток статора и ротора, подшипникового узла и блока регулирования напряжения, их снимают с эксплуатации раньше, чем наступает их заметное старение, и потому практически не происходит интенсивного износа и изменения физико-механических свойств элементов, следовательно, у этих узлов период старения отсутствует.
   Учитывая вышеизложенное и результаты анализа эксплуатационных данных, выражение (1) примет вид

Pг(t) = e-a· exp(-0.14 · 10-3 · tнр) = exp - (a-1+ 14tнр10-5),

(4)

где параметры распределения Вейбулла a и b соответственно меняются в пределах [4]

a = 2.68 ё1.66,       b = 0.58 ё 0.24.

   Таким образом, промежуток времени (0-3000 ч) можно рассматривать как время, в течение которого скрытые дефекты выявляются и обязательно устраняются, а для периода работы 3000-40000 ч параметр распределения Вейбулла b = 1 и интенсивность отказов генераторов остается почти постоянной.

     Государственный инженерный университет Армении

Литература

     1. Алексеевский В.В., Назарян А.А., Беллуян З.А.  - Труды ВНИИКЭ. Ереван. 1970. Т.3. С. 55-72.
     2. Беллуян З..А.  - Информационные технологии и управление. N 4-1. Энциклопедия Арменика. Ереван. 2002. С. 106-111.
     3. Беллуян З.А.  - Труды ВНИИКЭ. Ереван. 1970. Т.9. С. 64-74.
     4. Назарян А.А., Беллуян З.А.  В сб: Стандартизация и качество продукции. Ереван. 1970. С. 157-161.
     5. Отраслевой стандарт ОСТ 16 0.800.737-80. Генераторы синхронные с высотой оси вращения от 63 до 355 мм мощностью до 100 кВт (отв. исполнители Назарян А.А., Беллуян З.А., Прилуцкая К.А.). М. 1980. 63 с.

---