Настоящая статья посвящена обзору подходов и методов диагностики и прогнозирования технического состояния электромагнитных приводов. Текущие электрические и магнитные характеристики и параметры привода несут в основном информацию о его состоянии в некоторый конкретный момент времени и не позволяют сделать вывод о появлении возможных неисправностей в предстоящий период эксплуатации. Более эффективными считаются системы прогнозирующей диагностики, в которых путем анализа результатов аналогичных контрольных операций за некоторый предыдущий период времени решается задача предсказания изменения состояния объекта в будущие моменты времени. Достижение данной важной цели требует выбора наиболее подходящих диагностических подходов и методов получения прогноза, учитывающих особенности объектов диагностирования. В результате обзора и анализа методов диагностики электромагнитных приводов и математических принципов прогнозирования предложен принцип бессенсорной прогнозирующей диагностики на базе анализа изменения вебер-амперной характеристики во времени. Для определения вебер-амперной характеристики, соответствующей той или иной неисправности, предложено использовать натурно-модельный подход.
This article reviews the approaches and methods for diagnosis and prediction of technical condition of the electromagnetic actuators. Current electrical and magnetic characteristics and parameters of the actuator give an information about its condition at some particular point in time and do not allow to conclude about the appearance of possible malfunctions in the next period of operation. More effective are predictive diagnostics system, which by analyzing the similar results of control operations at some previous period of time solves the problem of predicting the state of the object changes in future times. Achieving this purpose requires to decide the important selection of the most appropriate diagnostic approaches and methods for the preparation of the forecast, taking into account the features of the objects of diagnosis. On the basis of analysis of diagnostic methods of electromagnetic actuators and mathematical principles of the prediction of the object condition the principle of sensorless prediction diagnosis is offered. This principle is based on the analysis of changes in the flux-current characteristics over time. To determine the flux-current characteristic corresponding to a given fault full-scale experiment method is used.
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. – М.: Высш. шк., 1986. – С. 126–127.
2. Горбатенко Н.И., Ланкин М.В., Наракидзе Н.Д., Шайхутдинов Д.В., Тришечкин Д.В. Устройство для испытания изделий из ферромагнитных материалов // Патент России на изобретение № 2357265.2009. Бюл. № 15.
3. Горбатенко Н.И., Ланкин М.В., Шайхутдинов Д.В., Широков К.М. Устройство для измерения характеристик магнитомягких материалов // Патент России на изобретение № 2390789.2010. Бюл. № 15.
4. Гордон А.В. Электромагниты постоянного тока / А.В. Гордон, А.Г. Сливинская. – М.: Госэнергоиздат, 1960. – 447 с.
5. Грешилов А.А. Математические методы построения прогнозов / А.А. Грешилов, В.А. Стакун, А.А. Стакун – М.: Радио и связь, 1997. – 112 с.
6. Ланкин М.В., Горбатенко Н.И., Гришин А.С., Пжилуский А.А. Устройство для классификации ферромагнитных материалов по форме кривой намагничивания // Патент России на изобретение № 2185635.2004. Бюл. № 16.
7. Сахавова А.А., Широков К.М., Январев С.Г. Применение метода косвенного определения вебер-амперных характеристик в автоматизированной системе бессенсорной диагностики электромагнитных механизмов // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5; URL: www.science-education.ru/111-10234 (дата обращения: 04.10.2013).
8. Шайхутдинов Д.В. Устройство для экспресс-испытаний изделий из листовой стали // Контроль. Диагностика. – 2011. – № 6(156). – С. 55–61.
9. Шайхутдинов Д.В., Горбатенко Н.И., Ахмедов Ш.В., Шайхутдинова М.В. Датчик и прибор для измерения магнитных параметров листовой электротехнической стали // Современные проблемы науки и образования – 2013. – № 4. – URL: www.science-education.ru/110-9756.
10. Шайхутдинов Д.В., Горбатенко Н.И., Леухин Р.И., Широков К.М., Дубров В.И., Стеценко И.А., Ахмедов Ш.В. Анализ влияния критических дефектов магнитной системы электромагнитов на их вебер-амперные характеристики // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11(Ч.11). – С. 2385–2389.
11. Шайхутдинов Д.В., Горбатенко Н.И., Наракидзе Н.Д., Леухин Р.И., Широков К.М., Дубров В.И., Стеценко И.А., Ахмедов Ш.В. Измерительный преобразователь напряженности магнитного поля для прибора экспресс-испытаний изделий из листовой электротехнической стали // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5; URL: http://www.science-education.ru/119-14895 (дата обращения: 14.10.2014).
12. Шайхутдинов Д.В., Гречихин В.В., Боровой В.В. Методы и приборы экспресс-контроля магнитных параметров для промышленных систем управления // Современные проблемы науки и образования – 2012. – № 6. – URL: http://education.ru/106-7516 (дата обращения: 16.05.2014).
13. Шайхутдинов Д.В., Ланкин М.В., Боровой В.В. Измерение магнитных характеристик элементов мехатронных систем в режиме последовательного резонанса // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. – 2009. – Спец. выпуск: Мехатроника. Современное состояние и тенденции развития. – С. 177–179.
14. Шайхутдинов Д.В., Шайхутдинова М.В. Метод определения магнитных свойств электротехнической стали // Международный журнал экспериментального образования. – 2013. – № 11–1. – С. 105–107.
15. Шайхутдинов Д.В., Январев С.Г., Широков К.М., Ахмедов Ш.В. Метод технической диагностики нарушений геометрических параметров магнитной системы электромагнитных устройств на базе их вебер-амперных характеристик // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 8 (Ч.1). – С. 84–86.
16. Шайхутдинов Д.В., Январев С.Г., Широков К.М., Леухин Р.И. Метод технической диагностики межвитковых замыканий в электромагнитных устройствах на базе их вебер-амперных характеристик // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 8. – С. 69–71.
17. Широков К.М., Шайхутдинов Д.В., Дубров В.И., Январёв С.Г., Ахмедов Ш.В., Шайхутдинова М.В. Устройство магнитного контроля для подсистемы управления производством электротехнических изделий // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6; URL: www.science-education.ru/113-11665 (дата обращения: 16.05.2014).
18. Широков К.М., Гречихин В.В. Исследование бессенсорных устройств определения магнитных характеристик для систем управления производством электромагнитов // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6. – С. 1173–1178.
19. Shaykhutdinov D.V., Gorbatentko N.I., Akhmedov Sh.V., Shaykhutdinova M.V., Shirokov K.M. Experimental and Simulation Tests of Magnetic Characteristics of Electrical Sheet Steel // Life Science Journal. -2013. -№ 10(4); URL:http://www.lifesciencesite.com/lsj/life1004/361_22173life1004_2698_2702.pdf.