SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU …users.utcluj.ro/~csmartis/MSI/curs_MSI_10.pdf ·...
Transcript of SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU …users.utcluj.ro/~csmartis/MSI/curs_MSI_10.pdf ·...
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
1
SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU TURBINE EOLIENE
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
2
CU AX ORIZONTAL
Aeromotor Darrieus Aeromotor Evence
Aeromotor Savonius
CU AX VERTICAL
TIPURI CONSTRUCTIVE DE GENERATOARE EOLIANE
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
3
STRUCTURA UNEI TURBINE EOLIENE
Lime
Arbore de vitez joas Sistem de
transmisieGenerator
Controler
Arbore de vitez mare
Nacel
Rotor
Direcia vntului Frn
Palet Turn
Motor de acionare a nacelei
Sistem de transmisie
Detector de vnt
Anemometru
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
4
TURBINE EOLIENE CU SISTEM DE TRANSMISIE INTRE ROTOR SI GENERATORUL ELECTRIC Masina asincrona
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
5
Generatoare de inductie:
Cu rotor in colivie
Cu rotor bobinat
TIPURI DE GENERATOARE ELECTRICE PENTRU TURBINE EOLIENE
GA
Reea
GA
Generator asincron cu rotor n colivie pentru centrale lucrnd n regim autonom (a), respectiv n paralel cu
reeaua.
a b
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
6
Generator asincron cu rotor n colivie cu dou nfurri pe stator, funcionnd n paralel cu reeaua.
GA
Reeanfurare cunumr mic de poli
nfurare cu numrmare de poli
GA
Generator asincron cu rotor n colivie n configuraie ce permite funcionarea la vitez variabil.
b
Redresor cu diode
Invertor PWM
Redresor PWM
Invertor PWM
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
7
Generator asincron cu rotor bobinat cu posibilitatea reglrii vitezei de funcionare prin energia disipat pe un rezistor.
GA Redresor cu diode
Reea
Generator asincron cu rotor bobinat cu posibilitatea reglrii vitezei de funcionare i transfer de putere de la rotor spre reea.
GA Redresor cu diode
Reea
Invertor
Transformator
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
8
TURBINE EOLIENE CU ACTIONARE DIRECTA A GENERATORULUI ELECTRIC Masina asincrona si masina sincrona
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
9
Generator sincron cu magneti permanenti si flux radial
Generator sincron cu magneti permanenti si flux axial
Cu un singur rotor Cu rotor dublu
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
10
Elementele monitorizate intr-o turbina eoliana:
Turnul, paletele, nacela
Componentele mecanice (lagare, axe, cuplaje, angrenaje, etc)
Generatorul electric
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
11
DEFECTE LA NIVELUL TURBINEI
Modificarea rugozitatii suprafetei paletelor, Apar datorita poluarii, defectelor structurale, depunerii de gheataSe pot determina prin masuratori ale caracteristicilor de putere on-line
Dezechilibru al maselor rotative
Pentru un sistem echilibrat
Pentru un sistem dezechilibrat
Introduce o forta centrifugala care se transmite mai departe nacelei si turnului
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
12
Asimetrii aerodinamice Sunt cauzate de comportamentul aerodinamic diferit al paletelor (unghiul de atac diferit sau defecte de fabricatie ale profilului)Diferentele genereaza forte de excitatie ce determina oscilatii axiale si torsionale ale nacelei cu frecventa egala cu cea de rotatie a rotorului
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
13
DEFECTE LA NIVELUL SISTEMULUI DE ANTRENARE
Defecte tipice la nivelul arborelui(crapaturi sau dezechilibre de masa)
Cauze:Sarcini subestimate din proiectareSuprasarcini de cupluMateriale necorespunzatoareProbleme de fabricatie, de transport sau de asamblareIncovoiere datorita fortelor asimetrice rotoriceCentrare proastaDefecte de asamblare ale lagarelor sau elementelor acestora
Metode de detectieSenzor inductiv ce masoara deplasarea arborelui in timpul rotatiei (aparitia unei frecvente duble fata de cea de rotatie)
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
14
Defecte in lagarele de rostogolire
Viteza marita, deformari ale formei, probleme de
ungere
Functionare la temperatura ridicata
Fisuri ale componentelor
Supraincalziri si raciri deseFisuriSupraincalzire
Fisurarea elementelor
Fisura
Deformarea caii de rulare
Sarcini extreme, uzura continua
Deformare Suprasarcina
Fisuri si distrugerea cailor de rulare
Sarcini mariOboseala
Cresterea distantei intre bila si caile de
rulare
Distrugerea suprafetelor sub actiunea sarcinii si cresterea uzurii datorita ungerii defectuoase
UzuraDistrugere prin frecare
CONSECINTECAUZEDEFECTCATEGORIE
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
15
Probleme ale suprafetelor de
rulare
Curenti mari datorita descarcarilor electrice
naturale sau problemelor de natura electrica
Distrugerea suprafetelor de rulare
Curenti de conductie
Uzura, poluarea uleiului de ungere
Umiditate crescuta, influente ale mediului (aer
sarat, de exemplu)
Corodarea suprafetelor
Corodare
CONSECINTECAUZEDEFECTCATEGORIE
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
16
Metode de detectieAlgoritmi statistici (se analizeaza distributia temporala a vibratiilor)Algoritmi pe baza de reprezentare in domeniu timp a vibratiilor
Defect la nivelul lagarului1
CONDITIA LAGARULUIDv(t)
Algoritmi pe baza analizei semnaturii frecventiale
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
17
Defecte in cutia de viteze
Viteza marita, deformari ale formei, probleme de
ungere
Functionare la temperatura ridicata
Fisuri si uzura excesiva
Supraincalziri si raciri dese
FisuriSupraincalzire
Deformarea suprafetei sau ciupirea acesteia
Geometrie gresita, suprasarcina, vibratii
Crapaturi, gauri, marcaje, uzura, eroziune
Fata dintelui
Fisuri si distrugerea cailor de rulare
Crapaturi la nivelul
feteidintilor
Distrugerea dintelui, suprafata
modificata
Sarcini extreme, blocajeCrapaturi la nivelul bazei dintilor
Spartura
CONSECINTECAUZEDEFECTCATEGORIE
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
18
Probleme ale suprafetelor
Curenti mari datorita descarcarilor electrice naturale sau problemelor de natura electrica
Distrugerea suprafetelor
Curenti de conductie
Uzura excesivaUmiditate crescuta, influente ale mediului (aer
sarat, de exemplu)
Corodarea suprafetelor
Corodare
CONSECINTECAUZEDEFECTCATEGORIE
Metode de detectieAlgoritmi statistici (se analizeaza distributia temporala a vibratiilor)Algoritmi pe baza de reprezentare in domeniu timp a vibratiilorAlgoritmi pe baza analizei semnaturii frecventialeMetoda analizei frecventelor tip Side-band
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
19
Defecte in generatorul electricDefecte in transformatorDefecte in contactoare si intrerupatoare:
Cauze:Probleme de conexiuneCorodarea
Efecte:Cresterea temperaturii la contacteCresterea rezistentei de contact
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
20
STRATEGII DE MENTENANTA SI REPARATII
-
Mentenanta sistemelor industriale - Curs 10
21
Multe informatii necesareEfort de asigurare a echipamentului de monitorizare si diagnozaLogistica usor de asigurat
Componentele vor fi utilizateconform duratei de viataProbabilitate redusa de intrerupereLogistica usor de asigurat
Predictiva
Risc mare de defectImposibilitatea organizariiLogistica complicat de asigurat
Cost redusCorectiva
Componentele vor fiutilizate sub durata lor de viataProbleme datorita mediului
Probabilitatea intreruperiieste foarte micaActivitatea poate fi bineorganizataLogistica usor de asigurat
Ciclica
DEZAVANTAJEAVANTAJESTRATEGIA