Научный архив: статьи

Введение. Надёжность тягового электропривода является ключевым фактором, определяющим эксплуатационную эффективность городского электрического транспорта. Подшипниковые узлы электродвигателей остаются одной из самых частых причин отказов, приводящих к простоям транспортного средства.

Материалы и методы. Разработан метод бортовой диагностики дефектов подшипников качения тягового синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) на основе анализа спектра токов статора (Motor Current Signature Analysis, MCSA) с использованием эквивалентного действующего тока трёхфазной системы для нормализации диагностических признаков. Исследование проведено с помощью имитационного моделирования в среде MATLAB/Simulink, охватывающего диапазон угловых протяжённостей дефектов от 0° до 8° и скоростей от 1500 до 8000 об/мин.

Результаты. Предложенный метод устанавливает чёткие границы эффективности: максимальная скорость для надёжного обнаружения дефектов составляет 5000 об/мин. На этой и более низких скоростях в спектре тока статора наблюдается пик на механической частоте вращения ротора (fr), амплитуда которого коррелирует с угловой протяжённостью дефекта. Нормализация по эквивалентному действующему току повышает точность диагностики.

Обсуждение и заключение. Предложенный метод позволяет внедрять систему бортовой диагностики без установки дополнительных датчиков, что особенно актуально для городских электробусов, эксплуатируемых преимущественно в диапазоне 2000–5000 об/мин. Разработан новый метод, впервые интегрирующий нормализацию по эквивалентному действующему току для количественной зависимости диагностической чувствительности анализа спектра тока статора от скорости вращения ротора в синхронном двигателе с постоянными магнитами и определяющий критический порог скорости 5000 об/мин.