Испытания на надежность

При проверке экспоненциального  закона используется бумага с равномерной  шкалой по оси времени t (по оси обсцисс) и логарифмической шкалой по оси  ординат. При проверке нормального  закона шкала по оси абсцисс остается равномерной, а по оси ординат  используется шкала, соответствующая  нормальному закону. При проверке логарифмически нормального закона по оси абсцисс используется логарифмическая  шкала, по оси ординат — шкала, соответствующая нормальному закону. При проверке закона Вей-булла используются специальные шкалы. 

После нанесения  экспериментальных точек на бумагу проводится проверка, состоящая в  определении возможности линейной интерполяции экспериментальных данных, определении наибольшего отклонения D и проверке по критерию согласия Колмогорова. 

Прямую проводят так, чтобы отклонения экспериментальных  точек от нее были минимальным, а  сами точки располагались по обе  стороны от прямой. 

Наибольшее отклонение определяется сравнением отклонений по оси ординат экспериментальных  точек от прямой при различных  значениях времени. Критерий согласия Колмогорова рассчитывается по формуле D ]гп, где п — общее число  экспериментальных точек. Если D J/n < 1,0, то гипотеза о предполагаемом законе распределения подтверждается, если D уп > 1,0, то гипотеза отвергается. После подтверждения вида закона распределения определяют параметры этого закона. 

5.4.4. Диагностика  и прогнозирование 

технического состояния 

электрических машин 

Цель диагностики  — определение работоспособности  электрической машины в данный момент времени и выявление дефектов ее отдельных узлов. Важно не только определение характера дефекта, но и точного места его нахождения. На базе данных, получаемых при диагностических  испытаниях, делается вывод о соответствии машины ТУ и о тех мерах, которые  необходимо предпри- 

нять для того, чтобы машина соответствовала этим условиям. Кроме того, диагностика  дает данные, необходимые для осуществления  ремонтных работ или изменения  характера эксплуатации. 

Вопросы диагностики  тесно связаны с критериями работоспособности  электрических машин, анализ которых  позволяет поставить диагноз  о техническом состоянии электрической  машины. Сказанное не означает, что  все критерии работоспособности  являются диагностическими параметрами. Необходимо выявить наиболее информативные (в смысле выявления и обнаружения  дефектов и их расположения) из критериев  работоспособности и из электромагнитных параметров электрических машин (напряжение, ток, момент и др.). Для каждых типа машин, класса напряжения и мощности информативность тех или иных параметров работоспособности изменяется, и поэтому критерии работоспособности  должны определяться в каждом конкретном случае. 

Прогнозирование технического состояния означает определение  будущего состояния электрической  машины на основании изучения тех  факторов, от которых это состояние  зависит. Прогнозирование может  осуществляться как в процессе разработки, так и в период эксплуатации машины. В последнем случае целью прогнозирования  является своевременное обнаружение  неблагоприятного состояния машины и разработка рекомендаций по повышению  уровня его надежности. 

Основополагающим  принципом прогнозирования является использование прошлого опыта. Информация о машине (априорная) является базой  для процесса прогноза и получения  оценок в будущем (апостериорные  оценки). 

Прогноз можно понимать как получение апостериорной  оценки некоторого качества исследуемого явления на основе априорных сведений о прошлом и настоящем. Априорная  информация является единственным основанием для определения модели исследуемого явления — детерминированной  или стохастической. 

В период эксплуатации апостериорной оценкой является надежность машины после проведения контроля ее состояния. Надежность, рассчитанная на предыдущем этапе, является априорной, а контроль рассматривается как  опыт, по результатам которого оценивается  апостериорная надежность. Таким  образом, вычислению прогнозируемой характеристики всегда должны предшествовать опыт, эксперимент, данные которого 

используются совместно  с априорной информацией. Это  обстоятельство и отличает прогноз  от расчета. 

Различают прогнозирование  технического состояния и прогнозирование  надежности. В первом случае дается прогноз технических параметров машины либо эти параметры относятся  к тому или иному классу, а также  дается прогноз отказов машины. Во втором случае дается прогноз количественных показателей надежности машины на основе прогнозирования постепенных и  внезапных отказов. 

Прогнозирование может  быть групповым и индивидуальным. К методам группового прогнозирования  можно отнести статистическую оценку срока службы однотипных изделий  на основе результатов контрольных  и определительных испытаний  на надежность. В этом случае путем  обработки результатов испытаний  некоторого числа изделий на срок службы вычисляется количественная среднеквадратичная оценка срока службы всей партии электрических машин. К  достоинствам метода индивидуального  прогнозирования относится возможность  оценки надежности каждой конкретной машины. 

К решению задачи прогнозирования существуют два  подхода — детерминированный  и стохастический. В первом случае задача сводится к отысканию аппроксимирующего  выражения, во втором в качестве прогнозируемой характеристики принимается реализация случайной величины, определяющая интервал времени от момента контроля до первого  пересечения поля допуска прогнозируемой величины. Поскольку процессы износа, старения и разрегулирования электрических  машин, обусловливающие развитие постепенных  отказов, являются случайными величинами, более общий характер носит стохастический подход. 

Решение задачи прогноза выполняется в виде реализации следующих  последовательных этапов: 

разработка модели исследуемого процесса и ее математическое описание; 

получение данных контроля и использование их для определения  исследуемого процесса (построение апостериорного процесса); 

вычисление необходимых  апостериорных характеристик процесса. 

В настоящее время  разрабатывается третий метод прогнозирования  — метод распознавания образов. Метод предполагает разбиение всей группы изделий на несколько классов (групп) в соответствии с признаками каждого класса. Между классами устанавли- 

ваются строгие  гранкщы. Процесс создания образа разбит на три этапа: «обучение», создание образа, «экзамен». Процесс индивидуального  прогнозирования надежности методом  распознавания образов сводится к отнесению данной электрической  машины к тому или иному классу на основании критериев работоспособности, причем для каждого класса должны быть априорно известны показатели надежности и технические характеристики. 

5.4.5. Выбор показателей  работоспособности 

При проведении различных  испытаний на надежность, а также  при решении задач диагностики  и прогнозирования надежности электрических  машин всегда необходимо знать техническое  состояние исследуемого узла или  машины в целом в данный момент времени. Это осуществляется с помощью  критериев работоспособности. Применительно  к задачам диагностики показатели технического состояния называются диагностируемыми параметрами. 

При проведении испытаний  перед исследователем стоит противоречивая задача. С одной стороны, отсутствует  единый информативный показатель, полностью  характеризующий работу отдельного узла электрической машины. С другой стороны, фиксация (наблюдение) большого числа показателей, характеризующих  работоспособность, резко удорожает  эксперимент и наталкивается  на определенные технические трудности. 

Это противоречие на практике обычно разрешается следующим  образом: из всей совокупности показателей  работоспособности данного узла выбираются наиболее информативные, т. е. наиболее полно описывающие его  работу, причем число этих показателей  обычно не превышает двух-трех. В  настоящее время для выбора информативных  показателей используется метод  экспертных оценок. 

Этот метод отличается от других формализованных методов  определения значимости критериев  тем, что не требует проведения специального эксперимента и достаточно прост  в обработке. Метод основан на использовании опыта и интуитивных  догадок экспертов. Иными словами, экспериментальные данные в этом методе заменяются априорной информацией, накопленной группой экспертов  в процессе их самостоятельной работы. В основе корректных методов 

экспертных оценок лежат пять исходных условий группового выбора решений: 

универсальность, понимаемая в смысле наличия достаточного разнообразия возможностей выбора экспертов; 

наличие положительных  связей общественных и индивидуальных предпочтений; 

независимость несвязанных  альтернатив; 

наличие суверенности экспертов; 

отсутствие диктаторства. 

При всей привлекательности  метода экспертных оценок он остается субъективным, и при решении других задач надежности желательно по возможности  использовать 

объективные методы выделения доминирующих факторов. Так, при организации испытаний на надежность необходимо подвергать электрические  машины воздействию большого количества факторов в соответствии со стандартами  или ТУ на эти машины. Однако практическая реализация на испытательных стендах  всех факторов одновременно часто невозможна. В этом случае выделение основных (существенных) воздействующих факторов с достаточно высокой степенью достоверности  и объективности производится с  помощью методов планирования эксперимента.