Entwicklung eines Zustandsdiagnosesystems für Unterwassermotorpumpen


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Entwicklung eines Zustandsdiagnosesystems für Unterwassermotorpumpen

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Kurzfassung: Die Zustandsdiagnose von Maschinen und Anlagen als Mittel der vorbeugenden Instandhaltung hat im Laufe des vergangenen Jahrzehnts Einzug in die industrielle Praxis gehalten. Für die Überwa¬chung von Strömungsmaschinen hat sich besonders die Verwendung von Schwingungs- und Tem¬peraturaufnehmern bewährt. Diese Sensoren eignen sich jedoch nur sehr eingeschränkt für getaucht betriebene Aggregate wie Unterwassermotorpumpen. Das in der vorliegenden Arbeit beschriebene Diagnosesystem verwendet den Elektromotor selbst als Sensor. Viele relevante Schäden und ungünstige Betriebszustände von Motor und Pumpe füh¬ren zu Schwankungen des übertragenen Drehmoments, welche sich als instationäre Motorstrom¬änderungen erkennen lassen. Die Arbeit beschreibt die Algorithmen zur Unterscheidung und automatischen Erkennung der Fehlerzustände und Schadensereignisse. Hierbei wird eine parallele Analyse des Motorstrom¬signals im Frequenz- und im Zeitbereich durchgeführt: Ereignisse wie der Ausfall des Axiallagers machen eine Echtzeit-Erkennung zur Notabschaltung innerhalb von Zehntelsekunden erforderlich, während sich Verschleiß und Verschmutzung nur anhand von Veränderungen des Motorstrom¬spektrums über mehrere Wochen diagnostizieren lassen. Das hier entwickelte Diagnosesystem kann an allen elektrisch angetriebenen Kreiselpumpen einge¬setzt werden. Es ist jedoch besonders geeignet für Unterwassermotorpumpen und andere gleitgela¬gerte Pumpen mit Nassläufermotor.
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