一种用于电机故障诊断的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于异步电机故障诊断的系统，包括依次连接的数据测量模块、数据处理模块和数据分析模块；所述数据测量模块与数据处理模块信号连接，所述数据处理模块和数据分析模块信号连接。方便操作，结构简单，方便维护。便维护。便维护。

A system for motor fault diagnosis

【技术实现步骤摘要】
一种用于电机故障诊断的系统


[0001]本技术属于电机状态监测
，具体讲是一种用于电机故障诊断的系统，它是一种电机故障诊断系统。

技术介绍

[0002]作为传动机械，异步电动机广泛应用于发电厂、炼钢厂、舰艇等工业与国防领域，其安全运行至关重要。异步电动机一般处于长时间连续运转状态，且工作环境恶劣，因此故障不可避免。异步电动机故障不仅损坏机体本身，而且影响整个传动系统。如果不能及时发现、检修，将导致事故、停机，造成经济损失，甚至人员伤亡。
[0003]目前，通常采用“定期检修(如半年小修，一年大修)”方式避免异步电动机事故停机。但是，由于存在检修周期，异步电动机可能在检修周期之内即发生故障、事故，“定期检修”方式对此无能为力，这就是工程现场所谓的“失检”；另一方面，在检修周期来临之际，异步电动机可能并无故障，甚至状态良好，“定期检修”方式将造成工程现场所谓的“过检”。“失检”将导致异步电动机事故、停机，其损失不言而喻。“过检”将导致无谓的维修成本、停机时间。仅仅拆卸其外壳一次即需要数万元人民币，遑论解体异步电动机、检修其定转子等。因此，“过检”将造成巨大浪费。
[0004]异步电动机故障检测与诊断技术的出现、发展、应用引发了异步电动机维修体制的一次革命，使传统的事后维修、定期检修方式逐步转变为预知维修方式。
[0005]统计表明，异步电动机故障主要包括定子绕组匝间短路故障、转子断条故障以及轴承故障，其发生的概率分别约为6％、30％、10％、40％，这些故障均是渐进的，经历发生、发展阶段而成为事故。
[0006]针对电动机拖动系统的故障，如滚动轴承、齿轮和轴系故障等方面，也出现了大量的研究与应用。近年来随着计算机仿真技术的发展，针对断条、偏心、轴承等故障诊断理论建模、仿真分析等的文献也在逐渐增多。应用范围也逐步扩展到如变频、直流和交流伺服电动机等领域。
[0007]不管是何种方式获取的电机定子电信号，其频率成分均以供电频率为主，真正的故障信号成分十分微弱，因此如何提取微弱的故障信号，剔除无用的供电频率成分是异步电机故障检测与诊断方法能够获得广泛应用的基础。
[0008]对于电信号的幅值调制，最基本的分析手段就是采用幅值谱或细化谱的边带分析方法。由于边带存在不稳定性，还可以采用Hilbert变换获取电信号的包络谱和瞬时频率谱进行分析。其中，包络谱能够去除电信号中幅值较大的主电源频率，突出故障特征频率，而且频谱的表达形式与常规的振动信号频谱相同，便于分析与比较；瞬时频率谱更适合提取电流信号中的频率调制成分。Hilbert变换解调谱分析也有缺点，对于超过载波频率的调制信号解调谱还会产生额外的解调频率成分，这种现象称为过调制，解调谱中出现的额外频率成分称为过调制折叠频率成分。有些学者采用平方解调方法或对电流进行二次方的移频解调方法来解决，但频谱中会产生故障特征频率的位移，还会出现额外的谐波成分等，不利
于频谱特征的识别与诊断。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术问题，本技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种用于异步电机故障诊断的系统，利用现有技术的异步电机故障诊断方法，在本技术结构的基础上能更有效地进行异步电机故障诊断信息的输出和报警，本技术装置方便操作，结构简单，方便维护。
[0010]为达到上述专利技术创造目的，本技术采用下述技术方案：
[0011]一种用于电机故障诊断的系统，包括依次连接的数据测量模块、数据处理模块和数据分析模块；所述数据测量模块与数据处理模块信号连接，所述数据处理模块和数据分析模块信号连接。
[0012]优选地，所述数据测量模块包括三相定子电流测量单元，所述数据测量模块将测量采集的数据传送到数据处理模块。
[0013]优选地，所述数据处理模块包括坐标变换计算单元、电流矢量模长计算单元和频谱分析单元，所述坐标变换计算单元、电流矢量模长计算单元和频谱分析单元分别与数据分析模块信号连接。
[0014]优选地，所述数据分析模块包括异步电机故障判定单元，将异步电机故障判定信息通过输出设备进行输出和报警。
[0015]本技术用于电机故障诊断的系统，包括依次连接的数据测量模块、数据处理模块和数据分析模块；所述数据测量模块，用于测量待故障检测的异步电机的三相定子电流i
sa
、i
sb
、i
sc
；所述数据处理模块，用于三相定子电流的坐标变换和定子电流综合矢量模长的计算，并对定子电流dq分量和定子电流综合矢量模长进行频谱分析；所述数据分析模块，用于根据所述定子电流dq分量和定子综合矢量模长频谱分析的结果对电机故障的类型进行判断。
[0016]所述电机故障诊断系统，该系统采用程序如下：
[0017](1)获得待故障检测的异步电机的三相定子电流i
sa
、i
sb
、i
sc
；
[0018](2)将i
sa
、i
sb
、i
sc
变换至同步旋转坐标系dq0下的电流分量i
sd
、i
sq
；
[0019](3)对i
sd
、i
sq
进行频谱分析；
[0020](4)将i
sa
、i
sb
、i
sc
变换至两相静止αβ0坐标系下的电流分量i
sα
、i
sβ
；
[0021](5)计算由i
sα
、i
sβ
构成的综合电流矢量模长；
[0022](6)对电流矢量模长进行频谱分析；
[0023](7)由上述频谱分析的结果判断待监测异步电机的故障形式。
[0024]所述的程序(2)具体为：
[0025]同步旋转dq0坐标系下的isd、isq用下式求得：
[0026][0027]其中θ
e
为同步电角度
[0028]所述的程序(3)具体为：
[0029]对同步旋转坐标系下的直流电流分量进行离散傅里叶变换，计算式为：
[0030][0031]其中：I
dq
为频率域下的电流量，k为频率轴上的序数，n是时间轴上的序数，N是采样电流的长度。
[0032]所述的程序(4)具体为：
[0033]两相静止αβ0坐标系下的i
sα
、i
sβ
用下式求得：
[0034][0035]所述的程序(5)具体为：
[0036]电流矢量的模长的计算式为：
[0037]所述的程序(6)具体为：
[0038]对电流矢量模长进行离散傅里叶变换，计算式为：其中：I
L
是频域的电流矢量模长，k是频率轴上的序数，n是时间轴上的序数，N是采样电流的长度。
[0039]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机故障诊断的系统，其特征在于，包括依次连接的数据测量模块(1)、数据处理模块(2)和数据分析模块(3)；所述数据测量模块(1)与数据处理模块(2)信号连接，所述数据处理模块(2)和数据分析模块(3)信号连接。2.根据权利要求1所述用于电机故障诊断的系统，其特征在于，所述数据测量模块(1)包括三相定子电流测量单元，所述数据测量模块(1)将测量采集的数据传送到数据处理模块(2)。3.根据权利要求1所述用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国卿，陈梦南，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：新型
国别省市：