【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机监测，特别是一种基于振动监测的电机状态监视系统及方法。
技术介绍
1、随着现代工业技术的发展和设备制造水平的提高，作为生产系统中最主要的传动和执行机构，电机的数量不断的在增加；其在工业生产制造过程中运行时是否能够正常、安全、高效及低耗运行对于工业的运行和发展有着十分重要的意义；电机故障不仅会使得电机所运行的负载无法正常工作，有时可能影响整个生产系统的运行，甚至会危及人员的安全，造成巨大的经济损失。
2、现有的电机状态监视系统，主要采用振动监测技术，通过检测电机振动信号，可以有效地提高电机的可靠性和安全性，减少停机时间和维修成本，在其整个使用寿命期间对感应电机的各种部件进行持续评估，以避免发生灾难性电机故障的可能性。
3、但是其在实际使用时，仍旧存在较多缺点，如无法全面地监测电机的状态和健康状况，数据采集通常依赖专业知识人员的经验，既耗费人力又存在采集的数据过于主观性的情况；采集数据的维度不仅单一，还容易受环境干扰影响，例如温度、湿度和杂音可能会对振动信号产生干扰，从而影响监测结果的准确性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种基于振动监测的电机状态监视系统及方法，本专利技术通过测点确定模块选择合适的测点位置，有助于提高数据采集时的精确性；通过数据采集模块，在相同时间段内采集不同的工况下的原始数据，从而更好地了解电机的状态变化、故障模式和趋势；通过数据预处理模块，对原始数据进行预处理操作；通过数据分析模块，
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于振动监测的电机状态监视系统，包括：
3、测点确定模块：包括测点预选单元和测点确选单元，用于根据具体的应用需求和电机特性，选择合适的测点位置，并将其记作测点fei，i＝1，2，3，……，n；
4、数据采集模块：用于利用物联网技术，将传感器与电机的测点位置相应连接，在相同时间段内采集不同的工况下的原始数据，并通过无线通信将采集到的数据传输至云端服务器，在云端服务器上进行数据存储和处理；
5、数据预处理模块：用于获取云端服务器的原始数据，对原始数据进行预处理操作，得到预处理数据，并将其传输至数据分析模块；
6、数据分析模块：用于接收数据预处理模块传输的数据，基于时频域分析的信号处理方法，从预处理数据中提取出与电机状态相关的特征参数，对提取出的特征参数进行分析，建立多个特征参数与电机故障之间的关系模型，进一步计算电机故障风险指数；
7、电机故障报警模块：用于当电机状态异常或发生故障时，系统发送及时报警通知传输至电机数据维护模块和电机状态监测模块；
8、电机数据维护模块：用于基于云端存储的历史数据和使用机器学习算法，系统进行数据分析和预测，提供故障预警、维护建议和性能优化方案；
9、电机状态监视模块：用于用户通过互联网访问远程平台或手机应用程序，实时监控多个电机的状态信息。
10、作为本专利技术的进一步改进，所述测点预选单元，具体是指系统根据具体的应用需求和电机特性预选测点，并将测点位置数据传输至测点确选单元；具体步骤包括：
11、a1、根据应用需求，确定需要监测和记录的目标参数；所述目标参数包括电机的振动、温度、电流、磁场、绝缘状态、油液，以及噪音；
12、a2、根据电机特性选择适合测量目标参数的位置记作测点fai，i＝1，2，3，……，n；其中电机特性包括转速、扭矩和温度；
13、a3、根据电机的结构和安装方式，从测点fai中筛选出适合测量的位置，记作测点fbi，i＝1，2，3，……，n；
14、a4、根据故障模式和故障频率分布，从测点fbi中筛选出能够准确反映故障状态的测点，记作测点fci，i＝1，2，3，……n，将其传输至测点确选单元。
15、作为本专利技术的进一步改进，所述测点确选单元，具体是指系统接收测点位置数据，根据电机制造商的建议和文档、预选的测点位置，与专业的电机维护和监测人员进行讨论和咨询，获得针对性的建议，并进行测点位置评估，从而确选测点；
16、具体来说，采用以下步骤进行测点确选：
17、b1、对测点位置数据进行分析和处理，确定每个测点的监测指标和精度要求；
18、b2、根据电机制造商的建议和文档，确定每个测点的监测方法和电机要求；
19、b3、与专业的电机维护和监测人员进行讨论和咨询，获得针对性的建议，以帮助判断每个测点最适合测量特定的参数；
20、b4、根据监测制备、精度要求、监测方法、电机要求，以及建议，对每个测点的位置进行评估，确定其适用性和可行性；选择合适的测量方法和电机，进行实地测量；将实地测量结果与理论值进行比较，计算出误差范围；根据误差范围和监测要求，判断该测点是否可用；
21、b5、根据评估结果，最终确定一个或多个最合适的测点位置，将最终确定的测点位置标记为测点fei，i＝1，2，3，……，n。
22、作为本专利技术的进一步改进，所述对测点位置数据进行分析和处理，具体包括以下步骤：
23、b11、对测点位置数据进行预处理，包括数据清洗、去噪、归一化，以提高数据质量和准确性；
24、b12、对预处理后的数据进行空间分析，包括缓冲区分析、叠加分析，以确定每个测点的空间范围和位置；
25、b13、根据监测任务和需求，确定每个测点的监测指标和精度要求。
26、作为本专利技术的进一步改进，所述数据采集模块的具体采集方式为：将温度传感器、电流传感器、振动传感器、声音传感器、油液传感器、磁传感器，以及绝缘电阻测试仪，和电机的测点位置连接，分别在电机维修、电机空负荷、电机变负荷、电机满负荷，以及在工作运行工况下进行测量，得到相同时间段内5组原始数据；所述温度传感器用于监测电机的温度变化；所述电流传感器用于监测电机的工作电流；所述振动传感器用于监测电机的振动信号；所述声音传感器用于监测电机运行时产生的噪声信号；所述油液传感器用于监测电机所使用的润滑油或冷却液的化学成分和物理性质的变化；所述磁传感器用于监测电机周围的磁场分布变化；所述绝缘电阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述测点预选单元，具体是指系统根据具体的应用需求和电机特性预选测点，并将测点位置数据传输至测点确选单元；具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述测点确选单元，具体是指系统接收测点位置数据，根据电机制造商的建议和文档、预选的测点位置，与专业的电机维护和监测人员进行讨论和咨询，获得针对性的建议，并进行测点位置评估，从而确选测点；
4.根据权利要求3所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述对测点位置数据进行分析和处理，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述数据采集模块的具体采集方式为：将温度传感器、电流传感器、振动传感器、声音传感器、油液传感器、磁传感器，以及绝缘电阻测试仪，和电机的测点位置连接，分别在电机维修、电机空负荷、电机变负荷、电机满负荷，以及在工作运行工况下进行测量，得到相同时间段内5组原
6.根据权利要求5所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述数据分析模块的具体分析过程为：
7.根据权利要求6所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述对提取出的特征参数进行分析，建立多个特征参数与电机故障之间的关系模型，进一步计算电机故障风险指数；具体步骤如下：
8.根据权利要求1所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于,所述电机故障报警模块，具体根据电机故障风险指数P判断电机是否存在故障风险，将电机故障风险指数P，和预先设定的电机故障风险指数阈值P阈进行对比，如果P≥P阈表示超过阈值，认为电机存在较高的故障风险，将其作为报警信息通知给相关人员；如果P<P阈表示不超过阈值，认为电机存在较低的故障风险。
9.一种基于振动监测的电机状态监视方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的基于振动监测的电机状态监视系统实现，所述的方法具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述测点预选单元，具体是指系统根据具体的应用需求和电机特性预选测点，并将测点位置数据传输至测点确选单元；具体步骤包括：
3.根据权利要求2所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述测点确选单元，具体是指系统接收测点位置数据，根据电机制造商的建议和文档、预选的测点位置，与专业的电机维护和监测人员进行讨论和咨询，获得针对性的建议，并进行测点位置评估，从而确选测点；
4.根据权利要求3所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述对测点位置数据进行分析和处理，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于振动监测的电机状态监视系统，其特征在于，所述数据采集模块的具体采集方式为：将温度传感器、电流传感器、振动传感器、声音传感器、油液传感器、磁传感器，以及绝缘电阻测试仪，和电机的测点位置连接，分别在电机维修、电机空负荷、电机变负荷、电机满负荷，以及在工作运行工况下进行测量，得到相同时间段内5组原始数据；所述温度传感器用于监测电机的温度变化；所述电流传感器用于监测电机的工作电流；所述振动传...
【专利技术属性】
技术研发人员：王强，巩军，汪建兵，吕波，胡爱凤，刘和平，曾俊，
申请(专利权)人：四川中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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