【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机诊断，尤其涉及一种基于频谱分析的电机健康诊断系统。
技术介绍
1、随着自动化生产的大范围应用，作为生产的动力源，电机大面积应用于生产中。一般生产用的电机多为三相异步电机。三相异步电机工作原理：当定子绕组通入三相交流电后，会在绕组气隙中建立旋转的变化磁场，其作用在转子上会有感应电流产生。由于转子处于变化的磁场中，其会受到洛伦磁力，即电磁力的作用，从而带动转子进行转动。
2、电机的应用，使得生产能够有稳定的动力源维持其持续运行。因此，维持电机的稳定运行，对于生产来说至关重要。目前电机的健康排查，一般靠人工采用检测设备对电机定期检查，提前排除故障，常见的电机故障一般为绝缘破损、绝缘老化、匝间短路、相间短路或接地故障等。由于人工检查效率低，且难以及时发现电机内部的故障。因此，急需解决。
3、上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是最接近的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，该系统不仅能够代替人工对电机的健康进行实时监测，而且能够给出电机故障类型，便于操作人员及时维修，提升电机故障排除效率。
2、为达到所述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的，一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，包括：信息采集模块；所述信息采集模块用于对电机的电流信息进行监测；信号传递模块；所述信号传递模块与信息采集模块电连接，并将信息采集模块采集到的信息进行传输；数据库；所述数据
3、优选的，所述电机的原始数据包括待监测电机的出厂后正常运行的数据和电机运行时发生常见的几个故障时的运行数据。
4、优选的，所述电机健康的监测结果包括判断待监测电机是否故障、判断待监测电机目前运行的状态趋势和对待监测电机即将发生的故障进行预报。
5、优选的，信息采集模块包括霍尔传感器；所述霍尔传感器设置为开口式霍尔传感器，并安装在与待监测电机连接的电缆上，霍尔传感器用于采集沿电缆进出待监测电机电流的电流频谱波形，且霍尔传感器采样频率最高为10khz，并将采集到的电流信号传递至信号传递模块。
6、优选的，所述信号传递模块包括以太网交换机。
7、优选的，所述数据处理模块包括后台计算机；所述后台计算机与以太网交换机电连接，且后台计算机中设有电机健康在线检测软件；电机健康在线检测软件用于将霍尔传感器采集的电流频谱波形进行故障特征提取，且电机健康在线检测软件中建立有数学机理模型，数学机理模型将故障特征与待监测电机的正常运行的数据和电机发生故障时的运行数据分别进行比对；所述电机健康在线检测软件将数学机理模型的比对结果实时显示在计算机的屏幕上。
8、优选的，所述电机健康在线检测软件对电流频谱波形的故障特征提取过程包括依次进行的基波信号处理、傅氏变换和频谱校正；所述基波信号处理通过自适应的基波抵消方法，抵消电流频谱波形信号中的基波信号，凸显电流频谱波形信号中的故障特征信号；所述傅氏变换通过傅里叶变换对电流频谱波形信号中的故障特征信号进行放大；所述频谱校正用于对放大后的电流频谱波形信号中的故障特征信号进行高频细化，提取高精度故障特征信号。
9、优选的，所述电机健康在线检测软件对电流频谱波形频谱进行基波n次倍频的向量值，该值与数据库中标准5次倍频的向量值参数进行了标幺化处理，正常情况下为不大于1的数值，且x＝实际值/基准值。
10、优选的，所述霍尔传感器采集的电流频谱波形用于反映0-400hz的与电机故障相关的频谱包络。
11、优选的，所述霍尔传感器采集的电流频谱波形用于反映a\b\c三相的对称性，其幅值表示方式为：u＝2(5*i e)/√2h，其式中i e为向量值，h为霍尔传感器的变比，电流/电压的值。
12、本专利技术的有益效果体现在：
13、(1)、本专利技术通过在基于频谱分析的电机在线监测系统，有效避免了因电机“失检”造成的各种损失，同时将设备的定期检修改变为依据设备的状态检修，避免“过检”造成的电机损伤及设备停机。通过对电机的在线监测，可减少50％以上的运维强度，电机非计划停机次数可缩短至原有的40％。
14、(2)、本专利技术通过电机诊断系统能够判断出待测电机的故障是定子绕组异常、转子绕组异常、铁芯气隙异常等，从而能够给予维护人员进行维修指导，使得维修人员能够在短时间内进行电机故障排除维修工作，提升电机的维修效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，包括：信息采集模块；所述信息采集模块用于对电机的电流信息进行监测；信号传递模块；所述信号传递模块与信息采集模块电连接，并将信息采集模块采集到的信息进行传输；数据库；所述数据库用于存储被监测电机的原始数据；数据处理模块；所述数据处理模块与信号传递模块和数据库均电连接，用于接收信号传递模块放大后的信息，并对信息进行分析处理，提取可以与电机原始数据进行比对的特征，依据比对结果提供电机健康的监测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述电机的原始数据包括待监测电机的出厂后正常运行的数据和电机运行时发生常见的几个故障时的运行数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述电机健康的监测结果包括判断待监测电机是否故障、判断待监测电机目前运行的状态趋势和对待监测电机即将发生的故障进行预报。
4.根据权利要求3所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，信息采集模块包括霍尔传感器；所述霍尔传感器设置为开口式霍尔传感器，并安
5.根据权利要求4所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述信号传递模块包括以太网交换机。
6.根据权利要求5所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述数据处理模块包括后台计算机；所述后台计算机与以太网交换机电连接，且后台计算机中设有电机健康在线检测软件；电机健康在线检测软件用于将霍尔传感器采集的电流频谱波形进行故障特征提取，且电机健康在线检测软件中建立有数学机理模型，数学机理模型将故障特征与待监测电机的正常运行的数据和电机发生故障时的运行数据分别进行比对；所述电机健康在线检测软件将数学机理模型的比对结果实时显示在计算机的屏幕上。
7.根据权利要求6所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述电机健康在线检测软件对电流频谱波形的故障特征提取过程包括依次进行的基波信号处理、傅氏变换和频谱校正；所述基波信号处理通过自适应的基波抵消方法，抵消电流频谱波形信号中的基波信号，凸显电流频谱波形信号中的故障特征信号；所述傅氏变换通过傅里叶变换对电流频谱波形信号中的故障特征信号进行放大；所述频谱校正用于对放大后的电流频谱波形信号中的故障特征信号进行高频细化，提取高精度故障特征信号。
8.根据权利要求6所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述电机健康在线检测软件对电流频谱波形频谱进行基波N次倍频的向量值，该值与数据库中标准5次倍频的向量值参数进行了标幺化处理，正常情况下为不大于1的数值，且X＝实际值/基准值。
9.根据权利要求6所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述霍尔传感器采集的电流频谱波形用于反映0-400Hz的与电机故障相关的频谱包络。
10.根据权利要求9所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述霍尔传感器采集的电流频谱波形用于反映A\B\C三相的对称性，其幅值表示方式为：U＝2(5*Ie)/√2H，其式中Ie为向量值，H为霍尔传感器的变比，电流/电压的值。
...【技术特征摘要】
1.一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，包括：信息采集模块；所述信息采集模块用于对电机的电流信息进行监测；信号传递模块；所述信号传递模块与信息采集模块电连接，并将信息采集模块采集到的信息进行传输；数据库；所述数据库用于存储被监测电机的原始数据；数据处理模块；所述数据处理模块与信号传递模块和数据库均电连接，用于接收信号传递模块放大后的信息，并对信息进行分析处理，提取可以与电机原始数据进行比对的特征，依据比对结果提供电机健康的监测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述电机的原始数据包括待监测电机的出厂后正常运行的数据和电机运行时发生常见的几个故障时的运行数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述电机健康的监测结果包括判断待监测电机是否故障、判断待监测电机目前运行的状态趋势和对待监测电机即将发生的故障进行预报。
4.根据权利要求3所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，信息采集模块包括霍尔传感器；所述霍尔传感器设置为开口式霍尔传感器，并安装在与待监测电机连接的电缆上，霍尔传感器用于采集沿电缆进出待监测电机电流的电流频谱波形，且霍尔传感器采样频率最高为10khz，并将采集到的电流信号传递至信号传递模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述信号传递模块包括以太网交换机。
6.根据权利要求5所述的一种基于频谱分析的电机健康诊断系统，其特征在于，所述数据处理模块包括后台计算机；所述后台计算机与以太网交换机电连接，且后台计算机中设有电...
【专利技术属性】
技术研发人员：马巍，朱明归，李作政，骆祎，曾立群，朱良祖，潘晨辉，
申请(专利权)人：阳新弘盛铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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