电机状态检测与故障诊断论文

电机状态检测与故障诊断论文 电机电器状态检测与故障诊断课程论文 摘要:电机故障诊断是设备故障诊断技术的一部分，掌握电机故障诊断技术的基本原理、特点、诊断 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和流程、涉及的诊断技术是电气设备维护和管理人员提高电气设备的维护管理水平、保证电气设备处于良好的技术状态的必要知识，并经过长期实际故障的锻炼，以迅速地判断故障和排除故障。 关键词:设备诊断技术;电气设备;维护;常见故障诊断 设备诊断技术是近期兴起的一门包含很多新科技内容的综合技术，它能实现设备在带负荷运行时，在不停机的情况下，或基本上在不拆卸的情况下，通过对其状态参数的检测和 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，判定是否存在异常和故障、故障的位置和原因以及故障的劣化趋势，以确保合理检修时间和 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。设备诊断技术的基本原理是根据机械、电气等各类设备运行过程中产生的各种信息，判断设备运行时属于正常还是发生了异常，识别设备或机器是否发生了故障。设备诊断技术的具体内容包括检查和发现异常、诊断故障状态和部位、分析故障类型这三个基本环节和检测技术、信号处理技术、识别技术、预测技术这四项基本技术。设备诊断技术于80年代初开始在电机制造和运行维护中崭露头角，并立即显示它的巨大优越性。 一、国内外设备诊断技术发展概况 最早开展故障诊断技术研究的国家是美国。1967年4月，由美国宇航局和海军研究室成立了美国机械故障预防小组，积极研究和开发故障诊断技术;70年代，美国机械故障预防小组划归美国国家标准局领导，正式成为一个官方领导的组织，至今已经召开了40多次会议。60年代末期，英国机器保健中心开始诊断技术的宣传、 培训 焊锡培训资料ppt免费下载焊接培训教程 ppt 下载特设培训下载班长管理培训下载培训时间表下载 、咨询和开发。设备诊断技术在欧洲其他一些国家也取得了一些进展，都在某一方面具有特色或占领先地位，如瑞典的SPM轴承检测技术、挪威的船舶诊断技术、丹麦的振动和声发射技术等等。日本的机械维修协会、计测自动控制协会、电气和机械协会相继成立了诊断技术研究机构，并在钢铁、化工、交通、电力等部门开发和应用这门技术，并取得了很大的进展。 我国的设备诊断技术的研究和开发是从70年代末期开始的。1983年原国家经委发布了《国营工业交通设备管理试行条例》，1987年国务院正式颁布的《全民所有制工业交通企业设备管理条例》规定:“企业应当积极采用先进的设备管理方法和维修技术，采用以设备状态监测为基础的设备维修方法”，随后冶金、机械、核工业等部门还分别提出了具体的实施要求，使我国故障诊断技术的研究和应用在全国普遍展开。自1985年以来，由中国设备管理协会设备诊断委员会、中国振动工程学会机械故障诊断分会和中国机械工程学会设备维修分会分别组织的全国性故障诊断学术会议已召开十余次，大大的推动了我国故障诊断技术的发展。国内一些高等院校相继开展了这项技术的基础研究和应用技术的研究开发，并取得了一大批研究成果，培养了一批硕士生和博士生。我国的故障诊断事业正在蓬勃发展，将在我国经济建设中发挥越来越大的作用。 —1— 二、电机故障诊断技术的特点 1、涉及较多的知识领域。根据电机工作原理，电机内部至少包括电路系统、磁路系统、绝缘系统、机械系统、通风散热系统等几个独立的又相互关联的故障系统。电机运行中出现的故障，将会涉及这些独立的故障系统，所以电机的诊断比一般机械设备涉及的技术领域要广泛一些。电机诊断涉及的知识领域主要有电机学、热力学和传热学、高电压技术、材料工程、机械诊断学、信息工程技术、计算机技术等，因此要求诊断人员具有较高的素质。 2、要熟悉诊断对象。由于电机内存在多个相互关联的工作系统，故障起因和故障征兆往往表现出多元性，这为电动机故障诊断增加了难度，对电机进行诊断时，必须熟悉诊断对象。电动机运行中由于负载条件、环境条件或其他运行条件改变等原因，会导致电机出现各种故障，这些故障又会以各种不同的征兆表现出来，其关系是十分错综复杂的。如果对电动机的运行特性、结构、工作方式和负荷情况不熟悉，甚至不了解的话，要对电机故障进行诊断是十分困难的。只有对诊断某一台具体的电机有充分的了解后，诊断时才能作出正确的判断。 3、有别于继电保护系统。继电保护系统是指将各种继电器整定到某一设定值，当运行参数和状态参数达到或超过继电器设定值后，继电器就报警。继电保护系统是只有当故障发生时才动作，并没有预防功能。电机诊断技术不但能根据早期征兆进行故障预报，并能对故障进行诊断和趋势分析，判定出合理的检修方案。因此，决不能用继电保护系统来代替电机的诊断技术。 三、电机故障诊断的方法和流程 电机故障诊断的几种常用方法:(1)电流分析法。通过对负载电流幅值、波形的检测和频谱分析，诊断电机故障的原因和程度。(2)振动诊断。通过对电动机的振动检测，对信号进行各种处理和分析，诊断电机产生故障的原因和部位，并制定处理办法。(3)绝缘诊断。利用各种电气试验和特殊诊断技术，对电机的绝缘结构、工作性能和是否存在缺陷做出结论，并对绝缘剩余寿命作出预测。(4)温度诊断。用各种温度检测方法和红外测温技术，对电机各部分温度进行监测和故障诊断。(5)换向诊断。对直流电机的换向进行监测，通过机械和电气检测方法，诊断出影响换向的因素和制定改善换向的方法。(6)振声制定技术，简写VA诊断。VA诊断技术是对诊断的对象同时采集振动信号和噪声信号，分别进行信号处理，然后综合诊断，因而可以大大提高诊断的准确率。 设备诊断技术是应用先进的测试和分析仪器和计算机技术、设备和识别设备的实时技术状态，诊断它是否正常，并预测未来的技术。从系统工程的观点来看，诊断系统一个包括以下几个部分:(1)故障诊断技术手段——监测、分析装置和诊断软件;(2)故障诊断执行者——受过专门训练的操作人员;(3)被诊断对象——设备或系统。 设备诊断过程通常包括了信息获得、数据采集、数据处理和诊断决策等过程，图1就是设备诊断过 —2— 程的流程图。 图1 设备诊断过程流程图 四、电机故障诊断的常用技术 设备故障诊断使用技术手段是多样的，涉及领域广泛，技术内容十分丰富，是一个较新的技术领域。与电动机故障诊断关系比较密切的诊断技术主要有以下几种。 1、铁谱技术。又称铁相学，是70年代摩擦学领域里出现的一种研究磨损颗粒的新技术，它通过对磨损颗粒的尺寸、形态以及成分的分析，以获得机器在运动摩擦时磨损状况和磨损机理的重要信息，在机械设备早期预报失效、节能和润滑剂的研究等方面已得到广泛的应用。铁谱技术是从润滑油样中分离并检测磨损颗粒的技术。铁谱仪是研究磨损颗粒的主要手段，其原理是借助于磁场作用，将润滑油中磨损颗粒与污染微粒分离，按尺寸大小，依次沉积在铁谱的显微镜基片上，制成谱片，以供进一步观察分析，这是分析式铁谱仪的原理。 2、红外测温和热成像技术。红外测温是检测设备温度异常的一种手段，是一种非接触式测温方法，它是通过测量物体辐射的红外光，显示出物体的温度。根据玻耳兹曼定律可知，物体温度越高，辐射功率就越大，只要知道物体的温度和其比辐射率，就可以算出它的辐射功率;反之，如果测出物体所发射的辐射功率，则可以确定它的温度，这就是红外测温的原理。 3、声发射技术。当材料受力的作用产生变形或断裂时，构件在受力状态下，都以弹性波的形式释放出变形能，这种现象称声发射。但是，人耳听不到大多数金属材料的塑性变形和断裂时的声发射，因为声发射的信号比较微弱，必须通过灵敏的检测仪器才能检测出来二声发射测量是利用仪器检测来分析声发射信号，并利用声发射信号推断发射源的技术。 4、力和扭矩的检测。在设备故障诊断中，力和扭矩的检测或监测也是一种重要手段。测量力和扭矩最基本的方法是使用应变片。应变片是一个固定在基片上的电阻丝，使用时将它粘贴在需测应力部位的表面上，设备在工作状态时，被测量部位承受应力或扭矩时，应变片就会发生变形，应变片电阻丝的长度和截面都将随之发生变化，其阻值也将随之发生变化，如果用应变仪进行测量，根据应变片阻值的变化，即可测量出该处的应变量，通过计算得到该部位承受的应力和扭矩。 5、电磁检测。电机内部和周围磁场的测量，也是电机故障诊断经常使用的，如测量磁场分布，测 —3— 量谐波磁场和漏磁场。磁场测量通常是测量磁场分布中各点的磁通密度，目前应用的测磁元件主要有探测线圈和霍尔元件两种。探测线圈只能用于测量交变磁场，但它具有制作容易、测量简单、便于埋设等优点。霍尔元件不但可以测量交变磁场，而且可以测量直流磁场。 6、控制系统传递函数的检测。在现代化的工厂和生产装备上，自动控制的驱动装置越来越多，这些设备和系统都是依靠自动控制的，正常的设备也会在投入运行后可能突然出现各种故障，如不能查明原因，在采用临时应急 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 投入运行后，异常还会发生，这时必须及时对系统的各种动态特性进行测定和分析，才能找出设备运行异常的原因。在设备日常的监测项目中，应包括控制系统特性的检测，及时发现特性偏差，并进行调整，使系统保持在最佳运行点。通过监测可以事先了解控制装置和驱动系统特性劣化和性能降低，以便采取对策，防止突发性事故的发生。 五、电机温度检测技术、发展及实例 1、红外测温技术。温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位。温度的测量方法有两类，一种是接触式测温方法，利用电气参数随温度变化的特性，如温度计法、电阻法、埋置检温计法、叠加法。另一种是以热辐射为代表的非接触式测温方法。前者的优点在于测得的温度是物体的真实温度，测温简单、可靠，其缺点在于动态性能差，需要接触被测物体，测温元件与被测介质需要一定时间的热交换才能达到热平衡，同时对被测物体的温度场分布有一定的影响，同时由于工业现场的高温、高压、腐蚀性等恶劣条件，影响了测温仪的精度和使用寿命，大大限制了接触式测温仪的使用;非接触式测温也叫辐射测温，一般使用热电型或光电探测器作为检测元件，其与接触式测温相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。但受到物体的发射率、测温距离、烟尘和水蒸气等外界因素的影响，其测量误差较大。目前应用最广泛的非接触式测温仪是红外测温仪，它测温的理论基础是黑体辐射定律。自然界的任何物体都在不停的向外辐射能量，物体辐射能量的大小及波长的分布与其表面的温度有着十分密切的关系，通过测量物体自身红外辐射的能量便能确定它的表面温度( 实例:华北电网某电厂380V厂用电设备采用红外测温仪普测，环境温度 14?，检出个#0变压器的隔离开关A相刀闸嘴温度高达209?，B相和C相分别为102?和97?，而同回路的另一台隔离开关的相应部位温度仅为43、51?和42?，在相同负荷下、相同型号的设备，而发热相差甚远，采用同类型比较法说明前述设备三相均有缺陷，只是其A相更严重。目测可见，该过热刀闸嘴已呈黑色，人站在绝缘垫上已无法用手触摸，当即决定停电处理，保证了机组的安全运行。 红外测温仪的研究已经有几十年的历史，近20年来，非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。60年代我国研制成功第一台红外测温仪，1990年以后又陆续生产小目标、远距离、适合电业生产特点的测温 —4— 仪器，如西光IRT-1200D型、IRT-3060D型、IRT-3000A型、IRT-400G型、HCW-VA型、DHS-200型、WFHX330型(光学瞄准，测温距离可达30m)。美国雷泰公司生产的ST系列、MX系列、MX6系列、3i系列测温仪，德国HEITRONICS公司的KT19系列、KTl5D、KTl2系列等也有较广泛的应用。目前，世界上最大的红外测温仪生产商是美国的FLUKE公司，其产品包括便携式、在线式和扫描式三大类数百多个品种，测温范围从,50?——6000?不等，占有了世界上30,以上的销售份额，我国红外测温仪的生产单位有西安北方光电有限公司、中科院自动化所、西安沃尔仪器公司等，但不仅产品的种类较少，而且从精度或读数的重复一致性方面均与国外有不小的差距。 2、光纤温度传感器技术。光纤温度传感器也是目前应用比较广泛的一种先进的温度检测技术，其以体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、耐高温、耐水和良好的绝缘性能被广泛应用。主要的光纤温度传感器有移相式光纤温度传感器、半导体光吸收式传感器、内部辐射式光线测温传感器。 我国的光纤传感器研究大多数集中于大专院校和科研单位，仍然未完成由实验室向产品化的过渡。其中，比较成熟的技术包括:清华大学光纤传感中心与总后合作研制开发的光纤油罐液位与温度测量系统，已经安装运行数年;北京航空航天大学与总装合作研制的光纤陀螺系统，目前指标为0.2?/hr;中国计量学院研制的分布式光纤传感系统，已有产品报道;华中理工大学与广东某公司联合研制的强电压、大电流传感系统。此外，在广东、深圳等地，还建立了许多光纤无源器件生产厂家。由于光纤传感器未能跨越产品化的门槛，并未象光纤通信产业那样成指数型增长，许多与我们日常生活密切相关的传感器产品(如交通管理、警报装置等)和大量的测试仪器依然依赖于进口，亟待发展的空间非常广阔。 目前研究和应用比较广泛的光纤温度传感器有分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器。(1).分布式光纤测温系统是一种用于实时测量空间温度场分布的传感器系统。它最早由英国南安普敦大学于1981年提出，是基于瑞利散射、布里渊散射、喇曼散射三种分布式温度传感器。土耳其GunesYilmaz研制出10KM、温度分辨率为1?、空间分辨率为1.22M的分布式光纤温度传感器。(2)光纤光栅温度传感技术主要研究Bragg光纤传感技术。根据Bragg光纤光栅反射波长会随温度的变化 而产生“波长移位”的原理制成光纤光栅温度传感器。英国T.Allsop利用椭圆纤芯突变性光纤研制出温度分辨率为0.9?、曲率分辨率为0.05的长周期光纤光栅曲率温度传感器。(3)光纤荧光温度传感器是目前研究比较活跃的新型温度传感器。荧光测温的工作机理是建立在光致发光这一基本物理现象上。所谓光致发光是一种光发射现象，就是当材料由于受紫外、可见光或红外区的光激发，所产生的发光现象。出射的荧光参数与温度有一一对应关系，通过检测其荧光强度或荧光寿命来得到所需的温度的。美国密西西比州立大学用一种商用的环氧胶做温度指示，用紫外光激发其中的多环芳烃化合物时会发荧光，荧光的强度随环氧胶周围温度的升高而减小，该传感器可检测20? —5— 到100?范围内的温度。(4)干涉型光纤温度传感器是一种相位调制型光纤传感器。它是利用温度改变Mach-Zehnder干涉仪、Fabry-Perot干涉仪、Sagnac干涉仪等一些干涉仪的干涉条纹来外界测量温度。英国的Samer K.Abi Kaed Bey用长周期光栅做成Mach-Zehnder干涉型光纤温度传感器。 【参考文献】 [1]沈标正,电机诊断技术,机械工业出版社,1996年05月. 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