科技 论 坛
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Hale Waihona Puke 浅谈电动机故障诊 断系统
姜鸿 宇
（ 大 庆 油 田采 油二 厂 电 力维 修 大 队 电修 队 。 黑 龙 江 大庆 １ ６ ３ ５ １ １ ）
摘 要： 电动机在 工业 生产 、 零件制造 、 日常生活等领域应 用广泛 ， 作 为 当今 最主要 的动力输 出和驱动设备 ， 电动机地位之 重要 ， 已经 超越 了其他 设备 。当电动机 出现故障时 ， 会对生产生活和 日常生活造成 巨大损失。随着科学技 术的发展 ， 出现 了故障诊断 系统 ， 保证 了电 动机 的安全稳定运行 。 本文首先对电动机 常见故障类型进行 简要介绍 ， 然后分析 了故障诊 断的主要 方法， 并对各个方法的使 用进行说 明， 最后在 前文的基础上 ， 详细 阐述 了故障诊 断 系统的发展趋 势。 关键词 ： 电动机 ； 故 障诊 断 系统 ； 故障类型 ； 诊 断方法 ； 发展趋势
电动机作为生产生活中不可缺少 的关键设备 ，已经在各个领域 特征频谱 ， 然后经过综合对 比， 就可 以确定故障类型。这种方法大大 得到了广泛 的应用。 但 由于电动机长期高强度运行 ， 往往会出现运行 提高诊断的准确率 和快速性。因此 ，在实 际中已经得到 了广泛的应 故障 ， 严重 时还会损毁 电动机 ， 这会 大大降低生产作业 的工作效率 。 用。 电动机的故障类型种类繁多 ， 现象各不相 同 ， 并且影 响电动机故 因此 ， 为了方便工人对 电动机进行检查维修 ， 电动机故障诊断系统应 运而生 ， 以代替人工来完成故 障判断 的工作 ， 节省维修时间 ， 并且避 障的因素也很多 ， 如： 运行方式 、 负荷特性 、 电机本身质量等等。在实 免人为带来的误诊情况。保证 了生产效率和质量 。 际中， 需要综合考虑监测诊断的准确性和经 济性 ， 选择适 当的诊断方 法。 １电动机常见故障类型 １ ． １ 定 子铁芯故障 。定子铁心故障通常有两种情况 ， 即定子铁心 ３故障诊断的发展趋势 短路和定子铁芯松动。 ３ ． １ 多种知识表示方法相结合 。现阶段实际应用的诊断系统往往 定子铁芯短路 ， 经常发生在齿轮端部 。由于电动机定子转子安装 很复杂 ， 需要运用多种表示方法才能准确描述所需表达 的诊断知识 ， 偏差 ， 转轴 弯曲或磨损 ， 都可能使定 、 转子之间产生摩擦 ， 使定子铁芯 但是将 多种表示方法结合还会带来信息传递 、 信 息转换等问题 。 局部绝缘层磨损。此 时空载 电流增大 ， 同时会产生噪声和振动 ， 是电 近年来面向对象的知识 表示方法可 以有效的解决此类问题。对 象的表达是 由四个部分组成的。关系槽（ 对象间的静态关系 ） ； 属性槽 机局部温度过热并且危害定子绕组 。 定子铁芯松动 ， 通常是 由于紧 固部件 安装不 当发生脱落或损毁 ， （ 对象 的静态数据 ） ， 它可以从不 同的方 面完成对对象特性的描述 ； 方 使得电机 的产生 电磁噪声和振动 ， 长此以往 ， 使得绕组线圈绝缘失 法槽（ 描述对象的方法 ） ， 它用来标 注不 同的方法 ； 规则槽（ 存储 对象 效。 产生的规则集 ） ， 对于某一对象 ， 可以存在多个规则槽 ， 每个规则槽有 １ ． ２定子绕组故 障。电动机各部分绝缘材料各不相 同， 无论何种 自己的规则集 。 材料 ， 对恶 劣环境 的抵抗 能力均较弱 ， 因此发生故障 的概率也较 高。 与传统的知识表示方法相比， 面相对象的知识表达方法将一切与 绝缘出现严重问题时 ， 通常会带来 电动机 的绕组 故障 ， 如： 绕组绝缘 对下那个有关的规则 、 语义集 中存储 ， 这种表示方法可以很好的对故 故障、 绝缘破损 、 匝间短路等等。其中 ， 匝问短路故障的发生率占所有 障现象进行描述 ，并且应用此种方法的智能故障诊 断系统可以很便 电 动 机故 障的 ３ Ｏ 盼— ４ ０ ％。 捷 的对知识库进行维护与修正， 保证诊断系统的准确性。 １ ， ３转子不平衡故障。转子不平衡故障发生时 ， 转子质量将不再 ３ ． ２ 经验知识与原理知识相结合 。 在故障诊断领域 ， 实际工人的经 均匀 ， 因此会造成 电动机剧烈震动 ， 运行噪声严重 ， 使 电动机无 法正 验往往可以有效的找出和解决问题。因此在设计故障诊断系统时 ， 既 常工作 ， 加快相关部件的磨损。如若持续运行下去 ， 会使转子齿轮断 需要保存故障的基本原理 ， 又需要借鉴专家的经验知识 ， 这样才能更 裂， 造成永久性故障。 加高效的解决故障问题。为了实现这一 目标 ， 需要分别构建两种不 同 １ ： ４ 转子断条故障。对于电动机来说 ， 在制造时不可避免的会存 种类的知识库 ， 存储上述的原理知识 和经验知识。 两个知识库各 自 运 在一些缺陷 ， 在长时间运行 时， 会造成机体温度过高。在这种高温环 行 ， 得 出最佳结果 。最后 ， 再将两个结果进行综合考虑完成对故障问 境下 ， 转子条的强度降低 ， 甚至产生裂痕。在此种环境下继续运行 ， 会 题 的诊 断 。 引起导条变形 ， 最终导致转子导条断裂 ， 影响生产生活。 ３ ， ３混合智能故障诊断技术 。单一 的故障诊断系统往往只能准确 ２ 电动机故障诊断的主要方法 判断某一类型的故障 ， 并不适用 于其他类型的故障。 所 以将多种不同 ２ ． １ 基于定子 电流频谱 的检测方法 。 定子电流的频谱特征可以很 的智能诊断技术结合起来的混合诊断系统可以更好的满足实际故障 准确的反 映电动机 的故障原因和程度。因此 ， 此种方法是将采集 到的 诊断的要求。 定子负载电流进行频谱分析 ， 找出电机存在 的问题 ， 实现对 电动机故 目前 ， 混合智能故障诊 断系统 的发展趋势为 ： 从基于规则的系统 障 的检 测 。 向基于混合模 型的系统过度 ，由单一基于专家经验的诊断系统进化 ２ ． ２基于振动信号频谱 的检测方法 。当电动机 发生故障时 ， 除了 为 自主学习 、 实时诊 断 、 多重推理 的混合诊 断系统等。这些改善与进 运行参数 的改变 ， 还会 出现特殊 的振动现象 。 故只需将振动信号 的特 步都有效的增强了电动机故 障诊断系统的广泛应用性和实用性 。 结束 语 征与故障库中的故障特征进行对 比， 就可得到故障信息。 对于电机故 障可 以大致分为电气和机械两个方面 ， 电机断电后 ， 如果振动信号消 电动机是工业生产中的重要组成部分 ， 它正常工作与否直接影响 失， 则为 电气方面的原因 ； 若振动 信号逐渐消失 ， 则为机械 方面的原 生产效率和生产质量。因此 ， 需要深入了解各种故障的原理和发生时 因。 电动机的运行状态 ， 并在信号采集 、 信息表达 、 知识库创建 、 诊断技术 ２ － ３ 绝缘诊断 。通过离线诊断实验和特殊测试手段 ， 可以对 电机 等方面对现有 的故障诊 断系统进行改进 ，提高判断故障时的准确性 各部分的绝缘状态进行监测 ， 判断绝缘结构和性能是否发生改变 ， 并 和快速性 ， 以保证故障诊断系统实现早发现 、 早诊断 、 早预警 的 目 标。 且准确预测其寿命。同时在高频 电流互感器监测法 、 罗柯夫斯基线圈 参考文献 监测法等相关在线监测技术的帮助下 ， 使绝缘诊断变得更加方便 。 【 １ ］ Ｙ － 惠中， 劫 迎春， 张荧等． 电动机故 障诊断技 术探 讨【 Ｊ ］ ． 工矿 自动化， ２ ． ４温度诊断 。采用敏感 的温度传感器对电机各个部件进行监 ２ Ｏ ｌ ５ ， ４ １ （ １ ） ： ４ Ｏ ． 测 ，根据 温度变化的特征来确定故 障点和故障类型 。对于电动机来 ［ ２ 】 刘艳， 许允之． 电动机故障诊 断的几种方法ｆ Ｊ ］ ． 煤矿机 电， ２ ０ １ １ （ ２ ） ： ８ ８ — ． 说， 有很多地方可 以应用温度诊断 ， 如： 绕组 、 轴承 、 进 出口 等等 。 根据 ９１ 不同的部分和环境 ， 测温方法也可以灵活变换 。 【 ３ 】 史鹏飞． 异步电动机故 障诊 断方法研 究【 Ｊ ］ ． 工矿 自动化 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ８ （ １ １ ） ： ６ － ４９ ． ２ ． ５ 振声诊断。当电机发生故障时 ， 往往伴 随着特定的机械振动 ４ 信号和噪声信号 。采集这些信号 ， 通过对信号进行处理 ， 得到它们的