基本介紹
- 中文名：電機狀態監測與故障診斷
- 使用人員：工程技術人員
設備狀態監測與故障診斷方法概述,鼠籠式異步電動機常見故障及其診斷方法,電機故障的原因、特徵,
設備狀態監測與故障診斷方法概述
設備故障診斷技術始於上世紀 50-60 年代，隨著計算機技術、感測器技術、信息技術的飛速發展，加之企業對設備進行狀態檢修的呼聲越來越高，該領域取得了長足的發展，已形成為一門新興的學科，稱為“技術診斷學[1]-[8]（Technical Diagnostics）或“工程診斷學”(Engineering Diagnostics)。
設備狀態是指設備運行的工況，由設備運行過程中的各種性能參數以及設備運行過程中產生的二次效應參數和產品質量指標參數來描述。設備狀態的類型包括：正常、異常和故障三種。設備狀態監測是通過測定以上參數，並進行分析處理，根據分析處理結果判定設備狀態。對設備進行定期或連續監測，包括採用各種測試、分析判別方法，結合設備的歷史狀況和運行條件，弄清設備的客觀狀態，獲取設備性能發展的趨勢規律，為設備的性能評價、合理使用、安全運行、故障診斷及設備自動控制打下基礎。
故障診斷方法可分為：
（1）基於數學模型的方法
此類方法又可分為基於輸入輸出和信號處理的方法、基於狀態估計的方法、基於過程參數估計的方法等
（2）基於人工智慧的方法
此類方法也可分為：基於專家系統的方法（含基於淺知識的方法、基於深知識的方法和基於深淺知識的混合方法）、 基於人工神經網路的方法、基於模糊數學的方法、基於模糊神經網路的方法、基於遺傳算法的方法、基於故障樹的方法等。
鼠籠式異步電動機常見故障及其診斷方法
國內外對此做了大量的工作，文獻[9]統計了 1999 年前二十多年時間內在國外重要期刊和會議上發表的該方向論文和著作，數量達 365 篇（部）之多，充分說明國內外同行對此的重視程度。
文獻[10]對石油化工行業的 2596 台 10kw 以上的鼠籠式異步電動機進行了詳細的調查和統計，系統地總結出了故障與電機容量、電壓等級、運行速度、繼電保護方式、防護形式、運行方式等十來個因素之間的關係。統計表明：鼠籠式異步電動機的常見故障包括定子繞組故障（占 12.89%）、軸承故障（41.77%）、轉子導條和端環故障（7.64%）、轉軸或連軸器故障（4.3%）以及其他各種故障。結果與文獻[11]發表數據基本吻合。
電機故障的原因、特徵
電機故障的原因、特徵
（1）定子繞組故障產生原因及特徵
定子繞組故障可由長期過負荷、惡劣的環境條件、不正常的電壓等級和電源頻率、振動超標、冷卻性能變差以及服務時間過長等因素引起。匝間短路是最常見的故障形式，如不能儘早發現，可能導致接地、相間短路等嚴重故障的發生。 當定子繞組出現匝間短路故障時，三相繞組平衡被破壞，會出現負序電流分量和負序阻抗，同時會導致振動加劇。
（2）轉子導條和端環斷裂產生原因及特徵
鼠籠式異步電動機的轉子繞組由導條和端環組成，最常見的故障是斷條和端環斷裂。誘發原因主要有：設計製造不合理、頻繁起停、交變負載使導條和端環因冷熱循環而疲勞斷裂、電壓波動易造成電流過大而過熱等。 輕微的故障難以觀察到，當故障嚴重時會引起振動及噪聲增大、電流波動。
（3）氣隙偏心的原因及特徵
氣隙偏心有兩種類型，一種是靜態偏心，它是由定子內徑的橢圓度或裝配不良引起的，其偏心的位置在空間是固定的，不隨轉子旋轉而改變位置。另一種是動態偏心，是由轉軸彎曲、軸頸橢圓、機械共振、軸承磨損等原因引起，其偏心在空間是變化的。
