电机电器状态检测与故障诊断

学术论文 2018-07-13 09:50:11
  概述 
  电机作为工业生产中常用的机械设备其运行过程中极易发生各类故障,因此将设备状态检测和诊断技术用于电机生产和运行是大势所趋,可极大增加电机运行的安全可靠性。 
  1电机故障诊断技术的特点 
  1.1涉及学科多 
  由于电机内部结构较为复杂,涉及到电力、电磁、机械以及通风散热等方面,因此如果发生故障就需要对各个可能的方面进行检测,再加上可能出现的故障不是单一方面原因造成的,就更造成了故障检测的难度,电机故障诊断涉及到电机学、空气动力学、传热学、高压电技术、弱电技术、材料技术、计算机技术、机械加工技术等等多个学科,因此就要求相关工作人员必须具备全方位的综合素质方能合格。 
  1.2对电机工作状态记录依赖性较大 
  电机的运行状态是不断改变的,虽然这种改变非常轻微,但一般来说形成故障都是有一定征兆的,同时引起电机故障的原因来说也是多方面的,因此对电机状态检测与故障诊断很大程度上要依赖日常工作对电机工作状态的记录文件作为参考,工作人员只有在充分了解电机的运行特点以及工作负载情况的基础上,才能有针对性地进行故障诊断,达到事半功倍的目的。 
  1.3可根据实时状态对故障进行预判 
  与继电保护系统不同的是,电机故障检测和诊断可根据当前检测的运行状态对可能发生的故障进行预判,对故障的发展趋势进行分析后可制定出最佳的检修方案,而不用等到故障发生后才采取相应手段,因此将可能由故障带来的损失降为最低。 
  2电机故障诊断方法与流程 
  电机状态检测与故障诊断工作的进行需要借助于先进的分析仪器和设备以及丰富的理论知识和相关经验。首先,用传感器对电机的实时技术状态参数进行采集,然后将数据传输到主机进行数据的处理和诊断分析,利用工作人员扎实的知识和丰富的经验,并结合当前数据分析结果对当前电机可能发生的故障提出相关技术措施,尽量做到故障的事前控制,将损失降为最低。电机的状态检测和故障诊断流程如图1所示: 

  3电机状态检测与故障诊断常用技术 
  3.1铁谱技术 
  铁谱技术是通过铁谱仪对电机零部件磨损颗粒的形态、粒径和化学成分进行分析(金属磨粒一般是从易损部件的润滑油样中分离出来得到),从而得出电机当前的磨损状况,以便在磨损的初期得到情报,及时采取有效措施防止进一步的磨损,预防故障的产生。在电机检测中,利用铁谱仪将磨损颗粒的谱图呈现在基片上,供工作人员分析使用。 
  3.2红外测温和热成像技术 
  在电机状态检测中,红外测温与热成像技术是通过检测电机向外辐射出的红外光谱来显示出电机的温度,是非接触式的测温方法,由于物体的温度越高其辐射的功率就越大,因此可根据测量得到的辐射量将温度呈现出来,在实际工作中,电机某一个部位出现温升过大的情况就可通过红外热成像的技术准确检测出来。 
  3.3声发射技术 
  在电机中如果某一个部件有发生变形或断裂等,其声传播与在正常金属材料中传播的形式不同,此时形变或断裂处在受力的状态下就会以弹性波的形式释放出部分能量,这种能量以声音的形式发射出去,利用这种非正常的声音即可判断出是否存在故障以及故障发生部位,在实际工作中,仅凭人耳是无法分辨微弱的声音,因此一般要借助于灵敏的声检测仪器来测试。 
  3.4力和扭矩的检测 
  力和扭矩检测技术是检测电机工作状态的一种重要手段,其方法为:将电阻丝固定在基片上制成应变片,而后将其粘接到需要检测的部位,当设备工作时应变片就会受到电机的影响,如果被检测部位承受力和扭矩的作用就会使应变片发生形变,改变电阻丝的横截面和长度,因此使之阻值发生改变,结果呈现在应变仪上,计算出该部位的应变量就得得知该检测部位的受力情况,从而判断故障的趋势走向。 
  3.5电磁检测 
  在实际工作中经常利用电机内部和其周围的磁场分布情况来检测和判断电机的故障,通常的方法有直接测量电机内部和周围的磁场分布,以及测量谐波磁场和漏磁场等,其原理是利用探测线圈或霍尔元件等测磁元件测量磁场分布中各点的磁通量,其中探测线圈只用来测量交变磁场,而霍尔元件可测量交变磁场和直流磁场,根据磁通量变化情况来判定电机故障发生点。 
  3.6光线传感器测温技术 
  光纤传感器测温技术是一种新兴设备检测和故障诊断技术,具有体积小、灵敏度高、重量轻、精度高、测温范围宽等优点,因此在电机状态检测和故障诊断中可推广应用,其主要是利用光纤测温系统对测量空间的温度场分布进行实时测量,并实时传递出来供工作人员参考使用。 
  结语 
  综上所述,电机电器状态检测和故障诊断技术是在电机不拆卸的前提下,防治电机出现安全事故,并能大幅度降低电机故障出现概率的重要技术手段,在实际工作中,可用于电机状态检测与故障诊断的技术有很多,需要工作人员根据当前电机工作情况并考虑成本问题优选最佳的故障检测诊断技术,同时对较为复杂情况要综合两种或几种技术进行综合分析,最终得出最佳检修方案。

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