[發(fā)明專利]智能電機(jī)集成式多參數(shù)融合健康診斷及預(yù)警系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710259029.5
• 申請(qǐng)日: 2017-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106990357A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周封;趙文亮;郝婷;李隆;王支業(yè);王晨光;劉健;王丙全;王業(yè)彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué);徐州大元電機(jī)有限公司;周封
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機(jī)健康診斷及預(yù)警技術(shù)，特別是一種智能電機(jī)集成式多參數(shù)融合健康診斷及預(yù)警系統(tǒng)。屬于電機(jī)的智能在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)各種類型故障，如過(guò)壓，過(guò)流、過(guò)載、缺相、溫度異常等，影響整個(gè)系統(tǒng)和生產(chǎn)的正常進(jìn)行，甚至造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)這一問(wèn)題傳統(tǒng)上采用電機(jī)保護(hù)裝置解決，電機(jī)保護(hù)是檢測(cè)到故障發(fā)生時(shí)主動(dòng)跳閘，防止故障擴(kuò)大，雖然保護(hù)了電機(jī)本體免受損壞，但是由于保護(hù)跳閘具有隨機(jī)性，會(huì)意外中斷生產(chǎn)過(guò)程，仍然可能造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

電機(jī)故障的產(chǎn)生是由多種因素導(dǎo)致的，包括電機(jī)設(shè)計(jì)缺陷、運(yùn)行環(huán)境、工作方式、運(yùn)行工況等，而且電機(jī)故障的產(chǎn)生是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，在發(fā)生故障前會(huì)有不正常運(yùn)行狀態(tài)或故障先兆出現(xiàn)，如果能夠提前發(fā)現(xiàn)電機(jī)的不正常運(yùn)行狀態(tài)或故障先兆，提前預(yù)警進(jìn)行檢修維護(hù)，就能有效防止故障的發(fā)生，提前安排調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃，有效避免影響正常生產(chǎn)。

我國(guó)電機(jī)大量投入生產(chǎn)的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題，比較顯著的就是針對(duì)電機(jī)的健康診斷和故障預(yù)警技術(shù)沒(méi)有隨著大量電機(jī)的投入運(yùn)行而明顯提高，導(dǎo)致電機(jī)故障頻發(fā)。目前國(guó)內(nèi)在這方面的研究不多，由于所獲取的參量較少，評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況還有較大的出入。如中國(guó)專利“一種電機(jī)故障監(jiān)測(cè)及報(bào)警裝置”（申請(qǐng)?zhí)枺?01510713436.X）提出了基于電能采樣、溫度采集和濕度采集的多參數(shù)故障監(jiān)測(cè)及報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和故障診斷。但是未能實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警，而且采集的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)類型較少，該裝置中只采集了電機(jī)的電能、溫度和濕度，顯然不足以精確分析故障原因和準(zhǔn)確評(píng)估電機(jī)健康狀況。裝置和電機(jī)為分體式，安裝拆卸不便，部分傳感器甚至需要拆開(kāi)電機(jī)安裝拆卸，且成本高、占用空間大，不具備通用性；該裝置的目的是為了電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷，難以進(jìn)行電機(jī)的大數(shù)據(jù)積累，更不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的健康診斷。

有統(tǒng)計(jì)表明，如果能有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)并做出及時(shí)的故障診斷預(yù)警，設(shè)備的故障率大約能降低 75%，其相關(guān)的維修費(fèi)用也會(huì)下降 38%左右。因此，對(duì)電機(jī)進(jìn)行故障精確診斷與預(yù)警，對(duì)保障使用單位安全運(yùn)行、提高電機(jī)效率有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種智能電機(jī)集成式多參數(shù)融合健康診斷及預(yù)警系統(tǒng)。將電機(jī)運(yùn)行參數(shù)采集裝置和對(duì)應(yīng)的傳感器預(yù)先集成安裝在電機(jī)上，與電機(jī)配套集成一體，實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的多參數(shù)、長(zhǎng)期、連續(xù)、實(shí)時(shí)的全面運(yùn)行大數(shù)據(jù)的采集和積累，基于多參數(shù)融合進(jìn)行就地電機(jī)工作狀態(tài)的精確辨識(shí)、判斷和預(yù)警，并根據(jù)電機(jī)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行電機(jī)健康診斷。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、免后期安裝、使用方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

所述的智能電機(jī)集成式多參數(shù)融合健康診斷及預(yù)警系統(tǒng)包括內(nèi)置式轉(zhuǎn)速測(cè)量單元（1）、內(nèi)置式溫度測(cè)量單元（2）、內(nèi)置式電參數(shù)測(cè)量單元（3）、集成式智能運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置（4）、集成式智能軸承監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置（5）、集成式智能振動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置（6）、便攜設(shè)備（7）、云服務(wù)器（8）。

在電機(jī)生產(chǎn)制造時(shí)，就將各種運(yùn)行參數(shù)的采集模塊預(yù)先內(nèi)置到電機(jī)本體上，與電機(jī)配套集成一體，在電機(jī)投入運(yùn)行后，不必進(jìn)行另行安裝即可直接使用；而且為了保證安裝的效果，在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，也要為各種運(yùn)行參數(shù)的采集模塊預(yù)留合適的安裝空間和位置，解決了后期安裝時(shí)拆機(jī)麻煩、安裝困難等問(wèn)題。

內(nèi)置式轉(zhuǎn)速測(cè)量單元（1）預(yù)裝于電機(jī)內(nèi)，實(shí)時(shí)采集電機(jī)（9）的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，送給集成式智能運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置（4）。

內(nèi)置式溫度測(cè)量單元（2）預(yù)裝于電機(jī)內(nèi)，實(shí)時(shí)采集電機(jī)（9）內(nèi)部關(guān)鍵構(gòu)件（10）的溫度，送給集成式智能運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置（4）。

伴隨著電機(jī)故障的產(chǎn)生，一般會(huì)出現(xiàn)電機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象，過(guò)熱對(duì)電機(jī)的絕緣是很不利的。每種絕緣材料只能承受一定的溫度，超過(guò)自身允許的溫度，就會(huì)加速絕緣的老化，縮短電機(jī)使用壽命，而且還可能因絕緣損壞引發(fā)各種事故。因此，電機(jī)過(guò)熱故障的檢查、檢測(cè)和防護(hù)，對(duì)于降低事故率和減少事故損失及提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是非常重要的。

溫度采集是電機(jī)運(yùn)行大數(shù)據(jù)的重要組成。基于電機(jī)運(yùn)行異常容易造成的發(fā)熱部位，內(nèi)置式溫度測(cè)量單元（2）在電機(jī)出廠時(shí)直接將溫度探頭分別安裝在定子軛部、定子繞組、定子端部繞組等部位，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)各個(gè)部位溫度，有助于故障預(yù)警和壽命預(yù)測(cè)。而且，有些特殊部位如定子繞組等，在電機(jī)投入運(yùn)行后是無(wú)法再進(jìn)行溫度探頭安裝的。