[實用新型]智能電機集成式多參數融合健康診斷及預警系統

有效

• 申請號: 201720414659.0
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN206710565U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 周封;趙文亮;郝婷;李隆;王支業;王晨光;劉健;王丙全;王業彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;徐州大元電機有限公司;周封
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電機健康診斷及預警技術，特別是一種智能電機集成式多參數融合健康診斷及預警系統。屬于電機的智能在線監測領域。

背景技術

電機廣泛應用于工業生產的各個領域，在運行過程中可能會出現各種類型故障，如過壓，過流、過載、缺相、溫度異常等，影響整個系統和生產的正常進行，甚至造成嚴重的經濟損失。針對這一問題傳統上采用電機保護裝置解決，電機保護是檢測到故障發生時主動跳閘，防止故障擴大，雖然保護了電機本體免受損壞，但是由于保護跳閘具有隨機性，會意外中斷生產過程，仍然可能造成嚴重經濟損失。

電機故障的產生是由多種因素導致的，包括電機設計缺陷、運行環境、工作方式、運行工況等，而且電機故障的產生是一個漸進的過程，在發生故障前會有不正常運行狀態或故障先兆出現，如果能夠提前發現電機的不正常運行狀態或故障先兆，提前預警進行檢修維護，就能有效防止故障的發生，提前安排調整生產計劃，有效避免影響正常生產。

我國電機大量投入生產的同時，也產生了一系列的問題，比較顯著的就是針對電機的健康診斷和故障預警技術沒有隨著大量電機的投入運行而明顯提高，導致電機故障頻發。目前國內在這方面的研究不多，由于所獲取的參量較少，評估結果與實際情況還有較大的出入。如中國專利“一種電機故障監測及報警裝置”（申請號：201510713436.X）提出了基于電能采樣、溫度采集和濕度采集的多參數故障監測及報警裝置，實現了電機運行狀態的監測和故障診斷。但是未能實現故障預警，而且采集的電機運行參數類型較少，該裝置中只采集了電機的電能、溫度和濕度，顯然不足以精確分析故障原因和準確評估電機健康狀況。裝置和電機為分體式，安裝拆卸不便，部分傳感器甚至需要拆開電機安裝拆卸，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運行狀態實時監測和故障診斷，難以進行電機的大數據積累，更不能實現電機的健康診斷。

有統計表明，如果能有效地對設備進行監測并做出及時的故障診斷預警，設備的故障率大約能降低 75%，其相關的維修費用也會下降 38%左右。因此，對電機進行故障精確診斷與預警，對保障使用單位安全運行、提高電機效率有著重要的現實意義和經濟價值。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提出一種智能電機集成式多參數融合健康診斷及預警系統。將電機運行參數采集裝置和對應的傳感器預先集成安裝在電機上，與電機配套集成一體，實現電機運行過程中的多參數、長期、連續、實時的全面運行大數據的采集和積累，基于多參數融合進行就地電機工作狀態的精確辨識、判斷和預警，并根據電機運行歷史數據進行電機健康診斷。具有結構簡單、免后期安裝、使用方便、成本低廉等優點。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

所述的智能電機集成式多參數融合健康診斷及預警系統包括內置式轉速測量單元（1）、內置式溫度測量單元（2）、內置式電參數測量單元（3）、集成式智能運行監測預警裝置（4）、集成式智能軸承監測預警裝置（5）、集成式智能振動監測預警裝置（6）、便攜設備（7）、云服務器（8）。

在電機生產制造時，就將各種運行參數的采集模塊預先內置到電機本體上，與電機配套集成一體，在電機投入運行后，不必進行另行安裝即可直接使用；而且為了保證安裝的效果，在電機設計時，也要為各種運行參數的采集模塊預留合適的安裝空間和位置，解決了后期安裝時拆機麻煩、安裝困難等問題。

內置式轉速測量單元（1）預裝于電機內，實時采集電機（9）的運行轉速，送給集成式智能運行監測預警裝置（4）。

內置式溫度測量單元（2）預裝于電機內，實時采集電機（9）內部關鍵構件（10）的溫度，送給集成式智能運行監測預警裝置（4）。

伴隨著電機故障的產生，一般會出現電機過熱現象，過熱對電機的絕緣是很不利的。每種絕緣材料只能承受一定的溫度，超過自身允許的溫度，就會加速絕緣的老化，縮短電機使用壽命，而且還可能因絕緣損壞引發各種事故。因此，電機過熱故障的檢查、檢測和防護，對于降低事故率和減少事故損失及提高企業的經濟效益是非常重要的。

溫度采集是電機運行大數據的重要組成。基于電機運行異常容易造成的發熱部位，內置式溫度測量單元（2）在電機出廠時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，實時監測電機各個部位溫度，有助于故障預警和壽命預測。而且，有些特殊部位如定子繞組等，在電機投入運行后是無法再進行溫度探頭安裝的。