[實用新型]調頻變速箱的狀態監測與故障診斷采集系統

有效

• 申請號: 201820609566.8
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN208187704U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 金杰;趙鳳強;李佳;董裕川;姚明煊;甘昕鑫
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 劉斌

本實用新型公開了一種調頻變速箱的狀態監測與故障診斷采集系統，包括加速度傳感器、轉速傳感器、數據采集卡和PC機；所述的加速度傳感器和轉速傳感器分別通過數據線經數據采集卡連接到PC機上。本實用新型實現了對速度、加速度信號的同步采集，能夠在PC機上實時顯示變速箱測點的轉速，以及軸向和徑向兩個相互垂直方向的振動加速度信息，得到時域波形、頻域分析等圖譜，形成診斷報告。并且，通過對調頻變速箱三個測點的信號進行分析，能夠更加準確的獲得其運行狀態報告，從而更有利于診斷其是否出現故障以及判別故障類型。能夠判斷出很多調頻變速箱故障信息類型，本實用新型能夠多方面的進行檢測分析。

技術領域

本實用新型涉及一種調頻變速箱，特別是一種變速箱的狀態監測與故障診斷采集技術。

背景技術

隨著電力電子技術及新型半導體器件的迅速發展,交流調速技術得到不斷的完善和提高,逐步完善的變頻器以其良好的輸出波形、優異的性能價格比在交流電機上得到廣泛應用。例如:鋼廠用于軋鋼的大型電動機和中、小型輥道電動機、鐵路及城市軌道交通用牽引電機、電梯電機、集裝箱起吊設備用起重電機、水泵和風機用電機、壓縮機、家用電器用電機等都相繼使用交流調頻變速箱,并取得了良好效果。

由于科學技術的進步，機械工業自動化程度也隨之越來越高，先進的設備采用了大量的高新技術，因此，對這些設備的安全性和可靠性則具有嚴格的要求。隨之，對此類大型旋轉機械設備的監測與診斷技術應運而生。故障診斷技術與當代最新的傳感技術、最新的信號處理技術、非線性原理和方法的相互融合，將虛擬現實技術與實際應用密切結合，從而促進了監測與診斷技術的飛速發展。自60年代以來，國內外對此類技術的研究也取得了一定的成績。比較有名的例如丹麥B&K公司研發的2500系統和3540系統、美國BENTLY公司研發的ADRE系統、美國WHEC系統、日本三菱MHM系統以及意大利的SMAV 監測系統。并且已為國內企業例如寶鋼、渤海油田、大連石化等均配備了大型旋轉機組監測保護系統。在國內，此類監測技術的發展起步于80年代中期，雖然晚于其他國家，但是發展迅速。目前已經開發出一系列監測及故障診斷系統，例如“20萬千瓦的汽車發電機組振動監測與故障診斷采集系統2HX-10”、“汽輪機發電機組診斷系統”等。

此類監測與診斷技術的發展，能夠避免一些不必要的經濟損失和惡性事件的發生，從而降低機器的故障發生率，減少維修費用和維修周期，以達到提高經濟效益的目的。因此，這種監測和診斷機制對機械設備的安全性、可靠性以及經濟效益的提高就有了很大的意義。

目前可用于調頻變速箱進行狀態監測和故障診斷的技術方案主要有以下幾種:

1、采用單片機芯片與以太網相結合的方法實現。主要是采用多個單片機系統分別對振動信號和轉速信號進行采集，通過RS-232連接到上位機，以計算機作為上位機進行分析處理。

2、在1992年，正式給用戶使用的丹麥B&K3540系統，既可以在線監測，也可以進行離線監測。在線監測過程中，振動信號監測儀2520將在線實時采集的數據發送到振動中心工作站，二者可通過RS-232、局域網或電話線進行連接；在離線監測時，采用B&K便攜式數據采集儀，把采集到的數據收回至工作站。在該系統中，所有的分析過程均在上位機實現，下位機主要完成實時數據的采集。

3、中國浙江大學監測技術與智能儀器研究所研發的CMD-3系統，通過 RS-232將上位機與前置機連接進行數據通信。前置機的組成是一個主從計算機式的微型計算機系統，主要完成數據的采集和部分監測，一分鐘采集一次參數和振動波形數據，能夠獨立工作，并且在上位機進行數據分析。

現有技術存在的問題如下：

1、采用單片機和以太網結合的方案，由于采用傳統的單片機芯片，導致系統只能實現一些簡單數字信號處理和控制。又因為單片機總線結構較為簡單和處理能力較弱的制約，導致單片機不能滿足系統對復雜度和實時性的要求，同時也不利于大量的數字信號處理和系統的獨立運行。