[發明專利]一種電機運行狀態監測系統

在審

• 申請號: 201911109176.X
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110780197A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 左青松
• 申請（專利權）人: 荊門市遙銳機電科技有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01D21/02
• 代理公司: 34145 宿州智海知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳燕

本發明提供一種電機運行狀態監測系統，其包括傳感器模塊、數據分析模塊以及通信模塊，其中，傳感器模塊包括溫度傳感器、振動傳感器、圖像傳感器、電流傳感器、聲音傳感器以及濕度傳感器，數據分析模塊包括數據處理單元、信號處理電路以及圖像處理單元，通信模塊包括處理器和無線通信芯片，對電機運行時的溫度信號、振動信號、圖像信息、電流信號、聲音信號以及濕度信號進行實時監測，不僅監測參數全面，還使用數據處理單元、信號處理電路以及圖像處理單元提高了溫度檢測、振動檢測以及圖像檢測的精度。

技術領域

本發明涉及智能機電領域，尤其涉及一種電機運行狀態監測系統。

背景技術

設備狀態監測技術是20世紀60年代后半期首先在美國出現的，最初的目的是對航天、核能以及軍事裝備進行異常狀態的早期監測。20世紀80年代以來，隨著傳感器技術、計算機技術和通信技術的發展，設備狀態監測技術逐步應用于中大型電機中。

中大型電機由于造價昂貴，結構復雜，一旦遭受損壞，需要的檢修期長，因此要求有極高的運行可靠性。因此對大型機組進行在線監測與診斷，做到早期預警以防止事故的發生或擴大具有重要的現實意義。大型電機的監測與故障診斷是電工領域內一個重要的研究課題，最近幾十年世界很多國家開展了在線監測和診斷技術的研究，并逐步推廣應用。電機狀態監測技術能夠對電機目前的“健康”狀況進行掃描，向運行維護人員提供必要的信息，幫助他們擺脫被動檢修和不太理想的定期檢修的困境，按照設備內部實際的運行狀況，合理地安排檢修工作，實現所謂“預知”維修。這樣既可避免由于設備突然損壞，停止運行帶來的損失，又可充分發揮設備的作用。

為保證中大型電機的安全可靠運行，近5年來國內外的科研人員對其狀態監測技術開展了大量的研究，針對電機運行狀態的特征參數，設計了多種類型的監測方法，不斷改進和完善電機運行狀態監測系統的設計，并將科研成果進行推廣和應用。

總體說來，電機運行狀態的監測都是基于以下幾種監測方法:

（1）電氣分析法。當電機的定子或者轉子發生故障時，電機內部的磁通在徑向和圓周方向都會發生變化，同時這些內部電勢和磁場的變化也會引起電機出現端電壓和電流的變化。因此，電氣分析法就是通過測量這些外部可以檢測到的物理量來顯示電機狀態的變化。電氣分析法包括定子放電監測、定/轉子電流監測、軸電壓、軸電流、軸磁通等。

（2）化學監測法。電機中所使用的絕緣材料和潤滑油都存在受熱和電作用以后劣化的問題。劣化會產生大量氣態、液態和固態的化學物質。化學檢測法就是在分析這些分解物中的某些成分濃度來判定電機目前的運行狀態，如煙霧監測、微粒監測、氣相色譜與質譜分析、碎屑顆粒檢測等。

（3）溫度監測法。電機的絕緣所能承受的最高溫度通常決定電機的額定容量，因此監測電機局部的溫度、或者測量電機內部的平均溫升都能夠很好的反應電機是否出現故障。溫度測量的主要方法有測量電機內部某些部位的局部溫度、尋找并監測電機內部最熱點的溫度、測量電機內部溫度分布或冷卻介質按體積計算的平均溫升等。

（4）振動監測法。電機系統可以在一個固定的頻率上自由振動，也可能以多種頻率強迫振動。振動監測法通過對電機振源的研究，分析和發現電機的機械故障。電機振動所研究的主要方面包括定子鐵芯對轉子與定子間作用力的響應、定子端部繞組對作用在繞組導體上電磁力的響應、轉子動力學特征、軸承振動的特性等。

近5年內，國內外電機運行狀態監測方法的研究在以上方法的基礎上有了較為顯著的發展，無論是監測效果，還是監測手段，都有很大的進步。目前比較流行和成熟的電機運行狀態監測方法有:

（1）電氣參數監測技術。包括測量電機的局部放電參數，分析電機在動、靜態狀況下的電壓、電流，分析電機的感應磁場波形頻率和幅度變化等監測方法

（2）溫度參數監測技術。如根據定子電阻直接反應定子繞組溫度的監測方法監測轉子發熱時所輻射的紅外線來測定溫度的方法，間歇式等效直流灌注法等。