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电机本机测温与故障智能诊断二

发布时间:2022年06月24日    点击:[1]人次

电机本机测温与故障智能诊断(二)

3 振动电机的多方位温度测量(1)动态采样。现有的温度测量方式,无论是巡回检测仪表,还是计算机远程测取数据,都采用固定的采样周期,按设定的采样周期进行间隔数据采集,不能反映每次问隔期间的温度剧烈变化。根据被测对象的温度变化率,调整采样周期,即被测对象比较稳定时,采样周期间隔较长,当被测对象变化剧烈时,采样周期间隔自动缩短,可以更有效地检测温度变化状态,使温度测量始终处于动态之中。(2)振动电机的多方位温度测量就是多部位测温和多方式测温的结合,并实施动态采样,对被测部位进行温度上限、温差、温升及温度变化率的完整测量。这样,当被测部位的温度超过许用温度上限,或者相同部件之间出现较大温度差别,或者在低温状态下绕组温升过高,或者被测任何部位的温度变化率过快,无一例外,都被纳入测量范围,使得电机的报警与更加有效。4 振动电机本机测温(1)对于普遍使用的中小容量电机,一般都没有自带测温装置,运行中只有采用红外测温等方法,人工测量轴承室外部的温度,通常很长时间巡回点检一次,不能连续跟踪电机温度波动变化情况,更不能测量电机内部绕组、铁心的实时温度状况。(2)状态检测大多采用各种检测设备来采集反映设备状态的信号和参数,然后对采集的信号进行处理,根据掌握的故障征兆和状态参数,判断故障所在,并预测故障的发展趋势。这些步骤基本上是分离进行的,如使用红外测温仪、热成像仪在规定周期采集数据,然后人工或利用计算机软件进行分析、判断是否存在故障或隐患,再根据温度变化曲线预测发展情况,整个过程滞后数据采集很长时间,往往分析诊断还没完成,电机已经烧毁,成为“死后验尸”,即便是巡回检测的仪表,也需要人工记录数据,再进行分析判断,达不到预知监测的效果。(3)本文所述的“本机”测温,就是在电机本体上安装一个电机智能自诊断装置,将电机轴承、绕组等部位安装的传感器引线接入该温度测量装置,所测各部位的温度在此装置的显示屏上直接显示。(4)振动电机本机测温的意义在于:① 日常点巡检工作十分有效方便,巡检人员在电机本体上,可以方便地观看到所有测温部位的实时温度,并可调出查看此前发生过热的部位和数据;② 数据采集、信号处理、故障识别、发展预测融为一体,大大简化了状态监测程序,降低人工监测成本,使状态监测升级成更高级别的状态诊断;③ 减少购置投资不菲的状态检测诊断设备,降低对监测、诊断人员的技术水平要求。5 电机故障智能诊断常规的电机过热保护控制装置不具备反映故障类型能力,发生故障电源切断后,也需要人工或辅助其他测试手段来进行原因分析,有时还需要结合经验和各种历史数据的对比,才能确定故障原因,因而大多数电机在使用现场无法判断故障原因,耽误时问相当长。究其各种过热故障原因,基本分成独立性过热故障和并发性过热故障两大类。独立过热故障现象及原因如下:同一时间段,单独某一个测温传感器反映出过热现象,如负载侧轴承过热,或某一相绕组过热,将其称为独立性过热故障。以交流电机为例,某一侧滚动轴承过热的原因可能有:该轴承润滑脂过多或过少;该轴承内、外圈、滚动体或保持架早期损伤,气隙不对称、对中不良,轴电流较大等。某一相定子绕组过热的原因可能有:该相绕组接线处故障、匝问或层问短路,电压或电流不平衡、电压过高,局部铁心损坏、短路,局部通风散热较差等。并发过热故障现象及原因如下:同一时间段,两个或两个以上的测温传感器反映出过热现象,如两侧轴承同时过热,或某一侧轴承和某一相绕组同时过热等,将其称为并发性过热故障。如果交流电机轴承和绕组并发过热,其原因可能有:严重过负载;电源谐波严重,并形成轴电流;转子多处断条并偏心;冷却介质温度过高等。定子绕组、定子铁心、出风口同时反映过热,原因就是散热条件太差或冷却介质温度过高了。可见,过热征兆部位不同,其故障的原因也不同,监测和反映过热征兆的部位越多,过热原因越少,故障的判断就越容易。在多方位监测下,故障征兆更直接显现,因此诊断更为方便有效。传感器反映出的上述各种过热现象,通过微处理器的分析,可用故障代码的形式在微型显示屏上表示出来,即某一通道传感器过热,显示屏则提示出该通道号和故障代码,如果是多个传感器反映过热,则在显示屏上轮流提示相应通道号和故障代码。那么,用户只需要根据故障通道号和代码,或对照参考故障表,就可迅速判断故障的大体原因,实现电机故障提示性智能诊断的能力。6 实施与效果电机智能自诊断装置实施前述本机测温与故障智能诊断。(1)测温通道多达8个,满足单台电机静止部件的常规测温点的需要。交流电机可对负荷侧轴承温度、非负荷侧轴承温度、ABC三相绕组温度、铁心温度、出风口温度、环境温度或冷却介质温度等同时进行测量;或对负荷侧轴承温度、非负荷侧轴承温度、ABC三相绕组温度各两路测温。直流电机可对负荷侧轴承温度、非负荷侧轴承温度、励磁绕组温度、换向绕组温度、主极铁心温度、换向极铁心温度、出风口温度、环境温度或冷却介质温度等同时进行测量;也可对润滑油温度或需要的其他部位温度进行监测。不用的传感器通道可留作备用。由于智能自诊断装置通用性、互换性强,超过8通道测温点,可以使用两个或多个时间统一校准的智能自诊断装置测温,即多测一方式,便于互换、降低成本。对于同轴电机、临近的若干台电机的指定测温点,也可用一个智能自诊断装置进行监测,即一测多方式。偶尔测试的测温点,可在数据记录转储后,将智能自诊断装置拆下,达到移动测试记录的作用。(2)适用传感器形式:PT100等或其他分度号的各种热电阻传感器,通用的三线制接法。测温范围一50℃ ~+250℃;测温精度<±0.5 oC;测温分辨率达0.1℃ 。(3)8通道同步动态采样,采样周期10~600 s,采样信息包含对应时间信息、通道号。智能自诊断装置断电可短时继续采样。单独供电的可在断电后长时间采样记录数据。(4)显示方式为LED或LCD点阵显示屏,每秒钟8通道同步刷新显示一次。(5)报警、保护为轴承、绕组、铁心、出风口、环境温度或冷却介质温度等温度超限;轴承、绕组等温差超限;定子线圈温升超限;轴承、绕组、铁心、出风口、环境温度或冷却介质温度等温度变化率超限。不同通道的超限报警阙值可单独设定,传感器诊断及故障显示等。(6)供电电压为单相220 V/380 V,可与低压电机共用同一电源。(7)2 G容量数据记录,按采样周期同步记录数据,存储时长不少于3年。记录存储的数据,包括测量通道号、测量时刻、温度、温差、温升、温度变化率数值及报警保护信息。(8)RS一232串行接口,满足集中监测保护控制要求。(9)配套设置和健康管理软件,便于用户的不同需要设定和集中管理。(1O)测试一台Y132S-4,5.5 kW,380 V/11.6 A,1 440 r/min异步电动机,两端轴承、三相绕组分别安装WZPM、WZP系列Ptl00铂热电阻测温传感器。负荷侧轴承与非负荷侧轴承的温差报警阙值设定为1O℃ 。当负载超过25% 时,两侧轴承检测温度超过l0 cIC时,电机智能自诊断装置显示负荷侧轴承温差报警,如表1所示。 (11)测试一台YKK450-4,220 kW,10 kV/15.9 A,1 488 r/min异步电动机,该电机两端轴承和三相绕组已安装测温传感器。负荷侧轴承与非负荷侧轴承的温差报警阙值设定为15℃ 。三相绕组的温差报警阙值设定为10℃ 。将负荷侧轴承、非负荷侧轴承传感器接入智能自诊断装置的① 、② 号通道;A、B、C三相绕组传感器接入智能自诊断装置的③ 、④ 、⑤号通道;环境温度传感器接入智能自诊断装置的⑧ 号通道。智能自诊断装置通电后,提示①号通道开路,确认负荷侧轴承测温传感器电阻无穷大,更换传感器后,显示测温数据正常。电机空转试验,断电6 min前后,智能自诊断装置提示A、C绕组温差报警。空转测试温度数据如表2所示。由于空转试验时三相电流平衡,而三相绕组测试温度相差超过1O℃ ,怀疑测试数据的有效性,故进行堵转试验。堵转开始前,三相绕组温度已相差很大,智能自诊断装置即提示A、C绕组温差报警;堵转15 min时,智能自诊断装置提示非负荷侧轴承温差报警。堵转测试温度数据见表3。经分析,估计非负荷侧轴承传感器②与B相绕组传感器④ ,在接人智能自诊断装置的端口时有差错。停机后排查,确认系这两个传感器交叉接入智能自诊断装置的指定端口,导致反映数据不正常和温差报警。7 结 语(1)实施本机多方位温度测量方式和动态采样分析,超前智能预警,可有效诊断电机的过热故障。(2)智能自诊断装置将日常点检和专业点检结合在一起,大大降低了巡检工作量和人工成本。(3)电机智能自诊断装置集数据采集器、信号分析仪、程序控制器、数据记录仪功能于一身,不仅实现了状态检测的效果,而且可满足初步状态诊断的需要。(4)监测对象多、投资费用低,安装、操作和调整简单,使温度状态监测和在线故障诊断从大型电机向中小型电机延伸,更有利于提高电机产品档次和升级。

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