电机的在线监测与诊断.ppt

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1、电机状态监测与故障诊断电机的故障特点与诊断内容故障识别必须对诊断对象的各种性能、结构、各种参数非常熟悉。电机包含有以下几个独立相互关联的工作系统：电路系统、磁路系统、绝缘系统、机械系统和通风散热系统。电机组成部分：定子、转子、轴承装置、底板及一些附属结构（如风扇、换向器等）。一个故障在电机上常常表现出多种的故障征兆。也有几个故障起因反映同一个故障征兆笼型异步电动机因笼条断裂时，就会出现振动增加，起动时间延长，定子电流摆动，电机滑差增加，转速转矩波动，温升增高等故障征兆一台直流电机运行中由于过载、机械振动、换向器变形、维护不当、湿度过低等

2、诸原因，造成换向恶化故障。恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定的允许范围运行，往往是直接导致电机故障的起因电机的故障特点与诊断内容电机典型故障归纳：1、定子铁心故障通常发生在大型汽轮机发电机上，主要是铁心深处的过热问题早期征兆是大的环路电流、高温和绝缘材料的热解2、绕组绝缘故障原因：绝缘老化，绝缘缺陷及引线套管受污染主要症状：定子绕组局部放电量的增加发电机中常用局部放电（PD）在线监测这类故障感应电动机中常用定子电流信号分析确定定子绕组故障3、定子绕组股线故障（发电机）股线间短路产生电弧发电、可能发展接地故障或相间短路故障

3、征兆：水冷电机的冷却水中有绝缘材料热解产生的气体4、定子端部线圈故障运行过程产生的冲击力使定子端部绕组发生位移，从而引发绝缘劣化和发生局部放电征兆：振动和局部放电5、冷却水系统故障征兆：定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能引起的放电6、转子绕组故障（异步电动机）转子故障主要有转子导条断裂，这将引起转矩跳动，转速波动，转子振动以及过热等最常见的检测方法是定子电流监测（监测效果较困难），常采用振动和绝缘材料热解监测方法。7、转子绕组故障（发电机）主要是匝间短路故障。匝间短路可能由于发电机在低速启动或停车时，槽中导体表面的污物引起了电

4、弧，或者是巨大的离心力和高温影响了绕组和绕组绝缘。匝间短路故障可引起局部过热甚至导致转子接地。通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密，可以确定匝间短路的数量和位置；监测轴承振动是否加强。8、转子本体故障（各类电机）主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同心引起征兆：轴承处过量的振动对不同故障进行相对应特征量的监测1、放电监测2、温度监测3、热解产生的微粒监测4、振动监测5、气隙磁密监测第一章电机红外诊断第一章电机红外诊断一、红外诊断基础1.红外线位置2.红外测温具有下列特点(1)测温范围广；-170℃～+3200℃

5、。(2)测温精度高：可分辨0.01K或更小。(3)反应速度快：可在几毫秒内测出物体的温度。(4)可测小目标：最小可测出直径为7.5um的目标温度。(5)不接触被测物体，不破坏其温度场。(6)测距可远可近。3.红外测温与接触测温性能比较项目红外测温接触测温测温要求（1）知道被测物的发射率（2）被测物的辐射能充分抵达红外探测器（3）消除背影噪声（1）测温设备与被测物间良好接触（2）接触测温时，被测物温度不应有显著变化优点（1）非接触，对被测物体无影响（2）可测运动中的物体（3）可测瞬态温度（4）可对点、线、面测温（5）可测绝对温度，也可测相

6、对温度（1）可测物体内部温度（2）要求精度高时，测温要求较简单缺点（1）仅测表面温度（2）要求精度高时，测温要求严格（1）对小目标的温度不能测（2）不能测运动中的目标（3）不适于测瞬态温度（4）测温范围不够宽（5）在生产过程中，不便于同时测多个目标4.红外热像仪红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）：是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。图10-2-

7、8红外热像仪基本原理框图第七章电机红外诊断二、红外诊断技术1.红外诊断技术的构成一台运转中的设备，当其零部件产生故障时，设备的整体或局部的热平衡会受到破坏或影响，设备内部的热必然逐步到达其外部表面，导致外表温度场分布的变化。红外检测技术捕捉到这些红外辐射的信息，通过检测结果总结分析，可以发现:不同部位有不同的温度界限，同一部位在不同故障情况下有不同的温度等级。确诊出设备的故障性质、部位和程度，进而预测故障发展趋势和设备的寿命。如图所示红外诊断技术的构成2.红外热像仪的测温方法1．模拟量测温方法较早期的红外热像仪，利用热像仪输出的视频模拟

8、信号测量物体的温度，实质上就是测量物体视频信号的幅度。2．智能化测温方法运用微处理机,摆脱模拟量的非线性校正和叠加的繁琐过程。通过多路模拟开关和A/D转换器分别获得被测物体图像信号电压与参考黑体温度电压的数