随着电力电子技术、自动化控制技术的不断发展,电机在工业生产以及家用电器中得到了大的应用,在市场竞争中正逐步显示自己的优势。传统的电机在线监测装置多采用电流表、电压表、功率表等较为原始的仪表来进行测量,采用人工读数的方式进行数据的测量、记录和分析,这不仅硬件冗余,系统杂乱,而且操作极为不便,更有甚者,读数误差大,测试结果不准确。有些场合需要进行电机多种参数监测,这样就势必会加大各种测量仪器的使用以及人力资源的投入。传统的监测方法要求监测人员具有较高的技能和水平,但是由于人为误差的不可避免,这种监测方法无法做定量分析,无法更加准确、实时的掌握电机的运行状态和故障。技术实现要素:本发明提出了一种电机在线监测装置和方法,通过对扭矩、转速、各相电流、电压、温度、输入、输出功率和效率进行实时动态的监测以及对过电压、过电流、过热进行报警停机,解决现有技术中监测参数不能定量分析以及无法更加准确、实时的掌握电机运行状态和故障的技术问题。电机监测系统产生大量的数据,包括振动数据、电流数据等。有效地处理和分析这些大量数据是一项挑战。状态监测系统
传统方法通常无法自适应提取特征, 同时需要一定离线数据训练得到检测模型, 但目标对象在线场景下采集到的数据有限, 且其数据分布与训练数据的分布可能因随机噪声、变工况等原因而存在差异, 导致离线训练的模型并不完全适合于在线数据, 容易降低检测结果的准确性; 其次, 上述方法通常采用基于异常点的检测算法, 未充分考虑样本前后的时序关系, 容易因数据微小波动而产生误报警, 降低检测结果的鲁棒性; 再次, 为降低误报警, 这类方法需要反复调整报警阈值. 此外, 基于系统分析的故障诊断方法利用状态空间描述建立机理模型, 可获得理想的诊断和检测结果, 但这类方法通常需要提前知道系统运动方程等信息, 对于轴承运行来说, 这类信息通常不易获知. 近年来, 深度神经网络已被成功应用于早期故障特征自动提取和识别, 可自适应地提取信息丰富和判别能力强的深度特征, 因此具有较好的普适性. 但是, 这类方法一方面需要大量辅助数据进行模型训练, 而历史采集的辅助数据与目标对象数据可能存在较大不同, 直接训练并不能有效提升在线检测的特征表示效果; 另一方面, 在训练过程中未能针对早期故障引发的状态变化而有目的地强化相应特征表示. 因此, 深度学习方法在早期故障在线监测中的应用仍存在较大的提升空间.绍兴仿真监测方案设备振动情况信息量丰富,将振动测试系统应用于设备状态监测,在设备预知维修中起到了重要的作用。
电机状态监测和振动分析提供加速度计选择的建议。基于直流和非同步交流电机的常见故障。这些常见故障可通过振动分析检测出来,包括机械和电气故障。重点是传感器的频率范围及其安装方法,以便可靠地检测这些故障。例如,考虑以几百赫兹的周期性频率(称为故障频率)发生的撞击事件,但每个事件的能量可从起始点带走,频率在低至千赫范围内。因此,用于检测撞击、摩擦和凹槽等事件的传感器应在几百赫兹到20千赫的宽频范围内响应。对于传统的机械故障,如平衡和对准,频率范围从约0.2倍的运行速度到50-60倍运行速度是足够的。电气故障需要机械故障所需的低频和高频段。电机会同时出现机械和电气故障,这会导致振动。只要安装的振动传感器具有足够的带宽和灵敏度,就可以检测到这些故障。机械故障伴随着冲击、摩擦和疲劳,会产生比电气故障频率更剧烈的振动,但凹槽除外。凹槽产生的振动频率与摩擦频率大致相同。如果传感器的带宽和安装方法足以检测机械故障,那么它们也将检测电气故障。
在预防性维护的应用中,振动是大型旋转等设备即将发生故障的重要指标,一是由于在大型旋转机械设备的所有故障中,振动问题出现的概率比较高;第二,振动信号包含了丰富的机械及运行的状态信息;第三,振动信号易于拾取,便于在不影响机械运行的情况下实行在线监测和诊断。旋转类设备的预防性维护需要重点监控振动量的变化。其预测性诊断技术对于制造业、风电等的行业的运维具有非常重大的意义。通过设备振动等状态的预测性维护,可以及时发现并解决系统及零部件存在问题。但是对于一些不是因为设备问题而存在的固有振动,振动强度的不必要增加会对部件产生有害的力,危及设备的使用寿命和质量。在这种情况下,则需要采用振动隔离技术来解决和干预,有效抑制振动和噪声的危害,避免设备故障和流程关闭。旋转类设备的状态监测是确保其正常运行的关键步骤。检测方法,包括振动监测、温度监测、电流监测等。
设备状态监测及故障预警若干关键技术可归纳如下:(1)揭示设备运行状态机械动态特性劣化演变规律。设备由非故障运行状态劣化为故障运行状态,其机械动态特性通常有一个发展演变过程(2)提取设备运行状态发展趋势特征。在役设备往往具有复杂运行状态,在长历程运行中工况和负载等非故障因素会造成信号能量变化,故障趋势信息往往被非故障变化信息淹没,需较大程度上消除非故障变化造成的冗余信息,进而构建预测模型。动力装备全寿命周期监测诊断方面:实现了支持物联网的智能信息采集与管理、全生命周期动态自适应监测、早期非线性故障特征提取。优化重构出综合体现装备运行工况及表现的新参数,提高异常状态辨识的适应性与可靠性,基于运行过程信息反映装备劣化趋势与故障发展规律,来提高故障早期辨识能力。基于物联网和网络化监测诊断将产品监测诊断与运行服务支持有机集成一体,在应用中实现动力装备常见故障诊断准确率达80%以上。应用于风力大电机、空压机等大型动力装备的集群化诊断领域。提供了基于物联网的动力装备全生命周期监测与服务支持创新模式,提供了其生命周期的远程监测诊断与维护等专业化服务。解决电机监测的难题需要结合先进的传感技术、数据分析算法、通信技术以及专业的工程知识。无锡发动机监测台
电机监测的主要内容包括温度、振动、电流、声音等方面。状态监测系统
现代电力系统中发电机单机容量越大型发电机在电力生产中处于主力位置,但是大型发电机由于造价昂贵,结构复杂,一旦遭受损坏,需要的检修期长,因此要求有极高的运行可靠性。就我国今后很长一段时间内的缺电、用电紧张的状况而言,发电机的年运行小时数目和满负荷率都较以往高出很多,备用容量很少的情况下,其运行可靠性显得尤为重要和突出。因此对大型机组进行在线监测与诊断,做到早期预警以防止事故的发生或扩大具有重要的现实意义。通常对发电机的“监测”与“诊断”在内容上并无明确的划分界限,可以说监测的数据和结果即为诊断的依据。监测利用各种传感器在电机运行时对电机的状态提取相关数据。故障诊断使用计算机及其相应智能软件,根据传感器提供的信息,对故障进行分类、定位,确定故障的严重程度并提出处理意见。因此状态监测和故障诊断是一项工作的两个部分,前者是后者的基础,后者是前者的分析与综合。电机状态监测技术可帮助运行维护人员摆脱被动检修和不太理想的定期检修的困境,按照设备内部实际的运行状况,合理的安排检修工作,实现所谓“预知”维修。状态监测系统