第七章异步电机故障诊断方法ppt课件

1、第七章异步电机缺点诊断方法第一节 感应电机缺点诊断研讨现状与发 展趋势 第二节 感应电动机常见缺点及处置第三节 笼型异步电机缺点第四节 转子断条缺点的诊断.第一节 感应电机缺点诊断研讨现状与开展趋势感应电机缺点诊断技术主要分为基于模型、基于信号分析两种类型。基于模型的缺点诊断方法需求准确的感应电机模型，但对非线性、强耦合、多变量的感应电机来说，建立准确的数学模型并非易事，而且在运转中，感应电机的很多物理量都会发生一定的变化。基于信号分析的缺点诊断方法是经过一定的信号处置技术从信号中提出缺点特征，然后经过方式识别来判别能否存在缺点、缺点类型和缺点严重程度。基于信号分析的感应电机缺点诊断实际和方法

2、的研讨现状开展趋势有如下。.一、感应电机缺点类别 感应电机缺点根据电机的主要组成部分分为：定子部分缺点，转子部分缺点，轴承缺点和气隙偏心等缺点。 轴承是感应电机最容易发生缺点的部分，占感应电机缺点总数的百分之41。感应电机轴承缺点主要是由于过载、光滑不良、安装不正、轴电流以及异物进入等缘由引起的轴承磨损，外表剥落、腐蚀甚至碎裂等。轴承缺点能在机械振动信号和其他传感器信号如电流中产生特征频率部分，对这些信号进展分析能确定轴承缺点。. 几乎40%的感应电机缺点都属于定子缺点，主要是由线圈中相邻绕组间绝缘缺点引起，即匝间短路。由此产生的感应电流导致过热和气隙磁场不平衡。假设不及时检测，部分过热将导致

3、更大的定子绝缘损害，甚至呵斥灾难。 大约有10%的感应电机缺点属于转子缺点。普通的电机机械缺点为转子断条或端环断裂，这些将使电机在运转过程中发热，使导条和端环遭到循环热应力和变形，导致缺点进一步扩展。转子偏心将在定子中产生不平衡的气隙，引起轴承缺点和机械缺点。 .二、缺点信号选择 电机是高度对称的，各种方式的缺点都影响他的对称性。这导致定子、转子之间的磁通产生相应的改动，从而改动定子电流、电压、磁场和机械振动。经过对这些信号的分析，能对感应电机的安康形状进展分析并判别缺点的严重程度如表1。如经过电流信号能识别感应电机一切缺点，振动信号分析能识别转子缺点、轴承以及气隙偏心等缺点，而轴磁通那么能识

4、别除轴承不测的其他缺点，与之相反，光滑油那么只能识别轴承缺点。.检测机械振动信号是一种传统的技术，在机械缺点诊断方面有着广泛的运用。通常在旋轴上安装一个压电传感器，由于其产生的电压信号正比于加速度，因此它能很好地反响旋转机械的振动信息。但加速度传感器存在价钱昂贵、安装不便以及可靠性较差的缺陷。定子电流信号是另一种常用的分析信号，通常用霍尔电流探测针来丈量，相对机械振动信号，它具有安装简单、价钱廉价、非侵入式以及与电机控制系统共享电流信号的特点，已成为感应电机缺点诊断信号分析的热点。此外，电磁转矩、Park矢量、轴向磁通、光滑油以及温度等物坦量，也可用于缺点诊断。 .三、信号处置技术 信号处置技

5、术就是处置检测到的信号，以产生和呈现缺点和不明缺点相关的特征值或参数如与缺点相关的频率组成部分。 .1 时域分析 常用的时域特征提取方法，如时间序列模型法，它经过对信号进展分析，建立它的时间序列模型，模型的参数既能反映系统固有的特性，又反映系统在外界作用下的输出特性。其中常见的模型有AR模型、ARMA模型。.2 频域分析 傅里叶变换将信号由时域转换到频域，使时域内很难观测到的景象和规律，在频域内能得到较好的反映。采用傅里叶变换的频率分析是常用的感应电机缺点信号处置方法。但由于傅里叶变换是完全在频域展开，没有包含时域信息，其积分平滑了信号中突变的非平稳部分，在处置时变非平稳的感应电机缺点信号时，

6、无法获知突变时辰缺点信号的频率部分。.3 时频分析方法 常用频率分析方法中的傅里叶转换是假设频谱在采样时间内不变。由于感应电机负载扰动、电源电压交化等，感应电机缺点信号是非平稳信号。显然，单纯采用傅里叶变换无法到达良好的效果。 时一频技术可分为线性和非线性时频表示两种，线性的主要有短时傅立叶变换、小波变换，非线性的主要有Wigner-Ville分布等。 .4 高阶统计 有些文献中采用功率谱分析，它是二阶统计量分析，给出信号不同频率成分下的能量分布情况，当感应电机出现缺点时，频谱能量分布会有所改动。但是功率谱分析不包含频率成分间的相位信息，无法处置非最小相位系统和非高斯信号。有的文献对感应电机的

7、振动信号进展双谱分析，提取缺点特征信息，还有文献那么提出两种基于HOS的非参数相位分析方法和参数线性和非线性模型方法，对感应电机的缺点进展诊断，获得较好的效果。高阶统计方法具有对Gaussian分布丈量噪声不敏感的优良质量。.四、缺点形状识别方法 缺点诊断的关键步骤是根据提取的特征或缺点参数，来决议能否存在缺点、缺点类别以及缺点严重程度。一个可靠的缺点诊断和分类战略离不开大量的“安康和缺点形状的参考数据。缺点诊断的准确性往往受刭参考数据的大小、长度以及数量的限制。 目前，用于缺点诊断的形状识别方法主要有基于统计方式识别方法和人工神经网络方法。.五、开展趋势1 多传感器数据交融 目前，大部分研讨

8、都采用单一信号处置技术来做缺点诊断，但由于感应电机本身的复杂性和恶劣的运转环境，信号难免会遭到电源电压动摇和负载扰动的影响。因此，讨论从多传感器中提取综合信号并处置能提高缺点诊断的准确性。.2 混合缺点诊断 对感应电机的几种根本缺点，都能从相关文献中找到他们的特征频率，如定子绕组匝间短路、转子断条以及轴承缺点等。但当感应电机存在多种缺点时，那么能够相互依赖以及缺点特征值相互影响从而添加缺点复杂性。因此，如何研讨多类型缺点的诊断是未来开展的热点问题。.3 基于交流调速、负载扰动的缺点诊断 目前，有关感应电机的缺点诊断主要集中在空载形状下的缺点诊断。但随着交流调速技术的开展，感应电机已成为工业中主

9、要的能量转换设备。因此，研讨基于交流调速的感应电机缺点诊断的现实意义十清楚显。但交流调速系统的感应电机缺点诊断却远比单个感应电机复杂，其主要的缘由在于逆变器的开关频率噪声对缺点诊断系统的影响。负载扰动的情况下，缺点特征信息遭到影响，如何消除缺点信息中的影响，是值得研讨的问题。.4 先进缺点诊断方法的引入和交融 随着信号处置技术、计算机技术以及人工智能的开展，许多先进的技术都被引入到感应电机缺点诊断中。但许多先进技术和实际并没完全成熟，如何进一步提高这些方法的有效性尚待进一步研讨，如何交融先进方法，充分发扬各自优点，也是缺点诊断技术开展的方向之一。 .六、结语 感应电机的缺点诊断的研讨和开展具有

10、重要的现实意义。常见的缺点诊断系统主要包括信号提取、信号处置以及缺点形状识别三个部分。.第二节 感应电动机常见缺点及处置.一、电动机温升过高的缘由及处置1电动机长期过载。电动机过载时流过各绕组的电流超越了额定电流，会导致电动机过热。假设不及时调整负载，会使绕组绝缘性能变差，最终呵斥绕组短路或接地，使电动机不能正常任务。 2未按规定运转。电动机必需按规定运转，例如，“短时和“断续的电动机不能长期运转，因其绕组线径及额定电流均比长期运转电动机小。3电枢绕组短路。可用短路侦查器检查，假设短路点在绕组外部，可进展包扎绝缘；假设短路点在绕组内部，原那么上要撤除重绕。4主极绕组断路。可用检验灯检查绕组，假

11、设断路点在绕组外部，可重新接好并包扎绝缘；假设断路点在绕组内部，那么应撤除重绕。 .5电网电压太低或线路压降太大超越10%。如电动机主回路某处有接触不良或电网电压太低等呵斥电动机电磁转矩大大下降，使得电机过载。检查主回路消除接触不良景象或调整电网电压。6通风量不够。如鼓风机的风量、风速缺乏，电动机内部的热量就无法排出而过热，应改换适当的通风设备7斜叶风扇的旋转方向不当与电动机不配合。此时应调整斜叶风扇使其与电动机相配全。从实际上讲电动机均可正反转，但有些电动机的风扇有方向性，如反了，温升会超出许多。8电枢铁心绝缘损坏。此时应重新改换绝缘。9风道阻塞。此时运用毛刷将风道清理干净 .二、三相异步电

12、动机运转中的缺点及主要缘由 1机械缺点1轴承的过热。能够是由于光滑脂缺乏或过多，转轴弯斜，转轴磨擦过大，光滑脂内有杂质及外来物品以及钢珠损坏等所引起。2电动机的振动。机组的轴线没有对准，电动机在底板上的位置不正，转轴弯曲或轴颈振动，联轴器配合不良，转子皮带盘及联轴器平衡不良，鼠笼转子导条或短路环断路，转子铁心振动，底板不均匀的下沉，底板刚度不够，底板的振动周期与电动机机组的振动周期一样或接近，皮带轮粗糙或皮带轮安装不正，转动机构任务不良及有碰撞景象等引起。3转子偏心。能够是由于轴衬松掉，轴承位移，转子及定子铁心变形，转轴弯曲及转子平衡不良等引起 .2电气的缺点1起动时的缺点。由于接线错误、线路

13、断路、任务电压不对、负载力矩过高或静力矩过大、起动设备有缺点等所引起。2过热的缘由。由于线路电压高于或低于额定值、过负荷、冷却空气量缺乏、冷却空气温度过高、匝间短路及电机不清洁等所引起。3绝缘损坏。能够是由于任务电压过高，酸性、碱性、氯气等腐蚀性气体的损坏、太脏、过热，机械碰伤、湿度过高，在温度低于0下保管和水分侵入等所引起。4绝缘电阻低的缘由。由于不清洁、湿度太大，因温度变化过大、以致外表凝结水滴，绝缘磨损和老化等所引起。 .三、运转中的电动时机有哪些异常景象？如何处置 1异声处于正常形状的电动机，在间隔稍远地方听起来是一种均匀而单调的声音，并带一点排风声，接近电机后，特别是用螺丝刀顶住电机

14、各部位时，就可以清楚听到风扇排风声、轴承滚动声、悄然振动声，其声音同样使人感到单调而均匀，假设在这种单调而均匀的声音中夹杂着一种不正常声响，此既为异声。2气味电动机运转时，如闻到电动机发出焦灼气味，阐明电动机已有缺点，应立刻采取措施。.3电流、温度异常电动机任务电流不应该超越其铭牌规定，三相电流不平衡不应超越10%；各部位温升在允许范围内轴承A级60，E级55。否那么应视情况采取必要措施。4电压异常电动机正常运转时，三相电压同时升降，变动在353V406V之间。假设三相电压升高不相等，阐明出现缺点应检查处置。.四、电动机外壳带电的缘由及排除 1电动机绕组的引出线或电源线绝缘损坏在接线盒处碰壳，

15、使外壳带电。应对引出线或电源线的绝缘进展处置。2电动机绕组绝缘严重老化或受潮，使铁心或外壳带电。对绝缘老化的电动机应改换绕组；对电动机受潮的应进展枯燥处置。3错将电源相线当作接地线接至外壳，使外壳直接带有相电压。应找出错接的相线，按正确接线矫正即可。.4线路中出现接线错误，如在中性点接地的三相四线制低压系统中，有个别设备接地而不接零。当这个接地而不接零的设备发生碰壳时，不但碰壳设备的外壳有对地电压，而且一切与零线相衔接的其他设备外壳都会带电，并带有危险的相电压。应找出接地而不接零的设备，重新接零，并处置设备的碰壳缺点。5接地电阻不合格或接地线断路。应丈量接地电阻，接地线必需良好，接地可靠。6接

16、线板有污垢。应清理接线板。7接地不良或接地电阻太大。找出接地不良的缘由，采取相应措施予以处理 .五、电动机不能起动或带负载时转速低于额定转速的缘由及处置1熔断器熔断，有一相不通或电源电压过低。检查电源电压及开关、熔断器任务情况。2定子绕组中或外电路有一相断开。从电源逐点检查，发现断线并接通。3绕线式电机转子绕组电路不通或接触不良。消除断点。.4鼠笼式转子笼条断裂。修复断条。5形衔接的电机引线接成丫形。矫正接线。6负载过大或传动机械卡住。减小负载或改换电机，检查传动机械，消除缺点。7定子绕组有短路或接地。消除短路、接地处。.六、电动机过热或冒烟的缘由及处置 1电源电压过高或过低。调理电源电压，换

17、粗导线。2检修时烧伤铁心。检修铁心，排除缺点。3定子与转子相檫。调理气隙或车转子。4电动机过载或起动频繁。减载，按规定次数起动。5断相运转。检查熔断器、开关和电动机绕组，排除缺点。.6鼠笼式转子开焊或断条。检查转子开焊处，进展补焊或改换铜条，铸铝转子要改换转子或改用铜条。7绕组相间、匝间短路或绕组内部接错，或绕组接地。查出定子绕组缺点或接地处，予以修复。8通风不畅或环境温度过高。修缮或改换风扇，去除风道或通风口，隔离热源或改善运转环境 .七电机有不正常的振动和声响1转子、风扇不平衡。校正转子动平衡，检修风扇。2轴承间隙过大，轴弯曲。检修和改换轴承，校直轴。3气隙不均匀。调整气隙使之均匀。4铁心

18、变形或松动。校正铁心，重叠或紧固铁心。5联轴器或皮带轮安装不合格。重新校正，必要时检修联轴器或皮带轮。6鼠笼式转子开焊或断条。进展补焊或改换笼条。.7定子绕组缺点。查出缺点，进展修缮。8机壳或根底强度不够，地脚螺栓松动。加固、紧固地脚螺栓。9定、转子相檫。硅钢片有突出的要锉去，轴承损坏要改换。10风扇碰风罩，风道堵塞。检修风扇及风罩使之配合正确，清理通风道。11重绕时每相匝数不等。重新绕制，使各相匝数相等。12缺相运转。修复线路、绕组的断线和接触不良处或改换熔丝。 .八电动机电刷冒火，滑环过热或烧坏的缘由及处置1电刷的牌号或尺寸不符。改换电刷。2电刷压力过大或缺乏。调整电刷压力。3电刷与滑环接

19、触面不够。打磨电刷。4滑环外表不平或不清洁。修缮滑环和去除污垢。5电刷在刷握内卡住。检查排除 .九电动机三相电流不平衡的缘由及处置1三相电源电压不平衡。检查三相电源电压。2定子绕组匝间短路。检查定子绕组，消除短路。3重换定子绕组后，部分线圈匝数有错误。严重时，测出有错的线圈并改换。4重换定子绕组后，部分线圈接线错误。校正接线。.十电动机绝缘电阻降低的缘由及处置1电动机内受潮。进展烘干处置。2绕组上灰尘污垢太多。去除灰尘、油污垢，并浸漆处置。3引出线和接线盒接头的绝缘损坏。重新包扎引出线绝缘。4电动机过热后绝缘老化。小容量电动机可重新浸漆处置。 .十一轴承过热的缘由及处置1轴承损坏。改换轴承。2

20、光滑油脂过多或过少，油质不好，有杂质。检查油量：应为轴承容积的1/32/3为宜，改换合格的光滑油。3轴承与轴颈或端盖配合过紧或过松。过紧应车磨轴颈或端盖内孔，过松可用粘合剂或低温镀铁处置。.4轴承盖内孔偏心，与轴相檫。修缮轴承盖，使之与轴的间隙适宜且均匀。5端盖或轴承盖未装平。重新装配。6电动机与负载间的联轴器未校正，或皮带过紧。重新校正联轴器，调整皮带张力。7轴承间隙过大或过小。改换新轴承。8轴弯曲。校直转轴或改换转子。.十二如何检修电动机绕组断路缺点假设断路点在铁心槽外，又是单股线断开，可以重新焊好并处置好绝缘。假设是两股以上的导线断开，那么要仔细查找线头、线尾，否那么容易呵斥人为短路。假

21、设断路是过桥线或引出线焊接不良，可套上套管，重新焊好。假设断路点在铁心槽内，只好用穿绕法改换缺点绕组。假设绕组断路严重，必需改换整个绕组。假设电动机有急用，也可象电动机短路的应急检修一样，用跳接法将缺点绕组首尾短接，供暂时运用。 .第三节 笼型异步电机缺点 定子铁芯缺点铁芯短路、振动绕组绝缘缺点老化、磨损、过热、受潮、污染、电晕转子缺点转子气隙偏心、笼条断裂断条、端环开裂常见缺点转子偏心、断条、端环开裂和绕组过热匝间短路 .一、 转子断条和端环开裂缺点 电机起动时，转子绕组内短时间流过很大电流，定子绕组电流可达57In转子导条接受冲击电动力、热应力、离心应力 起动、运转、停转过程中的循环热应力和变形作用 由于负载变化和电压动摇时，笼条又要遭到交变负荷的作用，容易产生疲劳转子绕组铸造质量、导条与端环的材质和焊接质量存在问题缺点景象起动时