电气设备故障诊断

电气设备故障诊断第一讲：目的、意义，现状及主要研究方向1.序言

故障诊断技术最重要的意义在于改革设备维修制度，变传统的定期检修为预知维修。不仅节约了大量的维修费用，而且由于减少了许多不必要的维修时间，从而大大增加了设备正常运行的时间，大幅度提高了生产率，产生附加的经济效益。故障诊断是根据设备和工艺过程中发生的各种信息来识别和诊断的。由于信息的多样性，几乎涉及到自然科学的各个领域，需要广泛的理论基础。为了开发设备故障诊断技术，对于别的领域中的诊断方法、别的学科中的理论、方法以及各种现代化仪器的最新成就需给予高度重视，比如振动测试和信号分析、声发射技术、红外测温技术、热象技术、油液分析技术以及各种无损检测技术。可见，故障诊断是多学科交叉的边缘科学。诊断----根据设备运行过程中产生的各种信息来判别设备是正常运行还是发生了异常现象，即识别设备是否发生了故障，称为故障诊断设备诊断技术的背景

设备维修的变迁

现代工业的特点

设备维修的重要性设备事故的危害性对设备不解体监测和诊断的要求越来越强烈维修人员高龄化产生的问题设备大型化、连续化、高速化和自动化。在提高生产率，降低成本，节约能源和人力，减少废品，保证生产质量等方面有很大的优势。另一方面，由于设备发生故障而造成的损失成比例增加。现代化设备技术先进，结构复杂，点检工作量大，一般情况下很难依靠人的感官和经验把故障因素检查出来，且不允许随便解体设备。要求采用先进的仪器和科学的方法，进行监测和诊断。在许多工业化国家中，一方面经验丰富的“标准眼”，“标准耳”越来越少，另一方面青年维修工人往往缺乏应有的素质——丰富的经验。寻求专家经验的在时间和空间上的延续。解决问题的出路

对设备维修工作进行改革

管理方面经济方面技术方面用“设备综合工程学”的观点来确定维修方针、目标、组织人员和管理系统。以寿命周期费用最佳化为目标，根据对维修的经济性评价，从维修费、劣化损失、固定资产转移和折旧等因素来确定维修的方针、目标、组织人员和管理系统。大力发展设备监测和诊断技术，最引人注目的是故障诊断技术，改革维修方式。2.

技术诊断学基础

一些认识

1．诊断是一种新技术传统的诊断技术（或原始的诊断技术）是凭人的感觉、听觉和人的经验对机器设备的健康进行诊断的方法，几乎是与机器的发明同时发生的。现代的诊断技术是指应用最新的现代化仪器设备和电子计算机系统等当代的最高技术来检查和识别机械设备及其零、部件的实时技术状态，诊断它是否健康的技术。2．技术诊断的基本思路识别现状预测未来

3．目标诊断的目的是为了预防事故的发生，包含失效分析和故障预防技术诊断学基础一些认识

名词及定义

故障的定义故障在英语中是Fault，或失效Failure故障比失效广泛些，有时机器发生轻微或不很严重的故障时，它还没有完全失效。机器故障——一台机器在它应达到的功能上丧失了能力称为这台机器发生了故障。故障包括使机器设备立刻丧失其功能的破坏性故障、降低设备功能的但没有完全丧失功能的功能性故障和人为的误操作停车故障。产生故障的原因有人为误操作、由正常磨损或疲劳使机械设备达到其自然寿命和环境影响等三方面的因素。2.技术诊断的定义技术诊断就是对系统的运行状态做出判断，其含义是定量地识别系统的状态。系统指机械设备、工艺过程、工程结构或生产系统，系统的状态是指系统运行中其功能是良好、正常、劣化或发生故障。如果系统是指机械设备，那么技术诊断就是机械设备故障诊断，要求定量地掌握设备的状态，即掌握其性能和强度，了解零件的应力状态、性能的劣化和零部件的损伤等等。从理论上讲技术诊断就是系统辨识。3.技术诊断学的定义识别系统运行状态的科学就是技术诊断学，它研究系统运行状态的变化在诊断信息中的反映。由于诊断信息的多样性，几乎涉及到自然科学的各个领域，所以需要广泛的理论基础。诊断学是多学科交叉的边缘科学技术攀诊断鹅学基恳础一些乔认识名词测及定锤义技术院诊断唉学的棵内容1．诊断捧对象零部芳件的降技术仿诊断孟和系腾统的躁技术矛诊断催。系傅统故派障与栽部件尿故障赌互相伟有关葬但也桑有差掩别，尼而部评件故绞障与菊系统叙故障胳的关搏系，碑对于吗不同练的系哪统也弓不相究同，哪必须续具体单分析惨后才参能确门定。2．诊断唐过程技术锄诊断杂学的曲内容灯包括状态眉监测、识别剂诊断和预测三个袄方面挖，在抽预测尽系统们的可伟靠性羡和性猾能时寺，如泪果识象别出饿异常虑状态框，就范要对磨其原校因、河部位玩和危滑险程棍度进怖行诊矛断和革评价气，研幸究决忙定其岂修正粉和预伞防的稻方法伙，整斩个诊约断过捧程表京示在强框图沫中。一个暗系统挎在运极行过鬼程中说必然未有能镜量、串介质窃、力慈、热毛及摩粱擦等饮各种喷物理挨和化吸学参别数的嗓传递糊和变料化——产生细各种送各样冻的信坊息。拣这些躲信息伪的变两化直泉接和蚊间接钳地反泥映出梅系统威的运板行状晌态，础也就虹是说芹正常草运行丛和异呼常运送行时用的信牲息变溪化规组律是脸不一暮样的欢，技日术诊舍断就慨是根乐据机酒器运气行时份产生斥的不骂同的域信息德变化傍规律狗——寄信息妥特征液来识来别机句器是址处在咽正常远运行帮状态编还是状异常购运行右状态露的。技术劳诊断佣的过研程——包括沃“信任息的把采集搁、处效理系虹统”智和“息状态迫识别武、故冬障诊铅断和倚决策逼系统抄”两奇大部旬分。信息倒采集芽和处斩理系乒统包代括把凭信息挺转换庙成电但信号糟输出熊的传傅感器犁和对浩电信呈号进漂行数拘据处呜理的创信号为处理踩系统速；状夫态识沈别和压诊断趋决策炕系统雾包括演状态恒识别鸡——纪系统粘运行智特性鼠辨识随、标钥准图仰和标划准谱希数据机库及扎诊断背决策禾。技术淘诊断浅学基脊础一些瘦认识名词评及定缺义技术撑诊断灿学的疗内容技术拜诊断律的分洋类1．茄功能化诊断惜和运圆行诊悠断2．炊定期盟诊断杂和在菠线监捉控3．筝直接旋诊断弦和间际接诊苍断4．刘常规屡诊断角和特端殊诊滤断5．熊简易江诊断翅和精液密诊闸断简易阀诊断一般槽由现译场作购业人上员实抢施，仰能对速设备饥的状鉴态迅广速有慌效地聚作出扰概括槐性的策评价设，它阴具有醉下列恳功能努：l设备跃的应源力状初态和嫌趋向厨控制通，异剖常应瓜力的挖检测脏；l设备蚀的劣芒化和咳故障标的趋漠向控累制及恐早期锣发现盆（功仅能方母面）览；l设备劫的监构测与乐保护附，及趁早发吗现有惨问题醒的设堵备。精密针诊断目的呆是对齐由简多易诊滨断判义定的疯“大抬概有集点异蓬常”漫的设讯备进迁行专户门的偏精确星诊断却，由拴精密怖诊断旁的专趣家来导进行增，它居具有俘下列弟功能避：l确定深故障事的类秧型，览了解芝故障粱产生翼的原浆因；l估算点故障球的危脚险程布度，聚预测麻其发阿展；确定裙消除番故障如、恢苹复和不改善下机械煌设备踢正常含状态阔的方呈法。精密瓶诊断养技术腊的功锦能包呜括应笛力定炎量技况术、扛故障肃检测摧分析建技术装。应力酱定量垄技术渣指用架试验望测定犁和计插算技技术对末设备雀的各宾种应仰力（辈如电坡应力强、机赚械应离力、追化学绩应力唐、温乓度应刊力和桥等）考定量定判定估。故障票检测色分析意技术择指用网失效屡分析城和故黑障诊孝断技琴术对军设备势的关路键零康件进跨行检朗验、乏分析乡丰和对清各种辱设备费、结犁构、跳工艺娃流程事进行罗诊断拾的技誓术，必要置内容：与异忍常或些故障闻相对丢应的寇信号摧的检黑测引出小信号蛾的特徐征，哗即信洪号处伸理识别大故障积原因缠，标科定故害障部情位，植即用油于判样定故室障的笼软件技术辽诊断阻学基猾础一些浓认识名词宅及定廉义技术咽诊断锻学的碧内容技术值诊断冠的分欣类技术亮诊断傍的经颠济效姻益潜在逮效益：维修糟量优化览维修昨工作陶的周架期和青内容仇，减羽少维榆修费拘用；因素旨的重就要性所取决户于设急备在辽系统段中的不地位。故障惭率降低藏一些职设备寄的不装可用爷率，主提高练运行逗效率陡；可靠恶性在过庄负载蝇期间掉，能驾提高刚设备楼控制猫性能画和运甘行可吐靠性场。对经涌济效满益的仁评估牙是一划个很领复杂帜的问授题，奔一致歉的看皮法是佳经济国效益宇主要酷表现宁在减业少事酱故、首降低录维修诊费用盘、减后少维竟修时翁间、痒增加吴运行淘时间衬。3.技术裁诊断斤的发刮展概草况欧洲感维修扔团体迁联盟往（FE份NM萄S）英国宇提倡亏的设储备综常合工羽程学却（Te坦ro堂te栽ch熟no版lo漠gy）美国笛的后偷勤学嗓（Lo本gi答st闪ic绳s）19惕86缠年6拳月4至日~爹7日动在沈关阳东述北工迁学院重召开碌了国纪内第袄一次分机械过设备庙诊断杯技术织国际洁会议古，会医上交点流了谣10淹0多震篇论玻文1.很诊断障技术饮的发找展动腐向，切诊断巾方法英和原严理，饶疲劳鹿失效赢及可焰靠性则；2.摊旋转狮往复步机械贤的技习术诊域断，受事故膜分析赵及预渔防；3.竟工程夜结构竟、机启械零崭件和榨工艺裂过程垫技术欲诊断适的研代究与朱应用判；4.虎诊断基、监狸视、倡测试侍仪表稍、计孔算机股在诊但断技羞术中护的应葛用故障晚诊断作和状咽态监吵控的咱应用刘现状国外：★袜美国哥最早骆，1粥96冻7年云美国芹宇航在局倡雹导成数立了写机械惕故障方预防虏小组钱（"MF记PG脑"）★纽奉70年代垮英国融机械芝保健谨中心馅成立温，并志用于曾核发绝电、阅钢铁易、电才力等匀诊断赶。★尚71脊年日搂本开贝始发地展自疮己的TP钞M（全员烂生产刚维修腿）：卸钢铁祝、化艳工、薯铁路★侧欧美努许多奴国家高都在逐重视乌发展偏。如盾瑞典SP妙M轴承曾监测妇、挪用威船佩舶诊浙断、杏丹麦B&懂K的振术动与姐声发律射诊节断故障亲诊断鹅和状捕态监竞控的岗应用育现状国内：★债天津辣大学姑从1剩98品2年蔬起研翅究齿欲轮传怪动、晓轴承伴、齿客轮箱飘、切胸削过之程等浪方面倍的诊诞断与熊监控胃技术猜，成般果有变：1、臂设突备的拢智能匹诊断烫与预蛇测维昂修系箱统2、妇设谎备在益线自阁动报营警与蔽保护库通用乎监控辣系统3、诵动鸟态测伟试与轨信号盒分析趴系统4、现模匆态分绞析系漂统★迷华中极理工必大学黎研究巾开发张的汽宰轮发惨电机墓组诊报断专逆家系血统、双钢丝庙绳诊授断系迹统★忙西安桶交大勉：旋烛转机氧械故克障诊毁断RB睬-2夹0，用于蹦炼油原行业★词国防京科大斜：望浸远号合远洋初考察竞船的叨在线红监控策与故接障诊膝断系愿统★画哈工舱大：怪2羽0万kW汽轮奔发电峰机组允诊断故障裳诊断对和状盘态监木控的申应用室现状特点：★括技术育研究插和积霜累较钱多★蒸在石尖化、达电力冲等方梢面的身应用醉较多胃，效郑益好唉、易总诊断★径传统济机械沾制造渡业应碑用少驱，主把要原占因是衔传动浩结构肠复杂灰、企亿业效换益普烫遍不续好★秩汽车臂制造敞业已垦经逐尺步重任视，张如：乞玉柴印、吉溉普、展桑塔布纳、各一汽骄、重添庆长昼安、够"九全五"解攻关勿项目铜等技术晴诊断暑应用聚的动组向现在院国内申外已白把技坛术诊种断应腹用到考各种青机械激设备灭、仪夫器仪鲁表，错电子柜器件阳和电贸子计适算机销、交斤通工荐具和渡航空炮航天定器中兄；应厘用到训工程硬结构别方面诉，譬望如对纹各种驱建筑森和水赠工结县构、笨桥梁脾和钢坊结构矮等进唱行损射伤诊雕断；汁焊缝拦质量填的诊折断也谜引起侦了人炭们的匠兴趣婚，这赶样技认术诊叠断从绸设备扎的故朗障诊山断发婆展到肿产品汉的质雷量检习验和呆结构维损伤甜或完仍好程福度的乎鉴定哗。在工歌艺过浙程的它诊断顿和控举制中桑，在山国内传已广泊泛地损开展壶了机黄械加把工工躁艺质勺量的亿监视巨、诊爪断和接控制细，对活带钢娃冷轧丧质量贞的振搂动监管测，遮对热依处理昏工艺帐过程横，炼痛钢工就艺过镇程和锄化工届工艺紫过程颠的诊燥断；怕发展正到对妻控制脖系统许、电划网输遗配等雹能源浊系统植的故译障诊套断。诊断行方法稼的发疏展方姨向60莫年代租计算水机技茶术的允飞速郊发展及，出场现了而快速店富里发叶变沟换，溜从而翠把信碍号处阻理和腔分析若技术庙的软慎件和北硬件研推向纠新的钓高度侄。设备牵系统球和零拔部件俩的可孟靠性模工程雹的发舌展以笋及对忠零件亮失效秒分析假机理欠的研寄究等盯等。匙推动钩了技励术诊福断的降飞速惭发展关。国内犁外对俩别的早领域省中的艳诊断甜方法伪、理盒论和胞各种遥现代宰化的齿仪器桶的最李新成殖就保腾持高装度敏漆感性饭，凡拣是成熟绩的可线借用镰的拿翻来就埋用，益不成菜熟的鞠也拿挥过来无完善尽它，使醋它适不用于腰诊断绝的目践的。偏象振就动信乔号处附理技擦术、鲜声发饰射技霞术、团红外特测温膊技术肯、油辟液分膨析技杜术以缘瑞及各乔种无贸损检宇测技纳术，粥都是杏被借卵用于厦诊断宁目的蒸，成谈为设锯备诊花断技旋术的墨重要贺内容要。两庙种以搭上方团法的闹综合前诊断惨具有驱较高秆的确催诊率嫁，象柿振声仍诊断默就是报其中欧最活柳跃的载代表景。诊断由的智穴能化皆是重驰要的闻研究推课题。诊断腾理论草的发出展动絮向诊断豆技术仿是根奋据设痕备运宣行过巨程中绘发生淋的各尤种各蚕样的救信息蚀（一次刘信息）来堪识别孕和进鄙行诊芽断的档，或垂者对惧结构查、零杰件和们部件浩进行牺激励厅使之凭产生杆各种梢不同舒的信衰息（二次虏信息）来诊斜断其辣损伤技。由于抹信息桶的多泰样性士，诊杠断技福术的念理论才基础让非常刃广泛坡，已咐经应云用到再自然溜科学桥的各您个学么科。陪涉及泻最多店的学隙科有惜高等槐数学藏和现闪