電動機在線狀態(tài)的監(jiān)測技術(shù)的研究

摘 要：電動機是設備的動力裝置，其狀態(tài)穩(wěn)定與否直接影響設備的運行。通過對電動機運行狀態(tài)的監(jiān)測能夠隨時掌握其實際運行情況，由此可以預先發(fā)現(xiàn)電動機的缺陷及隱患問題，從而降低電動機的故障發(fā)生幾率?；诖它c，本文首先簡要闡述了電動機在線狀態(tài)監(jiān)測的重要意義，在此基礎上對電動機在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應用進行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)﹄妱訖C使用壽命的延長有所幫助。

【關鍵詞】電動機 監(jiān)測 診斷

1 電動機在線狀態(tài)監(jiān)測的重要意義

電動機歸屬于能量轉(zhuǎn)換設備的范疇，它可以將電能轉(zhuǎn)換為機械能，由于電動機的使用和控制非常方便，從而使其在多個領域中得到了廣泛應用，如工業(yè)生產(chǎn)、國防、交通運輸、醫(yī)療電器設備等等，電動機作為一種動力驅(qū)動裝置，它最主要的作用是為相應的設備提供動能，由此使得電動機具有了不可替代性的特點。隨著各行各業(yè)的不斷發(fā)展，對電動機的需求量日益增大，為了滿足不同領域的實際應用需要，電動機產(chǎn)品的類型進一步增多，每一類電動機有著不同的規(guī)格、結(jié)構(gòu)形式及使用條件，雖然電動機的類型有所差別，但是幾乎所有電動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都非常近似，具體包括機械部分、電路、磁路及絕緣等等。在很多應用領域中，電動機經(jīng)常都需要保持連續(xù)不間斷地運轉(zhuǎn)，加之運行環(huán)境的影響，使得電動機的故障發(fā)生率相對較高，由于電動機的故障較為復雜，且與多方面因素有關，從而導致了電動機的維修技術(shù)難度大，對維修人員的技術(shù)水平要求較高。就工業(yè)生產(chǎn)而言，其應用的電動機多為大型異步電機，其運行狀態(tài)的優(yōu)劣，對工業(yè)生產(chǎn)過程有著直接影響，如果電動機出現(xiàn)故障，不但會導致自身受損，而且還可能造成工業(yè)生產(chǎn)過程中斷，由此會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。為了有效減少或杜絕電動機故障問題的發(fā)生，需要對其運行狀態(tài)進行監(jiān)測，電動機在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的出現(xiàn)及其在電動機上的應用，除了可以防止電動機重大事故的發(fā)生，還能在較短的時間內(nèi)找到故障原因，給維修工作提供可靠依據(jù)。由此可見，對電動機的運行狀態(tài)進行監(jiān)測顯得尤為重要。

2 電動機在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應用

2.1 監(jiān)測模式

對于一些較為重要的生產(chǎn)工序而言，其通常需要電動機保持長時間、連續(xù)不間斷地運行，在這樣的工序當中配置狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能夠起到如下作用：一是能夠?qū)﹄妱訖C進行有效的保護，提前發(fā)現(xiàn)電動機中潛在的故障和隱患問題，避免突發(fā)性故障引起設備損壞和危及操作人員人身安全的情況發(fā)生；二是對電動機的運行狀態(tài)參數(shù)進行持續(xù)監(jiān)測與采集，并將采集到的數(shù)據(jù)信息存儲到數(shù)據(jù)庫當中，通過對參數(shù)的比較分析，對電動機的實際運行狀態(tài)進行評估，為檢修提供依據(jù)。

2.1.1 保護性監(jiān)測

這種監(jiān)測模式是從確保電動機運行安全的角度出發(fā)，其能夠提供與電動機運行狀態(tài)有關的參數(shù)。采用該監(jiān)測模式對電動機狀態(tài)進行監(jiān)測時，需要將傳感器安裝在被監(jiān)測電動機上，以此來對電動機進行連續(xù)不間斷地監(jiān)測，通過測量值與設定值的比較，如果測量值超限，便會發(fā)出報警信號，并在達到危險值時，自行切斷電路，使電動機停止運行，防止故障問題進一步擴大，造成電動機損壞。

2.1.2 預知性監(jiān)測

這種監(jiān)測模式是從評估電動機運行狀態(tài)的角度出發(fā)，主要包括電動機運行狀態(tài)的趨勢預測與分析兩個方面，通過對變量與其它參量之間關系的處理，評估電動機當前的運行情況。該監(jiān)測模式可應用于監(jiān)測電動機的軸承、齒輪箱、轉(zhuǎn)子等等，由于這些部件在出現(xiàn)故障的初期，均會伴隨有相應的征兆，借助頻譜分析，便可及時發(fā)現(xiàn)故障問題，給維修工作提供依據(jù)。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應用

2.2.1 電流監(jiān)測技術(shù)

這種監(jiān)測技術(shù)在異步電動機中比較常見，它是目前異步電動機監(jiān)測最為有效的方式之一。由于電流信號的采集比較容易，因此可將之做成非侵入式，這種監(jiān)測技術(shù)較為突出的應用優(yōu)勢在于能夠與電動機保護和調(diào)速系統(tǒng)進行有效集成。當電動機的定子繞組發(fā)生匝間短路故障時，可將負序電流及負序阻抗作為故障監(jiān)測及診斷依據(jù)；若是電動機出現(xiàn)氣隙偏心問題時，在圓周上氣隙磁導會呈現(xiàn)出不均勻分布的狀態(tài)，這樣便可在定子電流中感應出故障特征的諧波分量，從而對故障性質(zhì)進行判斷。

2.2.2 振動監(jiān)測技術(shù)

這是一種借助振動傳感器對電動機軸承或機座振動頻率進行監(jiān)測的方法。電動機處于正常運行狀態(tài)時，軸承及機座的振動頻率一般不會出現(xiàn)較大的變化，如果電動機發(fā)生故障，則會導致軸承的振動頻率出現(xiàn)變化，通過傳感器可以對電動機的振動頻率進行實時采集，與已知的故障特征頻率進行比較后，可以判斷故障的性質(zhì)，并找出故障部位。

2.2.3 溫度監(jiān)測技術(shù)

這種監(jiān)測方法是通過埋置在電動機軸承、定子繞組等部位的溫度傳感器，對電動機運行過程中的溫度信號進行檢測，從而判斷電動機是否存在故障。溫度監(jiān)測是應用較早的一種電動機狀態(tài)監(jiān)測方法，雖然這種方法能夠?qū)﹄妱訖C的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，但由于受傳感器布設位置的限制，使其很難準確對電動機故障進行定位，所以這種監(jiān)測技術(shù)常被用于電動機的運行狀態(tài)分析。

2.2.4 功率監(jiān)測技術(shù)

這是一種新型的電動機狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，其主要是通過對電動機運行過程中瞬時功率的分析進行故障監(jiān)測與診斷。如，對線電壓與線電流構(gòu)成的瞬時功率進行監(jiān)測，能夠發(fā)現(xiàn)電動機轉(zhuǎn)子側(cè)的故障問題；對三相線電壓與線電流構(gòu)成的瞬時功率進行監(jiān)測，可以診斷電動機的其它故障問題。

3 結(jié)論

綜上所述，電動機作為動力裝置，它的運行狀態(tài)穩(wěn)定與否關系重大。通過監(jiān)測技術(shù)的應用，能夠反映出電動機的實際運行情況，及時發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和隱患問題，據(jù)此提出解決處理措施，在確保電動機安全、穩(wěn)定、可靠運行前提下，降低故障發(fā)生幾率，延長其使用壽命。在未來一段時期，應當加大對電動機在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究力度，除了應當對現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)進行不斷改進和完善之外，還應開發(fā)一些新的技術(shù)，從而為電動機的穩(wěn)定運行提供保障。

參考文獻

[1]孫生書，張守杰，董樹萍.電動機離線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)探討[J].大科技，2014.

[2]謝衛(wèi)才，林友杰，楊青.礦用電機車狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].計算技術(shù)與自動化，2010.

[3]嚴愛芳，郭莉娟，程軍圣.風力發(fā)電機在線狀態(tài)監(jiān)測儀的設計及應用[J].測控技術(shù)，2013.

[4]姚家松.高壓電動機在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)探討[J].煤礦機電，2012.

作者簡介

李黎（1982-），女，江蘇省徐州市人。碩士學位?，F(xiàn)為江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學院講師。研究方向為計算機在線網(wǎng)絡監(jiān)測。

作者單位

江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學院基礎部 江蘇省徐州市 221116