電機(jī)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

王震宇

摘要：隨著科技水平的不斷進(jìn)步，電機(jī)已被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。作為機(jī)械設(shè)備的動力源，可以將電能轉(zhuǎn)換為可用的機(jī)械能，從而保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但電機(jī)一旦運(yùn)轉(zhuǎn)時間過長，負(fù)荷壓力過大，再加上各種外部環(huán)境因素的影響，很容易出現(xiàn)故障問題。如果不能及時的進(jìn)行判斷和處理，就會使電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至造成電機(jī)的損壞，而給企業(yè)帶來無法估量的損失。所以電機(jī)故障診斷技術(shù)是非常重要的，它是確保電機(jī)正常、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。通過對電機(jī)故障診斷原理進(jìn)行分析，來研究電機(jī)故障診斷技術(shù)及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)電；故障診斷技術(shù)；現(xiàn)狀研究；發(fā)展趨勢

引言

電機(jī)由于日夜不斷的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，加之技術(shù)工作者的不當(dāng)操作使得電機(jī)時不時地發(fā)生故障。有效降低電機(jī)故障的次數(shù)，是當(dāng)今企業(yè)發(fā)展以及工人的發(fā)展所面臨的一項挑戰(zhàn)。本文結(jié)合具體工作經(jīng)驗，對電機(jī)故障產(chǎn)生原因進(jìn)行一個具體的分析研究。

1電機(jī)常見故障

1.1電機(jī)軟啟動器故障

主要表現(xiàn)在設(shè)備不能正常啟動，檢查后沒有發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致故障的外部原因。用電筆測量中間繼電器的線圈發(fā)現(xiàn)兩個接線端都不亮；用電筆檢查發(fā)現(xiàn)軟啟動器9號端子有電；10號端子無電。據(jù)此判斷軟啟動器旁路繼電器9-10號節(jié)點(diǎn)不閉合，導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作。通過分析該電機(jī)的控制原理圖（如圖1所示），發(fā)現(xiàn)該軟啟動器內(nèi)部旁路繼電器的輸出節(jié)點(diǎn)控制的是JZ7-44型中間繼電器的線圈，繼電器的輸出節(jié)點(diǎn)不通引起JZ7-44型中間繼電器不吸合，最終導(dǎo)致旁路接觸器不能吸合。

2電機(jī)振動故障

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，由于電機(jī)可以作為原動機(jī)帶動機(jī)械生產(chǎn)，電機(jī)被廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)之中。電機(jī)在實際的運(yùn)作中，經(jīng)常會有振動現(xiàn)象的出現(xiàn)，這種振動會加速電機(jī)及其相關(guān)機(jī)械的老化和損壞?，F(xiàn)實生活中，電機(jī)振動導(dǎo)致其毀壞所帶來的經(jīng)濟(jì)損失是不容忽視的。因此，對于電機(jī)振動的起因要做詳細(xì)的分析，然后對癥下藥，提出具體的解決方案和防范措施。處理電機(jī)的振動要運(yùn)用科學(xué)合理的方法和相關(guān)技術(shù)。具體的電機(jī)振動原因都是錯綜復(fù)雜的，對于電機(jī)的進(jìn)一步分析和處理提出了更高的要求。因此，對于電機(jī)的振動故障處理，要做到思路明確、從源頭出發(fā)，找出其振動的產(chǎn)生根源，再對癥下藥，最大限度的降低由于振動所帶來的毀壞損失。一、電機(jī)振動帶來的危害振動是眾多機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時所產(chǎn)生的一個普遍現(xiàn)象，一般的機(jī)械都有振動的現(xiàn)象，電機(jī)也不例外，在其實際運(yùn)作時也會產(chǎn)生各種各樣的振動。在有關(guān)工作人員的詳細(xì)了解與分析之下，歸納出了電機(jī)振動帶來的幾大危害：（1）振動隨著時間的延長會損耗一定的能量從而影響其工作效率；（2）振動對于軸承的磨損，很大程度上會降低其使用壽命；（3）振動導(dǎo)致的摩擦?xí)沟秒姍C(jī)的部分零件出現(xiàn)彎曲或是斷裂；（4）振動也會使得電機(jī)端部的線松動，線組相互碰撞最終導(dǎo)致電阻絕緣；（5）振動引起的零部件的松動會影響其他機(jī)械的正常使用。

3電機(jī)故障診斷技術(shù)

3.1軟啟動故障診斷

由于沒有備用軟啟動器，為了不影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，決定用一個JS114P型時間繼電器的延時閉合接點(diǎn)來代替電機(jī)軟啟動器的內(nèi)部繼電器接點(diǎn)，使旁路接觸器在啟動結(jié)束后正常吸合，將電機(jī)軟啟動器從供電系統(tǒng)中切除。此外，為了防止外部電氣元件如中間繼電器線圈短路導(dǎo)致軟啟動器7-8接點(diǎn)損壞，在2kA的線圈回路增加一個熔斷器FU2，其內(nèi)部選擇安裝額定電流為1A的熔體，使軟啟動器的內(nèi)部繼電器受到FU1和FU2兩個熔斷器的雙重保護(hù)。按上述思路改變接線，再次啟動電機(jī)，旁路接觸器能正常吸合。按下停止按鈕，電動機(jī)能正常停機(jī)。這說明用時間繼電器來代替內(nèi)部繼電器是可行的方案，其控制原理如圖2所示。

3.2電機(jī)振動故障

3.2.1電機(jī)機(jī)座振動的主要原因及處理方法

電機(jī)機(jī)座在實際運(yùn)用中產(chǎn)生振動的主要有以下兩方面：（1）振動產(chǎn)生大量的激振力；（2）電磁振動所帶來的機(jī)座振動。有關(guān)工作人員在對其進(jìn)行詳細(xì)的了解分析之后，得出結(jié)論：軸承座位置的設(shè)置對于機(jī)座的振動影響也較大，其位置的高低、平整與否會在一定程度上影響軸承帶來的振動。減少機(jī)座振動的方法：（1）在鐵心與機(jī)座之間的連接設(shè)置成一種靈活多變的彈性構(gòu)件，利用這種原理來堅強(qiáng)振動對機(jī)座的影響程度；（2）合理控制機(jī)座本來的振動頻率。

3.2.2轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的振動及處理方法

由于轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)造成的電機(jī)振動有以下三種情況：（1）靜不平衡，離心力在支座上產(chǎn)生的振動；（2）動不平衡，離心力偶對支座產(chǎn)生相反的反作用力；（3）混合不平衡，電機(jī)實際運(yùn)行時的一種常見狀態(tài)。混合不平衡是動靜不平衡時產(chǎn)生的作用力，綜合作用在支座上產(chǎn)生的振動。處理轉(zhuǎn)子不平衡振動的方法有：（1）運(yùn)用動平衡檢驗的基本原理來解決，通過轉(zhuǎn)子不平衡轉(zhuǎn)動時，離心力導(dǎo)致產(chǎn)生的振動找出其具體的不平衡的位置以及不平衡的大小，然后通過加減重量的方式來使其消除；（2）而轉(zhuǎn)子質(zhì)量所引起的振動，需要提前做好有關(guān)平衡試驗準(zhǔn)備。在實際運(yùn)行操作過程中，必要情況下，可以運(yùn)用測振平衡議對轉(zhuǎn)子進(jìn)行一個平衡試驗，最大限度的降低由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量造成的不平衡。

4電機(jī)故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

我國的電機(jī)故障診斷研究起步較晚，目前雖然已具有了很多試驗性方法，但由于受到技術(shù)上的限制，再加上操作過于復(fù)雜，測量結(jié)果也不夠準(zhǔn)確，而未取得明顯的進(jìn)展。直到近些年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，對電機(jī)故障診斷技術(shù)的研究也獲得了迅猛發(fā)展。除了解析模型法，有關(guān)信號處理和專家理論的故障診斷方法也得到了很多的研究。不過，許多方法仍是局限在有關(guān)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的故障問題診斷，對于開啟、加速等動態(tài)狀況下的診斷仍顯不足，還需予以足夠重視。其中，信號處理中的熱點(diǎn)小波技術(shù)，有著較好的局部化特征，可準(zhǔn)確的獲取到瞬變信號的特性，因此可以應(yīng)用于動態(tài)數(shù)據(jù)的分析中。此外，專家知識理論的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有著自學(xué)習(xí)、并行處理的能力，可以用于處理、分析非線性的故障問題等。

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，電機(jī)的故障診斷表現(xiàn)出復(fù)雜性的特點(diǎn)，而且很多方法都有其不足之處。除此之外，多數(shù)的研究都需要由實驗過程得到盡可能完整的數(shù)據(jù)，但在實際中遇到的情況，數(shù)據(jù)不可能是完整的，這就大大影響了故障診斷的最終質(zhì)量。所以說，只是運(yùn)用一種理論、一種技術(shù)進(jìn)行故障診斷，很難實現(xiàn)診斷過程的快速性與準(zhǔn)確性，因此要將各種技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，實現(xiàn)理論的交叉融合。而且近年來隨著信息技術(shù)、人工智能技術(shù)以及各種高性能算法的發(fā)展，使人們可以實現(xiàn)更加準(zhǔn)確地故障診斷與處理。通過上述分析表明，電機(jī)故障的診斷需要將多種理論、方法結(jié)合起來和各取所長，才能實現(xiàn)故障的高效診斷，這也是故障診斷技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。

結(jié)束語

總的來說，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電機(jī)被廣泛的應(yīng)用到各個行業(yè)與領(lǐng)域，但在電機(jī)的應(yīng)用過程中，一旦保持長時間的不間斷運(yùn)行，或是負(fù)荷壓力過大，以及受到各種外部因素的影響，都會引發(fā)各種故障問題。如果不能及時的加以處理，就會使電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至帶來嚴(yán)重的安全隱患，而給企業(yè)造成難以估量的重大損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦凱，邊莉，張寧.基于智能方法的電機(jī)故障診斷技術(shù)綜述[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2016（01）：19-22.

[2]徐波，黃陳蓉，盧阿麗.感應(yīng)電機(jī)常見故障及關(guān)鍵故障診斷技術(shù)分析[J].微電機(jī)，2015，48（05）：106-110.

[3]胡為，高雷，傅莉.基于最優(yōu)階次HMM的電機(jī)故障診斷方法研究[J].儀器儀表學(xué)報，2013，34（03）：524-530.

[4]沈艷霞，紀(jì)志成，姜建國.電機(jī)故障診斷的人工智能方法綜述[J].微特電機(jī)，2004（02）：39-42.

[5]侯志祥，申群太，李河清.電機(jī)設(shè)備的現(xiàn)代故障診斷方法[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2003（06）：61-63+90.