如何检测设备故障

如何检测设备故障

对于传统工业来说检测设备必不可少，这是减少企业停产带来经济损失的必要预防手段。设备故障一般都是电机故障导致。

无论是何种设备，电机内部按能量转换的原理分为三个环节（或称系统）：电气环节、磁耦合环节、机械环节。因为这三个环节的能量形式不同，所应用的故障诊断技术相应地有所差异。

电气环节的故障主要通过电机检测仪对电压、电流的各种测量和分析来诊断。

下面分享下我在工厂测量的一次实际经验。

将AT电机故障诊断系统与设备相用传感器连接，连接位置如下：

一台四极电机，P=2，转子的槽数ZR =40，定子槽数ZS =48，先计算其模态阶数K：

图9—6是对这台电机在距其一米的位置，用电容式传声器测试的声音信号的频谱。其中，fk0=1000Hz，fk1=1100Hz的频率成分能明确地看出来，此时，前述的fk1=1100Hz是占主要的，而fk2=900Hz则看不出来。

直流电动机的主磁极和转子绕组之间作用着半径方向的电磁力F(x，t)——这是振动的原因，它可用下式表示：

图9—7 电磁力F(x,，t)在圆周上的分布——振型模态这个力F(x，t)在空间上以余弦波cos(μZRx)在圆周上分布，圆周上具有的余弦波数根据μ的值如图9—7所示分布。并保持这种分布形状以槽角速度(μZRωr)旋转，形成激振力引起定子振动。　定子根据μ的值产生伸缩模态、弯曲模态、椭圆模态、三角形模态而变形。

这个振动电磁力F(x，t)在时间上从式9—6第二项看，是用cos(μZRωrt)表示的余弦波，因此，作为振动频率体现出的成份是下式的槽频率Fz。

直流电机主要的激振力为这个Fz和其高次谐波。当槽数ZR=75，极对数2P=6时

对于同步电机的电磁噪声和振动频率，它有一个大的特点，就是与电网频率成整数倍的关系。在同步电机中，有二类径向力波引起的振动必须注意。其一是二倍电网频率的振动；其二是定、转子谐波磁场相互作用，而产生的径向力波引起的振动。

对于直流电动机的故障特征可以归纳为以下几条：

1、如果转频fr的振动很明显，则有不平衡、轴弯曲等机械异常。

2、如果2xfr振动明显，则有不对中等安装方面的异常。

3、槽频率fz以及边频带fz±fr的振动明显，则有包括电路异常的电气故障的可能。

4、如fz和fn接近，则设计不合理。

5、高频fc成分明显时，线圈绝缘磨损或楔松动。