异步电动机工作状态的监测与故障诊断

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异步电动机工作状态的监测与故障诊断

赵晓明!，刘骏跃(

（!)西安邮电学院，陕西西安%!""*!；()西安科技大学，陕西西安%!""+’）

摘要：电动机工作状态的监测与故障诊断是保障电动机及其相关设备安全、可靠运行的前

提。概述了三相异步电动机工况的监测和故障诊断方法。

关键词：异步电动机；状态监测；故障诊断中图号：,-#"%

文献标识码：.

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前言

异步电动机结构简单、价格低廉、易维护、使用寿命长，是厂矿企业广泛使用的一类动力设备，同时也是机电设备中最重要和关键的设备之一。因此，有必要对它们的运行状态进行有效的监测，对出现的电机故障进行及时地诊断和排除。

在工作现场，传统的电动机监测方法是工况性能监测法，其主要监测量通常为电动机电压、电流、输出功率、定子绕组和铁芯及转轴的温度等常规工况量。这些传统方法成本低、诊断可靠性高。缺点是单独用此方法难以对故障原因和故障位置进行准确定位，也不可能发现早期故障。目前，较先进的在线监测方法有：基于定子电流频谱分析的监测方法，基于振动信号频谱分析的故障检测、相关分析法，概率分析法，基于神经网络的故障监测方法等。本文介绍有关异步电动机状态监测和故障诊断的基本内容和通常做法。"

异步电动机的故障

异步电动机的故障主要有：定子铁芯故障、定子绕组绝缘故障、转子绕组故障、转子本体故障、滑环和电刷故障等。一般来说，由于电机内存在有电路、磁路、绝缘、机械和通风散热等多个相互关联的工作系统，所以电机故障的起因和故障征兆往往表现出多元性。一个故障在电机上常常表现出多种故障征兆，例如笼式异步电动机断条时，会出现振动加剧、启动时间加长、定子电流波动、转速和转矩波动、温升增高等多种故障征兆。而且它们是相互关联的。也有一些相反的情况，即几个故障起因，会表现为同一个故障征兆。在这种情况下，如果仅仅排除某一个故障起因并不能彻底排除故障，必须诊断出所有的故障起因，逐个予以排除。

电动机运行中，由于负载条件、环境条件或其他运行条件改变等原因，会导致电机出现各种故障。

这些故障又会以各种不同的征兆表现出来，其情况

十分复杂。显然只有非常熟悉某电机及其环境的具体情况，才可能准确、有效地对故障作出诊断。这是因为所有的故障都是按照一定机理发生发展的，有一定的客观规律。电机故障诊断正是要根据这种规律，利用先进的检测手段和方法，有效的专家经验，判断故障原因，制定维修方案。#

异步电动机的故障监测与诊断

电动机在运行中，其部件会逐渐劣化，从而暴露出一些不正常状态。电机的检测和诊断就是采用一定的技术手段，利用各种参数变换元件及传感元件，测出与电机故障隐患及其发展趋势相关的状态参数（如温度、绝缘、定子电流等），了解电机的运行和故障情况。通常，电机工况监测和其故障诊断包括#个基本环节和’项基本技术。#个基本环节为：检查和发现异常、诊断故障状态和部位、分析故障类型。’项基本技术是：

（!）检测技术，即合理准确地采集和测量反映电机状态的信息和参数的技术；（(）信号处理技术，即从现场采集到的信号中提取真正反映电机状态的技术；（#）识别技术，即根据电机状态参数和故障征兆信息，判断和识别故障的技术；（’）预测技术，即对电机运行情况和寿命等进行预测的技术。由于事物因果关系的复杂性，通常人们能够检测到的物理参数并不一定是反映故障情况的直接参数。因此，要识别故障必须熟悉电动机各部分可能产生的故障，发生各故障的原因及它们的最初征兆等。通过大量的经验积累，形成一定的数据库和专家系统后，才能保证故障诊断结果有较高的准确性和可靠性。

目前用于电机工况和故障监测的基本方式为：（!）人工定期测定判断，利用便携式诊断仪器定期、定点巡回离线监测。（(）设置自动化在线检测装置，实现工况监测和故障监测的自动化。在线监测就是利用计算机技术对电机运行状态进行实时监测。何时何地采用在线监测方案，应综合考虑必要性和经

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