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電機(jī)電器狀態(tài)檢測與故障診斷
電機(jī)電器狀態(tài)檢測與故障診斷
[摘 要]電機(jī)電器狀態(tài)檢測與故障診斷是設(shè)備故障診斷技術(shù)的一部分內(nèi)容，明確并掌握電機(jī)電器故障診斷技術(shù)的原理、特點和方法等基本內(nèi)容是一名合格的電氣設(shè)備維護(hù)和管理人員所必備的知識，也是保障和提升電氣設(shè)備維護(hù)管理水平、確保電氣設(shè)備安全正常運行所必須的客觀條件。
本文將當(dāng)前電機(jī)電器故障診斷技術(shù)的特點進(jìn)行概述，并介紹電機(jī)電器故障診斷技術(shù)的常用技術(shù)，重點論述電機(jī)電器狀態(tài)檢測與故障診斷的方法和流程。
[關(guān)鍵詞]電機(jī)電器 電氣設(shè)備 狀態(tài)檢測 故障診斷
引言
設(shè)備診斷技術(shù)對保證設(shè)備的正常運行來說具有及其重要的現(xiàn)實意義，可以在設(shè)備帶負(fù)荷運行時或者基本不拆卸的情況下通過檢測和分析設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)，對其工作狀態(tài)進(jìn)行評判，判斷其是否存在故障、異常，并發(fā)現(xiàn)異常和故障的具體位置和趨勢，進(jìn)而安排合適的修整方案。
設(shè)備診斷技術(shù)包含三大部分的內(nèi)容，即檢查和發(fā)現(xiàn)異常――診斷故障類型和部位――分析故障類型，在此過程中需要用到的最基本的技術(shù)為檢測、信號處理、識別、預(yù)測技術(shù)。
一、電機(jī)電器故障診斷技術(shù)的特點
首先，電機(jī)電器故障診斷技術(shù)涉及的領(lǐng)域較多，需要用到較多領(lǐng)域的技術(shù)知識，如電機(jī)學(xué)、高電壓技術(shù)、材料工程學(xué)、信息工程學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等。
從電機(jī)電器的工作原理出發(fā)，其內(nèi)部系統(tǒng)十分復(fù)雜，包括電路系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)以及絕緣系統(tǒng)和通風(fēng)散熱系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)等等多個獨立而又相互聯(lián)系的系統(tǒng)。
當(dāng)電機(jī)電器運行過程中出行故障時，都會涉及到這些獨立系統(tǒng)的故障。
因而檢修人員必須具備較高的綜合素質(zhì)，對電機(jī)電器涉及的領(lǐng)域都要有所涉獵。
其次，檢修人員必須熟悉診斷的對象。
電機(jī)電器內(nèi)部各個獨立系統(tǒng)相互交錯相互聯(lián)系，出現(xiàn)故障的表現(xiàn)和原因往往十分多元化，涉及的不同系統(tǒng)較多，這無疑增加了電機(jī)電器整修的難度，因而檢修人員必須對電機(jī)電器的運營過程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
工作方式和負(fù)荷具有詳細(xì)的了解，并對常見的故障及其可能的產(chǎn)生原因具有一定的熟悉度和系統(tǒng)化的了解。
最后，必須將其與繼電保護(hù)系統(tǒng)嚴(yán)格區(qū)分開來。
繼電保護(hù)系統(tǒng)僅在故障發(fā)生時才產(chǎn)生相應(yīng)的動作，沒有預(yù)防和預(yù)測的功能，而點擊診斷技術(shù)不僅可以根據(jù)早期出現(xiàn)的現(xiàn)象對故障進(jìn)行預(yù)測，還可以對已發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行一定程度的診斷和發(fā)展趨勢分析，并據(jù)此給出科學(xué)合理的檢修方案。
所以不能用單純的繼電保護(hù)來完全替代電機(jī)診斷技術(shù)，否則可能會給設(shè)備帶來無法估量的損失和傷害。
二、電機(jī)電器故障診斷常用的技術(shù)
電機(jī)電器設(shè)備的故障診斷手段較為豐富，而且涉及領(lǐng)域廣泛，屬于新技術(shù)領(lǐng)域，目前常用的電機(jī)電器診斷技術(shù)有以下幾種：
(1)鐵譜技術(shù)(或稱鐵相學(xué))：在70年代，出現(xiàn)了一種主要通過對機(jī)械內(nèi)部磨損顆粒的大小、形態(tài)和成分進(jìn)行分析，來得到機(jī)械在工作摩擦?xí)r的磨損狀況及機(jī)理等信息的技術(shù)，在早期機(jī)械設(shè)備的節(jié)能和潤滑劑方面的研究應(yīng)用較為廣泛。
由該技術(shù)衍生而來的便是鐵譜技術(shù)，它是將從潤滑油樣中的磨損顆粒檢測并分離出來的技術(shù)，其中需要用到的儀器就是鐵譜儀，其原理就是借助磁場將潤滑油中的磨損顆粒分離出來，并用分析式鐵譜儀進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
(2)紅外測溫和熱成像技術(shù)：在檢測設(shè)備溫度是否異常時常用的一種手段便是紅外測溫，可以不用接觸到物體就獲取其溫度，使用的方法是測量物體輻射的紅外光的方法。
(3)聲發(fā)射技術(shù)：當(dāng)機(jī)械構(gòu)件的材料在力的作用下發(fā)生形變或者損壞時，就會以彈性波的形式向外釋放出變性能，此種現(xiàn)象為人稱為聲發(fā)射。
但是這只是形象的說法，人耳的聽覺范圍并不能捕捉到這種聲發(fā)射，只能通過靈敏的儀器將其檢測出來，并進(jìn)行相應(yīng)的分析，再根據(jù)檢測到的聲發(fā)射信號判斷出發(fā)射源(即變形部位)的具體位置。
(4)力和扭矩的檢測：在測量力和扭矩的過程中最常用也是最基本的方法是使用應(yīng)變片。
機(jī)械設(shè)備處于工作狀態(tài)時，當(dāng)被測量部位承受應(yīng)力或扭矩，就會使應(yīng)變片發(fā)生形變，此時應(yīng)變片的電阻絲的長度和截面尺寸也會隨之改變，此時用應(yīng)變儀進(jìn)行測量就可根據(jù)電阻值的變化得出該部位的應(yīng)變量，進(jìn)而經(jīng)過計算得到該部位此時承受的應(yīng)力和扭矩。
(5)電磁檢測：電機(jī)電器的內(nèi)部以及周圍磁場的測量也可以用于診斷和檢測設(shè)備的故障，也是一種較常用的檢測手段，而且測量的內(nèi)容可以是磁場的分布情況、諧波磁場以及漏磁場，一般而言測量的都是磁場分布中各點的磁通密度。
三、電機(jī)電器故障診斷的方法和流程
電機(jī)故障診斷中常用的方法有六種：
(1)電流分析法：對機(jī)械負(fù)載電流的幅值和波形的監(jiān)測以及頻譜的分析確定機(jī)械故障的原因和受損程度;
(2)振動診斷：檢測電動機(jī)的振動頻率和幅度，對得到的信息進(jìn)行對應(yīng)的處理和分析，進(jìn)而診斷出受損部位和原因，再提出解決方案;
(3)絕緣診斷：以電氣試驗和特殊的診斷技術(shù)為基礎(chǔ)，主要針對機(jī)械內(nèi)部絕緣部位的故障預(yù)測和診斷，并對其壽命進(jìn)行預(yù)判;
(4)溫度診斷：監(jiān)測各部分溫度，對溫度不達(dá)標(biāo)的部分進(jìn)行故障判斷和預(yù)測;
(5)換向診斷：針對直流電機(jī)的換向進(jìn)行實時監(jiān)測，使用機(jī)械和電氣檢測的方式找出阻礙或者影響換向的因素，并制定應(yīng)對措施;
(6)使用VA診斷技術(shù)(振聲制定技術(shù))，采集診斷對象的驅(qū)動信號和噪聲信號，分別進(jìn)行處理后綜合診斷，可以在很大程度上提升診斷的準(zhǔn)確率。
設(shè)備的診斷過程主要包含了六個環(huán)節(jié)：傳感器、數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理、數(shù)據(jù)處理、診斷決策(需要借助診斷軟件)、運行設(shè)備、采取技術(shù)措施。
某公司所屬的一臺風(fēng)機(jī)振動較大，對其正常運行產(chǎn)生了較大影響，受到委托我們對其進(jìn)行了振動檢測，檢測的部位為電機(jī)兩端軸承和風(fēng)機(jī)兩段軸承。
根據(jù)得到的水平方向和垂直方向的振動圖譜、波形圖和頻譜圖，判斷出此風(fēng)機(jī)存在不平衡故障，建議立即關(guān)閉機(jī)器，進(jìn)行轉(zhuǎn)子動平衡實驗，之后獲得良好效果，機(jī)組故障清除成功。
四、結(jié)語
具體而言狀態(tài)檢測與故障診斷的作用可以歸納為監(jiān)測與保護(hù)、分析與診斷和處理與預(yù)防三方面，可以極大地防止或減少機(jī)械突然出現(xiàn)故障而無法正常運行給企業(yè)帶來損失。
不同的設(shè)備故障診斷技術(shù)和方法所需的成本不同，最佳的使用條件也不同，在情況復(fù)雜的條件下需要組合使用，因而在實際使用過程中，需要檢修人員必須對使用哪種技術(shù)最為便捷進(jìn)行綜合分析，得到最佳的應(yīng)對方案。
參考文獻(xiàn)
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