[发明专利]基于漏磁信号的感应电机电气故障诊断方法

说明书

本发明公开了基于漏磁信号的感应电机电气故障诊断方法，采用漏磁传感器对感应电机的三轴漏磁信号进行采集，采用振动传感器对电机的机壳振动信号进行采集，然后将采集到的信号进行分析，以判断电机是否故障，并判断出电机的故障类型，漏磁信号间接的反应了气隙磁场的变化情况，对电气故障灵敏；相对于电流监测，漏磁监测方法还具有信号获取方便、获取成本低等优点，可以在不影响电机正常工作的情况下，采集机壳外部的漏磁信号识别电机的电气故障，具有信号获取方便、信号获取成本低等优点。

技术领域

本发明属于电机故障诊断技术领域，具体涉及基于漏磁信号的感应电机电气故障诊断方法。

背景技术

感应电机是工业中应用广泛，是主要的能源消耗设备，而电机故障会导致高昂的维修成本、巨大的停产损失，甚至危及人身安全。掌握电机的健康状态，对及时排除故障，降低经济损失有重要意义。

工业电机故障常有电气故障和机械故障两种，常用电流监测方法诊断转子断条、气隙偏心、匝间短路等电气故障，用振动检测方法诊断轴承故障、机壳松动等机械故障，在工业中常用的监测系统都是基于电流监测方法和振动监测方法。由于电流监测是将传感器安装在电机的供电线路或接线盒上，而振动监测方法一般安装在轴承两端或机壳上，导致传统的监测系统必须在多个位置部署多个传感器。此外，由于电流传感器部署难度大，导致获取电流信号的代价昂贵，尤其是对于已经工作的电机，安装电流传感器需要停机安装甚至需要改变供电电路。因此，电流监测导致整个系统监测系统价格昂贵，接线布线繁琐，部署难度大信号获取成本高。然而在工业应用中的大量的中小型感应电机由于自身价格低廉且数量大而无法配备这种昂贵的监测系统。

因此，需要一种新的、非侵入式的、经济且有效的监测方法来代替电流监测方法，以满足中小型电机的监测需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于漏磁信号的感应电机电气故障诊断方法，解决了现有监测技术中存在的成本高、部署困难等问题，为大量廉价的中小型感应电机提供合适的状态监测方案。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种新的基于MEMS磁力计芯片的漏磁信号监测方法，使用MEMS磁力计芯片拾取电机散落在机壳外的杂散磁通，用于识别电机转子断条、动态气隙偏心、静态气隙偏心、匝间短路等电气故障。

进一步的，包括以下步骤：

步骤1、采集电机的轴向和径向漏磁信号，采集电机机壳的振动信号，本步骤采集到的漏磁信号和振动信号均为时域信号；

步骤2，将步骤1采集到的时域信号通过快速傅里叶变换转换为频域信号；

步骤3：根据故障产生的机理，提取步骤2中获得的电机漏磁信号频谱中关键特征频率的幅值；

步骤4：通过分析步骤3获得的关键特征频率幅值的变化情况，识别出电机故障类型。