[发明专利]一种电动机故障预警方法及系统

说明书

本发明提供了一种电动机故障预警方法及系统，所述方法包括：根据电动机的三相电压、电流信号和预设的转子断条故障诊断模型、定子绕组故障诊断模型和轴承故障诊断模型分别计算转子断条泛化级数、定子绕组匝间短路泛化级数和轴承外滚道故障泛化级数、轴承内滚道故障泛化级数、轴承滚动体故障泛化级数、轴承保持架故障泛化级数；根据上述泛化级数对电动机健康状态进行评估。采用上述电动机故障预警方法及系统，可判断电动机故障严重程度，提前安排停机检修维护计划，提高生产效率，降低设备运维成本，增加企业经济及安全收益。

技术领域

本发明涉及电动机领域，尤其涉及一种电动机故障预警方法及系统。

背景技术

电动机作为发电、化工、船舶、钢铁、水泥等工业领域重要的辅机和动力来源，具有非常重要的作用及价值。据统计，工业生产中70％的生产任务都是由电动机完成，一旦发生故障，若处理不当或不及时，将对与电动机相连的传动装置造成二次故障，使生产停滞，甚至大面积停产，带来巨大的经济损失及安全问题，甚至人员伤亡。

电动机故障故障诊断技术经过几十年的发展，已逐渐形成一门集传感器技术、信号处理、数据挖掘、模式识别、计算机科学、大数据分析等多领域交叉学科。有学者就基于振动信号的电动机轴承故障诊断技术做了深入的研究，但是振动信号并不能有效监测电动机转子断条、匝间短路等电气故障；有研究表明，基于振动信号的电动机转子故障诊断技术同样具有良好的诊断性能，但是多用于转子碰模等故障，对转子断条诊断效果欠佳；国内有文献表明，基于温度传感器的电动机故障诊断技术可监测电动机定子绕组绝缘老化等问题，但是对于定子绕组匝间短路故障并不如定子电流信号直接、方便。以上研究均未能建立统一的传感器信号对电动机常见故障进行监测，如若采用不同的信号，监测不同类型的故障，会显著提高数据采集装置的成本，对现场运维人员的专业知识及信号处理经验提出了更高的要求，并且考虑到振动传感器、温度传感器等传感器现场安装、施工困难等，将导致监测系统成本升高，维护困难，现场管理混乱等问题，降低监测系统的实用性。

随着对电动机故障诊断技术的不断深入，利用电压、电流等电气量信号已可对电动机转子断条、匝间短路、轴承等故障进行综合诊断。但是，目前对基于电气量信号的电动机故障诊断技术，多是对故障诊断原理及模型进行研究，暂无统一的评价指标对故障发生严重程度界定。众所周知，当电动机长期平稳运行时，定子绕组、转子、轴承发生轻微故障到其发生使电动机不可继续运转的严重故障，需要经过漫长的时间。但是，目前市面上成熟的故障诊断模型，因无设备故障预警模块，现场运维人员只能获取电动机故障信息，无法取得其故障严重程度等更为深入的信息，一旦提示故障，立即安排停机检修，使生产任务暂时停滞，为企业生产任务的进行带来不必要的麻烦。且要求维修人员具有更为专业的技能来判断发生故障的组件是否可用、还可继续使用多长时间，间接提高了对厂区运维人员专业技能的要求，增加人力成本的投入。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种可以判断电动机故障严重程度的电动机故障预警方法及系统。

本发明实施例中，提供了一种电动机故障预警方法，其包括：

根据电动机的三相电压、电流信号和预设的转子断条故障诊断模型、定子绕组故障诊断模型和轴承故障诊断模型分别计算转子断条泛化级数、定子绕组匝间短路泛化级数和轴承外滚道故障泛化级数、轴承内滚道故障泛化级数、轴承滚动体故障泛化级数、轴承保持架故障泛化级数；

根据转子断条泛化级数、定子绕组匝间短路泛化级数和轴承外滚道故障泛化级数、轴承内滚道故障泛化级数、轴承滚动体故障泛化级数、轴承保持架故障泛化级数对电动机健康状态进行评估。

本发明实施例中，计算转子断条泛化级数的步骤包括：

采集三相电压、电流信号，对其在2f1之附近低通滤波，排除高次谐波干扰,其中，f1为电动机工频；

在40-60Hz为截至频率，对三相电流、电压进行带通滤波；