[发明专利]一种变频电机故障监测系统

说明书

本发明涉及一种变频电机故障监测系统，属于故障诊断领域。该系统通过采集电机设备的动态电流信号、轴承振动信号、轴承温度信号，对应计算电机的电气故障特征指标、振动故障特征指标、温度故障特征指标；将振动故障特征指标、温度故障特征指标分别带入动态配置的报警阈值模型函数，求出振动报警阈值和温度报警阈值，电气报警阈值采用国标设定，用于进行预警判断。本发明利用变频电机的多种类型信号进行故障特征指标判别，对于其中的电气故障特征指标，采用国标阈值进行报警判断；对于其中的振动和温度故障特征指标，采用报警阈值模型函数计算的阈值进行报警判断，提高设备报警准确性，降低漏报、误报率。

技术领域

本发明属于设备状态监测与故障诊断领域，具体涉及一种变频电机故障监测系统。

背景技术

现有技术中，变频电机的应用越来越广泛，保证设备的安全高效运行，减少非计划停机，提高设备的运转率和安全生产具有重要意义。传统的电机设备状态监测存在监测指标单一，在变转速情况下，由于监测指标报警阈值为固定设置，且设置的不合理，导致报警不准确，出现故障误报的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频电机故障监测系统，用于解决现有技术监测变频电机容易出现故障误报的问题。

基于上述目的，一种变频电机故障监测系统的技术方案如下：

包括边缘侧数据采集模块、边缘侧特征提取模块、远端数据读取及参数下发模块和监测系统；其中，边缘侧数据采集模块用于进行变频电机的电流信号、轴承振动信号、轴承温度信号的同步采集；

边缘侧特征提取模块用于根据电机设备的动态电流信号以及电机极对数，计算电机的实时转速，根据电机的实时转速结合电机设备的动态电流信号，计算电机的电气故障特征指标；根据电机的实时转速，结合电机设备的轴承振动信号，计算电机的振动故障特征指标；将所述轴承温度信号作为电机的温度故障特征指标；

远端数据读取及参数下发模块用于与监测系统进行通信，获取监测系统发送的配置指令，将该配置指令并下发到边缘侧数据采集模块，使边缘侧数据采集模块根据该配置指令进行数据的同步采集；还用于与边缘侧特征提取模块通信，接收边缘侧特征提取模块发送的特征指标数据，并将这些特征指标数据上传至监测系统；

监测系统用于将振动故障特征指标、温度故障特征指标分别带入动态配置的报警阈值模型函数，求出振动报警阈值和温度报警阈值，报警阈值模型函数如下：

f(s)＝λ[μ(s)+3σ(s)]

式中，f(s)为报警阈值，μ(s)为振动故障特征指标的均值与转速的关系函数，或为温度故障特征指标的均值与转速的关系函数；σ(s)为振动故障特征指标的方差与转速的关系函数，或为温度故障特征指标的方差与转速的关系函数；λ为报警系数；

振动和温度故障特征指标的均值与转速的关系函数，以及振动和温度故障特征指标的方差与转速的关系函数，均通过拟合电机在正常工作状态时，各转速工作下振动测点的相应故障特征指标与转速间的关系曲线得到；

计算出当前时刻下电机的振动/温度故障特征指标的实际幅值，然后与报警阈值模型函数求得的振动/温度报警阈值对比，若超过振动/温度报警阈值，则进行相应的报警；比较计算出当前时刻下电机的电气故障特征指标的实际幅值，与相关国家标准设定的报警阈值，若超过报警阈值，则进行电气报警。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的故障监测系统综合了变频电机的多种故障特征指标的判断，并且，对于振动故障特征指标和温度故障特征指标，能够实时的动态配置对应的报警阈值，使报警机制更加合理，提高了设备报警准确性，降低了漏报、误报率。

进一步的，为了提高报警的可靠性，所述监测系统还用于在电机启动的前设定时间内，不做报警判断；超过所述设定时间后，进行报警判断。