一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方法及實現(xiàn)該方法的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及籠型感應電機及其檢測技術領域。
【背景技術】
[0002] 籠型感應電機廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，具有結構簡單，便于維修等優(yōu)點。特別是 近年來隨著交流調速技術的發(fā)展，籠型感應電動機在一些高性能傳動領域也占有了一席之 地。但電機在運行過程中難免會發(fā)生故障，轉子斷條故障是其常見的故障之一。這主要由 于電磁力、熱應力和機械應力等作用，使轉子導條斷裂。轉子故障會造成電機振動、轉速波 動、功率下降，同時伴隨著噪聲、轉子過熱等現(xiàn)象，嚴重時電機無法工作。因此，對電機轉子 斷條故障情況進行及時檢測是很有必要的。
[0003] 目前常用的籠型感應電動機轉子斷條故障檢測方法有：
[0004] 1、通過檢測定子電流來判斷電機是否發(fā)生斷條故障，即考察電流中故障頻率分量 (l-2s) f的存在與否。當電機拖動波動負載時，其定子電流中除含有基波頻率分量f，還包 括以f為中心頻率的各種調制分量，這些調制分量有可能被錯誤當成（l-2s)f頻率分量，易 造成誤判。
[0005] 2、在裝配過程中對轉子斷條故障進行檢測，該方法是在電機裝配前或者裝配過程 中對轉子斷條故障進行檢測，當裝配完成就不進行檢測了，而當電機的異常情況較明顯時， 已經(jīng)是比較嚴重的情況，這種辦法不能及時的對電機進行維護和檢查，會帶來一定的經(jīng)濟 損失及存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有對籠型感應電動機轉子斷條故障的檢測方法中易出現(xiàn)誤判 以及不能隨時檢測的問題，提出了一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的 方法及實現(xiàn)該方法的裝置。
[0007] 一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方法包括以下步驟：
[0008] 步驟一、通過兩個聯(lián)軸器將籠型感應電動機、帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器和 負載連接在一起，且保持兩個聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，并通過壓板將整個裝置固定在 地臺上；
[0009] 步驟二、在籠型感應電動機上選取測試點，通過磁座將加速度傳感器剛性安裝在 測試點的中心位置，并將加速度傳感器連接到數(shù)據(jù)采集分析儀的輸入通道，數(shù)據(jù)采集分析 儀的輸出端與計算機連接；
[0010] 步驟三、通過計算機在數(shù)據(jù)采集分析儀上設置籠型感應電動機上的測試點的采樣 點數(shù)和分辨率；
[0011] 步驟四、接通電源，調節(jié)負載大小，使籠型感應電動機穩(wěn)定運行，通過帶有顯示功 能的轉矩轉速傳感器監(jiān)測籠型感應電動機的輸出轉矩和轉速，通過數(shù)據(jù)采集分析儀采集并 存儲測量到的測試點的振動信號，并在計算機上實時顯示籠型感應電動機的振動位移頻譜 圖，通過檢測頻譜圖在（l_3s)f?和（l+s)f頻率處是否存在較大的振動峰值，從而實現(xiàn)對籠 型感應電動機轉子斷條故障的檢測。
[0012] 實現(xiàn)上述的一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方法的裝置， 其特征在于，它包括籠型感應電動機、兩個聯(lián)軸器、帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器、加速 度傳感器、磁座、數(shù)據(jù)采集分析儀、地臺和計算機，
[0013] 所述兩個聯(lián)軸器用于將籠型感應電動機、帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器和負載 連接在一起，且保持兩個聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，籠型感應電動機、帶有顯示功能的轉 矩轉速傳感器和負載均固定在地臺上，帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器用于監(jiān)測籠型感應 電動機的輸出轉矩和轉速，加速度傳感器通過磁座固定在籠型感應電動機的測試點上，加 速度傳感器的加速度信號輸出端與數(shù)據(jù)采集分析儀的加速度信號輸入端連接，數(shù)據(jù)采集分 析儀的數(shù)據(jù)信號輸出端與計算機的數(shù)據(jù)信號輸入端連接。
[0014] 有益效果：本發(fā)明檢測籠型感應電動機斷條故障采用非侵入式的方法，即不需要 拆卸和重新裝配電機，就可以對電機斷條故障進行檢測。當電機在穩(wěn)定運行時，不用停止工 作，就可以通過振動信號對轉子斷條故障進行檢測，而不受其他外界因素的影響，該檢測方 法操作簡單，并且便于對斷條故障進行定期的檢修、維護，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應措 施，從而能夠保證電機的正常運行，直觀準確，方便實用。本發(fā)明能夠減少和避免由于轉子 的斷條故障造成的經(jīng)濟損失，對保證安全生產(chǎn)具有重要意義。
【附圖說明】
[0015] 圖1為【具體實施方式】二所述的實現(xiàn)基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條 故障的方法的裝置的原理示意圖；
[0016] 圖2為健康籠型感應電動機的電磁力波的頻譜圖；
[0017] 圖3為籠型感應電動機轉子斷一根導條時電磁力波的頻譜圖；
[0018] 圖4為籠型感應電動機轉子斷兩根導條時電磁力波的頻譜圖；
[0019] 圖5為健康籠型感應電動機機殼頂部水平處的一點在垂直方向的振動位移頻譜 圖；
[0020] 圖6為籠型感應電動機轉子斷一根導條時，機殼頂部水平處的一點在垂直方向的 振動位移頻譜圖；
[0021] 圖7為籠型感應電動機轉子斷兩根導條時，機殼頂部水平處的一點在垂直方向的 振動位移頻譜圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0022] 一、結合圖2-圖7說明本，本所述的一 種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方法包括以下步驟：
[0023] 步驟一、通過兩個聯(lián)軸器將籠型感應電動機、帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器和 負載連接在一起，且保持兩個聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，并通過壓板將整個裝置固定在 地臺上；
[0024] 步驟二、在籠型感應電動機上選取測試點，通過磁座將加速度傳感器剛性安裝在 測試點的中心位置，并將加速度傳感器連接到數(shù)據(jù)采集分析儀的輸入通道，數(shù)據(jù)采集分析 儀的輸出端與計算機連接；
[0025] 步驟三、通過計算機在數(shù)據(jù)采集分析儀上設置籠型感應電動機上的測試點的采樣 點數(shù)和分辨率；
[0026] 步驟四、接通電源，調節(jié)負載大小，使籠型感應電動機穩(wěn)定運行，通過帶有顯示功 能的轉矩轉速傳感器監(jiān)測籠型感應電動機的輸出轉矩和轉速，通過數(shù)據(jù)采集分析儀采集并 存儲測量到的測試點的振動信號，并在計算機上實時顯示籠型感應電動機的振動位移頻譜 圖，通過檢測頻譜圖在（l_3s)f?和（l+s)f頻率處是否存在較大的振動峰值，從而實現(xiàn)對籠 型感應電動機轉子斷條故障的檢測。
[0027] 本實施方式檢測籠型感應電動機斷條故障的原理是：當籠型感應電動機發(fā)生轉子 斷條故障時，由于斷條的影響，產(chǎn)生了一附加磁勢疊加在主磁勢上，使氣隙磁密的分布有所 改變，即在斷條的一邊為助磁，另一邊為去磁，以致磁密不平衡，產(chǎn)生磁拉力，從而產(chǎn)生振動 和噪聲。
[0028]當籠型感應電動機轉子發(fā)生斷條時，產(chǎn)生的附加磁場為：
[0029]
【主權項】
1. 一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方法，其特征在于，它包括 以下步驟： 步驟一、通過兩個聯(lián)軸器將籠型感應電動機、帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器和負載 連接在一起，且保持兩個聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，并通過壓板將整個裝置固定在地臺 上； 步驟二、在籠型感應電動機上選取測試點，通過磁座將加速度傳感器剛性安裝在測試 點的中心位置，并將加速度傳感器連接到數(shù)據(jù)采集分析儀的輸入通道，數(shù)據(jù)采集分析儀的 輸出端與計算機連接； 步驟三、通過計算機在數(shù)據(jù)采集分析儀上設置籠型感應電動機上的測試點的采樣點數(shù) 和分辨率； 步驟四、接通電源，調節(jié)負載大小，使籠型感應電動機穩(wěn)定運行，通過帶有顯示功能的 轉矩轉速傳感器監(jiān)測籠型感應電動機的輸出轉矩和轉速，通過數(shù)據(jù)采集分析儀采集并存儲 測量到的測試點的振動信號，并在計算機上實時顯示籠型感應電動機的振動位移頻譜圖， 通過檢測頻譜圖在（l_3s)f?和（l+s)f?頻率處是否存在較大的振動峰值，從而實現(xiàn)對籠型感 應電動機轉子斷條故障的檢測。
2. 實現(xiàn)權利要求1所述的一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方 法的裝置，其特征在于，它包括籠型感應電動機（1)、負載、兩個聯(lián)軸器、帶有顯示功能的轉 矩轉速傳感器（2)、加速度傳感器（3)、磁座、數(shù)據(jù)采集分析儀（4)、地臺和計算機（5)， 所述兩個聯(lián)軸器用于將籠型感應電動機（1)、帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器（2)和 負載連接在一起，且保持兩個聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，籠型感應電動機（1)、帶有顯示 功能的轉矩轉速傳感器（2)和負載均固定在地臺上，帶有顯示功能的轉矩轉速傳感器（2) 用于監(jiān)測籠型感應電動機（1)的輸出轉矩和轉速，加速度傳感器（3)通過磁座固定在籠型 感應電動機（1)的測試點上，加速度傳感器（3)的加速度信號輸出端與數(shù)據(jù)采集分析儀（4) 的加速度信號輸入端連接，數(shù)據(jù)采集分析儀（4)的數(shù)據(jù)信號輸出端與計算機（5)的數(shù)據(jù)信 號輸入端連接。
【專利摘要】一種基于振動信號檢測籠型感應電動機轉子斷條故障的方法及實現(xiàn)該方法的裝置，涉及籠型感應電機及其檢測技術領域。解決了現(xiàn)有對籠型感應電動機轉子斷條故障的檢測方法中易出現(xiàn)誤判以及不能隨時檢測的問題。本發(fā)明檢測籠型感應電動機斷條故障采用非侵入式的方法，即不需要拆卸和重新裝配電機，就可以對電機斷條故障進行檢測。當電機在穩(wěn)定運行時，不用停止工作，就可以通過振動信號對轉子斷條故障進行檢測，而不受其他外界因素的影響，該檢測方法操作簡單，并且便于對斷條故障進行定期的檢修、維護，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應措施，從而能夠保證電機的正常運行。本發(fā)明適用于對籠型感應電動機轉子斷條故障進行檢測。
【IPC分類】G01R31-34, G01M7-02
【公開號】CN104697734
【申請?zhí)枴緾N201510148103
【發(fā)明人】謝穎, 劉海松, 武鑫, 劉海東
【申請人】哈爾濱理工大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月31日