一種檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的方法及其 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 異步電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，在 工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、國(guó)防工業(yè)以及其它各行各業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。由于異步電動(dòng)機(jī)大量應(yīng) 用，使用環(huán)境各異，負(fù)載性質(zhì)也不盡相同，電機(jī)故障時(shí)有發(fā)生，特別是一些運(yùn)行環(huán)境惡劣、負(fù) 載沖擊性很大的場(chǎng)合中運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)，故障率較高。異步電動(dòng)機(jī)故障導(dǎo)致其性能惡化， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)停止運(yùn)行，影響生產(chǎn)過程。特別在目前高度自動(dòng)化的生產(chǎn)環(huán)境下，電機(jī)故障帶來的 經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其本身成本。為了保證電機(jī)及所驅(qū)動(dòng)負(fù)載的可靠運(yùn)行，及時(shí)檢測(cè)出電機(jī) 故障對(duì)于提供維修指導(dǎo)意見與縮短維修時(shí)間具有重要意義。
[0003] 在異步電動(dòng)機(jī)中，定子繞組短路、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或端環(huán)斷裂和氣隙偏心是常見的故障 類型。針對(duì)這些故障，很多學(xué)者已做大量研究，但存在一些缺點(diǎn)，如下：
[0004] 1、僅是針對(duì)一種故障進(jìn)行分析與檢測(cè)，無法用一種方法同時(shí)檢測(cè)多種故障類型； [0005] 2、最常用的方法是電流狀態(tài)監(jiān)測(cè)法，但有時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)比較微弱，且在檢測(cè)氣 隙偏心故障時(shí)受定子繞組極對(duì)數(shù)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條數(shù)配合的影響，并不適用于所有結(jié)構(gòu)的異步電 動(dòng)機(jī)；
[0006] 3、振動(dòng)檢測(cè)法，易受外界環(huán)境干擾。
[0007] 任何電機(jī)故障都會(huì)引起氣隙磁場(chǎng)的變化，且包含的信息更為豐富，因此可以通過 研究氣隙磁場(chǎng)特性來檢測(cè)故障狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，一種檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的方法及 其裝置，以期能準(zhǔn)確并快速判斷出異步電動(dòng)機(jī)的故障類型，從而保證異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn) 行。
[0009] 本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：
[0010] 本發(fā)明一種檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的方法的特點(diǎn)是按如下步驟進(jìn)行：
[0011] 步驟、根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的定子齒的尺寸，利用漆包線繞制一個(gè)m匝檢測(cè)線圈；
[0012] 步驟、將所述m匝檢測(cè)線圈套在任意一定子齒上；
[0013] 步驟、將所述放置后的檢測(cè)線圈的兩個(gè)引線端從接線盒中引出，并用于對(duì)檢測(cè)線 圈的電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量與頻譜分析；
[0014] 步驟、獲得檢測(cè)線圈兩端的感應(yīng)電壓頻譜圖，并根據(jù)所述電壓頻譜圖判斷所述電 壓信號(hào)是否存在相應(yīng)的特征頻率;若存在特征頻率，則表示所述異步電動(dòng)機(jī)存在故障;所述 故障包括：
[0015] 若所述特征頻率滿足式（1)時(shí)，則表示異步電動(dòng)機(jī)(1)的故障類型為定子繞組短路 故障；
[0016]
(1)
[0017] 式（1)中，心為供電電源基波頻率，s為轉(zhuǎn)差率，P為異步電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，η表示自 然數(shù)，k表示奇數(shù)；
[0018] 若所述特征頻率滿足式(2)時(shí)，則表示異步電動(dòng)機(jī)的故障類型為轉(zhuǎn)子斷條或端環(huán) 斷裂故障；
[0019]
(2)
[0020] 若所述特征頻率滿足式(3)時(shí)，則表示異步電動(dòng)機(jī)的故障類型為偏心故障；
[0021]
(3)：
[0022] 式(3)中，nd = 0表示靜態(tài)偏心;nd矣0表示動(dòng)態(tài)偏心；
[0023] 若所述特征頻率滿足式（3)和式(4)時(shí)，則表示異步電動(dòng)機(jī)的故障類型為偏心故 障；
[0024]
(4),
[0025] 本發(fā)明所述的檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的方法的特點(diǎn)也在于，所述檢測(cè)線圈（6)用于 近似測(cè)量自身所在位置處的電機(jī)氣隙磁場(chǎng)時(shí)域信號(hào)，以所述電機(jī)磁場(chǎng)時(shí)域信號(hào)產(chǎn)生電壓信 號(hào)。
[0026] 本發(fā)明一種檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的裝置，包括異步電動(dòng)機(jī)，接線盒，信號(hào)測(cè)量與分 析單元和顯示屏，其特點(diǎn)是，
[0027] 在所述異步電動(dòng)機(jī)的任意一定子齒上套置一 m匝檢測(cè)線圈；
[0028] 將所述放置后的檢測(cè)線圈的兩個(gè)引線端從接線盒中引出，并接入所述信號(hào)測(cè)量與 分析單元中；
[0029]利用所述信號(hào)測(cè)量與分析單元對(duì)檢測(cè)線圈的電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量與頻譜分析，獲得 檢測(cè)線圈兩端的感應(yīng)電壓頻譜圖；
[0030] 根據(jù)所述電壓頻譜圖判斷所述電壓信號(hào)是否存在相應(yīng)的特征頻率;若存在特征頻 率，則表示所述異步電動(dòng)機(jī)存在故障;所述故障包括:定子繞組短路故障、轉(zhuǎn)子斷條或端環(huán) 斷裂故障、偏心故障。
[0031] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0032] 1、本發(fā)明通過在異步電動(dòng)機(jī)定子齒部放置檢測(cè)線圈，利用其兩端感應(yīng)電壓信號(hào)可 以同時(shí)檢測(cè)定子繞組短路、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條或端環(huán)斷裂、氣隙偏心三種故障，拓展了一種方法僅檢 測(cè)一種故障的范圍，實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性大大提高；
[0033] 2、本發(fā)明檢測(cè)線圈兩端感應(yīng)電壓信號(hào)相應(yīng)的故障特征頻率更加顯著，易于觀測(cè)；
[0034] 3、本發(fā)明是通過間接監(jiān)測(cè)氣隙磁場(chǎng)來判斷故障類型，信號(hào)不受外界環(huán)境干擾，所 獲得的信息可靠準(zhǔn)確；
[0035] 4、本發(fā)明屬于在線式檢測(cè)，避免了電機(jī)停機(jī)造成的損失；
[0036] 5、本發(fā)明在故障初期能夠及時(shí)檢測(cè)出是哪一類故障，這為維修提供指導(dǎo)并減少相 應(yīng)的維修時(shí)間，及時(shí)地維修減小由于電機(jī)故障給生產(chǎn)過程帶來的損失。
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發(fā)明整體檢測(cè)裝置示意圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明檢測(cè)線圈分布示意圖；
[0039]圖中標(biāo)號(hào)：1異步電動(dòng)機(jī)，2接線盒，3信號(hào)測(cè)量與分析單元，4顯示屏，5定子，6檢測(cè) 線圈；7定子齒。
【具體實(shí)施方式】
[0040]本實(shí)施例中采用具有鼠籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的異步電動(dòng)機(jī)1。鑄鋁轉(zhuǎn)子，銅條、銅板轉(zhuǎn)子 均可，只要滿足鼠籠式結(jié)構(gòu)即可。異步電動(dòng)機(jī)1包括:轉(zhuǎn)子、定子5和接線盒2。
[0041 ] -種檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)故障的方法是按如下步驟進(jìn)行：
[0042] 步驟1、根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)1的定子齒7的尺寸，利用漆包線繞制一個(gè)m匝檢測(cè)線圈6; 綜合考慮測(cè)量精度與定子槽滿率，確定線徑與m大小;選用一定線徑的漆包線，由于檢測(cè)線 圈6兩端斷路，沒有電流，僅有感應(yīng)電壓，考慮到槽滿率，線徑越小越好，但實(shí)際中，小線徑的 漆包線在放置過程中容易拉斷，因此根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的線徑;利用Ansoft maxwell 有限元件軟件，仿真模擬確定不同匝數(shù)下檢測(cè)線