一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及籠型感應(yīng)電機(jī)及其檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 籠型感應(yīng)電機(jī)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修等優(yōu)點(diǎn)。特別是 近年來(lái)隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在一些高性能傳動(dòng)領(lǐng)域也占有了一席之 地。但電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生故障，轉(zhuǎn)子斷條故障是其常見的故障之一。這主要由 于電磁力、熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力等作用，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂。轉(zhuǎn)子故障會(huì)造成電機(jī)振動(dòng)、轉(zhuǎn)速波 動(dòng)、功率下降，同時(shí)伴隨著噪聲、轉(zhuǎn)子過(guò)熱等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)無(wú)法工作。因此，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子 斷條故障情況進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)是很有必要的。
[0003] 目前常用的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障檢測(cè)方法有：
[0004] 1、通過(guò)檢測(cè)定子電流來(lái)判斷電機(jī)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(dāng)電機(jī)拖動(dòng)波動(dòng)負(fù)載時(shí)，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(diào)制分量，這些調(diào)制分量有可能被錯(cuò)誤當(dāng)成（l-2s)f頻率分量，易 造成誤判。
[0005] 2、在裝配過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行檢測(cè)，該方法是在電機(jī)裝配前或者裝配過(guò)程 中對(duì)轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)裝配完成就不進(jìn)行檢測(cè)了，而當(dāng)電機(jī)的異常情況較明顯時(shí)， 已經(jīng)是比較嚴(yán)重的情況，這種辦法不能及時(shí)的對(duì)電機(jī)進(jìn)行維護(hù)和檢查，會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì) 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(duì)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的檢測(cè)方法中易出現(xiàn)誤判 以及不能隨時(shí)檢測(cè)的問(wèn)題，提出了一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的 方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
[0007] 一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的方法包括以下步驟：
[0008] 步驟一、通過(guò)兩個(gè)聯(lián)軸器將籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和 負(fù)載連接在一起，且保持兩個(gè)聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，并通過(guò)壓板將整個(gè)裝置固定在 地臺(tái)上；
[0009] 步驟二、在籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上選取測(cè)試點(diǎn)，通過(guò)磁座將加速度傳感器剛性安裝在 測(cè)試點(diǎn)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(jì)算機(jī)連接；
[0010] 步驟三、通過(guò)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集分析儀上設(shè)置籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上的測(cè)試點(diǎn)的采樣 點(diǎn)數(shù)和分辨率；
[0011] 步驟四、接通電源，調(diào)節(jié)負(fù)載大小，使籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)帶有顯示功 能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析儀采集并 存儲(chǔ)測(cè)量到的測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)位移頻譜 圖，通過(guò)檢測(cè)頻譜圖在（l_3s)f?和（l+s)f頻率處是否存在較大的振動(dòng)峰值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)籠 型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的檢測(cè)。
[0012] 實(shí)現(xiàn)上述的一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的方法的裝置， 其特征在于，它包括籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、兩個(gè)聯(lián)軸器、帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、加速 度傳感器、磁座、數(shù)據(jù)采集分析儀、地臺(tái)和計(jì)算機(jī)，
[0013] 所述兩個(gè)聯(lián)軸器用于將籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和負(fù)載 連接在一起，且保持兩個(gè)聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、帶有顯示功能的轉(zhuǎn) 矩轉(zhuǎn)速傳感器和負(fù)載均固定在地臺(tái)上，帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測(cè)籠型感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，加速度傳感器通過(guò)磁座固定在籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的測(cè)試點(diǎn)上，加 速度傳感器的加速度信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集分析儀的加速度信號(hào)輸入端連接，數(shù)據(jù)采集分 析儀的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端連接。
[0014] 有益效果：本發(fā)明檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)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(jī)，就可以對(duì)電機(jī)斷條故障進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，不用停止工 作，就可以通過(guò)振動(dòng)信號(hào)對(duì)轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行檢測(cè)，而不受其他外界因素的影響，該檢測(cè)方 法操作簡(jiǎn)單，并且便于對(duì)斷條故障進(jìn)行定期的檢修、維護(hù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)措 施，從而能夠保證電機(jī)的正常運(yùn)行，直觀準(zhǔn)確，方便實(shí)用。本發(fā)明能夠減少和避免由于轉(zhuǎn)子 的斷條故障造成的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)保證安全生產(chǎn)具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為【具體實(shí)施方式】二所述的實(shí)現(xiàn)基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)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(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁力波的頻譜圖；
[0017] 圖3為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷一根導(dǎo)條時(shí)電磁力波的頻譜圖；
[0018] 圖4為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷兩根導(dǎo)條時(shí)電磁力波的頻譜圖；
[0019] 圖5為健康籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)殼頂部水平處的一點(diǎn)在垂直方向的振動(dòng)位移頻譜 圖；
[0020] 圖6為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷一根導(dǎo)條時(shí)，機(jī)殼頂部水平處的一點(diǎn)在垂直方向的 振動(dòng)位移頻譜圖；
[0021] 圖7為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷兩根導(dǎo)條時(shí)，機(jī)殼頂部水平處的一點(diǎn)在垂直方向的 振動(dòng)位移頻譜圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0022] 一、結(jié)合圖2-圖7說(shuō)明本，本所述的一 種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的方法包括以下步驟：
[0023] 步驟一、通過(guò)兩個(gè)聯(lián)軸器將籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和 負(fù)載連接在一起，且保持兩個(gè)聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，并通過(guò)壓板將整個(gè)裝置固定在 地臺(tái)上；
[0024] 步驟二、在籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上選取測(cè)試點(diǎn)，通過(guò)磁座將加速度傳感器剛性安裝在 測(cè)試點(diǎn)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(jì)算機(jī)連接；
[0025] 步驟三、通過(guò)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集分析儀上設(shè)置籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上的測(cè)試點(diǎn)的采樣 點(diǎn)數(shù)和分辨率；
[0026] 步驟四、接通電源，調(diào)節(jié)負(fù)載大小，使籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)帶有顯示功 能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析儀采集并 存儲(chǔ)測(cè)量到的測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)位移頻譜 圖，通過(guò)檢測(cè)頻譜圖在（l_3s)f?和（l+s)f頻率處是否存在較大的振動(dòng)峰值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)籠 型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的檢測(cè)。
[0027] 本實(shí)施方式檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)斷條故障的原理是：當(dāng)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子 斷條故障時(shí)，由于斷條的影響，產(chǎn)生了一附加磁勢(shì)疊加在主磁勢(shì)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(dòng) 和噪聲。
[0028]當(dāng)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生斷條時(shí)，產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)為：
[0029]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)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(guò)兩個(gè)聯(lián)軸器將籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和負(fù)載 連接在一起，且保持兩個(gè)聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，并通過(guò)壓板將整個(gè)裝置固定在地臺(tái) 上； 步驟二、在籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上選取測(cè)試點(diǎn)，通過(guò)磁座將加速度傳感器剛性安裝在測(cè)試 點(diǎn)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(jì)算機(jī)連接； 步驟三、通過(guò)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集分析儀上設(shè)置籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上的測(cè)試點(diǎn)的采樣點(diǎn)數(shù) 和分辨率； 步驟四、接通電源，調(diào)節(jié)負(fù)載大小，使籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)帶有顯示功能的 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析儀采集并存儲(chǔ) 測(cè)量到的測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)信號(hào)，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)時(shí)顯示籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)位移頻譜圖， 通過(guò)檢測(cè)頻譜圖在（l_3s)f?和（l+s)f?頻率處是否存在較大的振動(dòng)峰值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)籠型感 應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的檢測(cè)。
2. 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的方 法的裝置，其特征在于，它包括籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（1)、負(fù)載、兩個(gè)聯(lián)軸器、帶有顯示功能的轉(zhuǎn) 矩轉(zhuǎn)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(tái)和計(jì)算機(jī)（5)， 所述兩個(gè)聯(lián)軸器用于將籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（1)、帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器（2)和 負(fù)載連接在一起，且保持兩個(gè)聯(lián)軸器的軸線在一條直線上，籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（1)、帶有顯示 功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器（2)和負(fù)載均固定在地臺(tái)上，帶有顯示功能的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器（2) 用于監(jiān)測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（1)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，加速度傳感器（3)通過(guò)磁座固定在籠型 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（1)的測(cè)試點(diǎn)上，加速度傳感器（3)的加速度信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集分析儀（4) 的加速度信號(hào)輸入端連接，數(shù)據(jù)采集分析儀（4)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)（5)的數(shù)據(jù)信 號(hào)輸入端連接。
【專利摘要】一種基于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，涉及籠型感應(yīng)電機(jī)及其檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有對(duì)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障的檢測(cè)方法中易出現(xiàn)誤判以及不能隨時(shí)檢測(cè)的問(wèn)題。本發(fā)明檢測(cè)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)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(jī)，就可以對(duì)電機(jī)斷條故障進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，不用停止工作，就可以通過(guò)振動(dòng)信號(hào)對(duì)轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行檢測(cè)，而不受其他外界因素的影響，該檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單，并且便于對(duì)斷條故障進(jìn)行定期的檢修、維護(hù)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取相應(yīng)措施，從而能夠保證電機(jī)的正常運(yùn)行。本發(fā)明適用于對(duì)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障進(jìn)行檢測(cè)。
【IPC分類】G01R31-34, G01M7-02
【公開號(hào)】CN104697734
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510148103
【發(fā)明人】謝穎, 劉海松, 武鑫, 劉海東
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日