电动机的监测和故障诊断.ppt

利用电气特征分析对电动机进行状态监测 什么是电气特征分析？ESA 电气特征分析是采集电动机电流和电压信号，并分析和确定各种故障的过程 电气特征分析的优点 在线，不需要停机 远程，不需要接近电动机 准确检测电气和机械问题 用于感应，同步，直流，发电机，以及VFD 证实的成熟技术，20年的发展 电气特征分析可检测什么故障 转子条故障 不对中、不平衡 基础松动 静态偏心 动态偏心 定子机械问题 定子电气问题 轴承故障 什么是电气特征？ 电流和电压在频域的表示 F=1/T 正常电动机特征如何？ 为何特征中有这么多峰？ 电源不是纯正弦波，在电流和电压中存在谐波 电动机和负荷也产生谐波，它们只在电流频谱中出现 电气特征分析原理 频谱使我们看到VI的所有谐波分量 所有电气和机械故障改变电动机内部的磁通分布，从而在电流中产生谐波 叠放电压和电流谐波使我们能够区分电源谐波和故障谐波 每种故障产生的谐波是不同的 因此，研究这些谐波的分布使我们识别故障 低频和高频分别用途 低频 转子条劣化 不对中 机械不平衡 基础松动 高频 静态偏心 动态偏心 定子电气故障 定子机械故障 轴承劣化 如何采集电流和电压信号 对LT电机，钳形表钳在电源电缆；对HT电机，钳形表钳在测量或保护CT二次回路 对LT电机，电压接头接在电源端子上；对HT电机，电压接头接在母线PT二次回路 所有测试在MCC或电机控制面板完成，无需接近电机 交流感应电动机分析参数 工频FL-使用测量值 转速RS-需确定的基本参数 极数P- 2(24%),4(50%),6(24%),8,10. 极对数P/2 同步转速 SS=2FL/P (rpm, Hz) 2极：3000. -4极：1500. -6极：1000 8极：750. -10极：600 滑差 S=SS-RS 极通过频率 PPF=S*P 交流感应电动机分析参数 确定转速 通过电流频谱主导峰确定实测工频 FL 计算同步转速 SS=2 FL/P (Hz) 在RMS解调频谱察看位于RS的峰 求滑差和极通过频率 S=SS-RS PPF=S*P 在RMS解调频谱察看位于PPF的峰 PPF和RS的一致性在0.25Hz 范围 正常情况下RS=名牌值 PPF和RS的峰具有独立属性，分别反映转子故障和机械平衡故障 转子条劣化传统确定方法 极通过频率在电流频谱中表现为边带(PPF=滑差x极数) 由于高阻节点或断条产生的转子阻抗升高，导致PPF幅值升高 工频幅值和PPF幅值之差是转子状态的指示 转子条故障严重性等级传统确定方法 EMPATH转子健康确定 EMPATH转子健康报告 电动机电流调制 不对中/不平衡 在解调频谱中总能看到转速(RS)谱峰 高的RS峰幅值指示不对中或不平衡 右侧的频谱是一台不对中的380KW, 6.6kV电机产生 基础松动 在基础松动情况下，在电机1/2转速频率出现明显的峰值 左侧频谱示出一个650KW, 3.3KV电机，有严重振动 右侧频谱示出同一台电机紧固基础后 皮带传动问题 偏心 静态偏心 动态偏心 定子机械故障 定子电气故障 轴承故障 轴承故障 电气不平衡 电压不平衡 小的电压不平衡导致大的电流不平衡，导致电动机温升 电动机额定功率 * VFD电压减免系数 NEMA Std. MG 1-1998 不推荐超过5% 电气不平衡 电压源自电源，一般受电动机影响较小 电流不平衡 电流取决于电动机的需要，取决于电动机感知的负荷 3%注意；5%不推荐；10%停机 电流不平衡意味着相间不同 电流不平衡 电源分析 电源分析 EMPATH 电动机诊断 这是一个 3 相 AC 电动机的高频测试，带综合结果显示: 低功率因数 高的电压偏离 过载 机械问题 EMPATH 电动机诊断 指示: 转子健康 静态偏心 动态偏心 定子相不平衡 电动机转速 滑差 齿轮 皮带问题 扭振 动态负荷 EMPATH 电动机诊断 自动电压和电流水平感应. 自动三相校正以获得正确的功率因数. 自动数据采集和存储. 数据分析可即时进行；也可回办公室后进行. 分析自动确定转子笼条和定子槽数. 自动分析电动机轴承缺陷. 报告可自动在MS Word 产生，或作为独立文件. EMPATH 电动机诊断 非介入，远程诊断技术 对振动测量的补充 扭矩负荷波动 检测转子问题 适合各种类型电动机 电动机和发电机 AC 和 DC 适合各种类型机械 转动机械 往复机械 EMPATH 电动机诊断 用真触发功能测取启动数据. 用真触发功能测取瞬态数据，及/或 选择瞬态数据的一部分进行频谱分析. 电动机测试任务整体存储，占小于800 KB 空间. 数据本身具有完整性；无繁琐的数据库. 可利用必威体育精装版手提电脑技术. 软件环境 WIN 95/98/NT/2000/ME